Bài giảng Hệ chuyên gia (Expert System): Chương 2.1 - PGS.TS. Phan Huy Khánh

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

110
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ chuyên gia (Expert System) - Chương 2.1 đề cập đến vấn đề biểu diễn tri thức trong các hệ chuyên gia. Nội dung chính trong chương này tập trung trình bày một số phương pháp dùng ngôn ngữ hình thức như: Biểu diễn tri thức nhờ các luật sản xuất, biểu diễn tri thức nhờ lôgic, biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ chuyên gia (Expert System): Chương 2.1 - PGS.TS. Phan Huy Khánh

Hệ chuyên gia (Expert System) PGS.TS. Phan Huy Khánh khanhph@vnn.vn Chương 2 Biểu diễn tri thức nhờ logic vị từ bậc một 2.1
Chương 2 Biểu diễn tri thức nhờ logic vị từ bậc một a Biểu diễn tri thức trong các HCG 2.1 a Lôgic mệnh đề 2.2 a Lôgic vị từ bậc một 2.3 a Biểu diễn tri thức nhờ logic vị từ bậc một 2/45
Biểu diễn tri thức trong một HCG a Tri thức của một HCG có thể được biểu diễn theo nhiều phương pháp khác nhau a Tuỳ theo từng HCG, người ta có thể sử dụng một hoặc đồng thời cả nhiều phương pháp a Phân chia theo ngôn ngữ sử dụng, người ta có 3 cách : V Sử dụng ngôn ngữ tự nhiên và ngôn ngữ toán học V Sử dụng ngôn ngữ hình thức V Sử dụng ngôn ngữ máy tính 3/45
Nguyên lý làm việc a Nguyên lý làm việc như sau : Tri thức được thu nhận trong ngôn ngữ tự nhiên L Æ Tri thức được dịch ra trong ngôn ngữ P Æ Tìm giải pháp suy diễn trong P Æ Lời giải được dịch ra trong ngôn ngữ L 4/45
Biểu diễn tri thức a Một số phương pháp dùng ngôn ngữ hình thức : V Biểu diễn tri thức nhờ các luật sản xuất V Biểu diễn tri thức nhờ lôgic V Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa V Ngoài ra, người ta còn sử dụng : Nhờ bộ ba : đối tượng, thuộc tính và giá trị (O-A-V: Object-Attribute-Value) Nhờ khung (frame) Ngôn ngữ nhân tạo, sự kiện không chắc chắn, v.v... 5/45
Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất a Hầu hết,các HCG hiện nay đều là các hệ thống dựa trên luật a Lý do như sau : V Bản chất đơn thể (modular nature) Có thể đóng gói tri thức Có thể mở rộng HCG một cách dễ dàng V Khả năng diễn giải dễ dàng (explanation facilities) Vận dụng luật có thể đặc tả chính xác các yếu tố tri thức Dễ dàng diễn giải vấn đề nhờ các tiền đề Rút ra được kết quả mong muốn V Tương tự quá trình nhận thức của con người. Dựa trên các công trình của Newell và Simon, các luật được xây dựng từ cách con người giải quyết vấn đề Cách biểu diễn luật nhờ IF THEN đơn giản cho phép giải thích dễ dàng cấu trúc tri thức cần trích lọc 6/45
Luật (Rule) là gì a Luật là một kiểu sản xuất dạng : LHS → RHS V Phần trái LHS (Left Hand Side) có nội dung được gọi theo nhiều tên khác nhau, như : tiền đề (antecedent) điều kiện (conditional part) mẫu so khớp (pattern part) V Phần sau luật RHS (Right Hand Side) là kết luận hay hậu quả (consequent) 7/45
Luật (Rule) là gì a Trong một hệ thống dựa trên luật, công cụ suy luận sẽ xác định những luật nào là tiên đề thỏa mãn các sự việc a Các luật sản xuất thường được viết dưới dạng IF THEN a Có hai dạng luật : IF < điều kiện > THEN < hành động > a Một số HCG có thêm phần hành động (action) bên phần phải của luật : IF < điều kiện > THEN < kết luận > DO < hành động > 8/45
Đặt tên luật a Tuỳ theo HCG cụ thể mà mỗi luật có thể được đặt tên a Có dạng Rule: Tên a Ví dụ : Rule: Đèn đỏ IF Đèn đỏ sáng THEN Dừng Rule: Đèn-xanh IF Đèn xanh sáng THEN Đi a Trong ví dụ trên, Đèn đỏ sáng và Đèn xanh sáng là những điều kiện, hay những khuôn mẫu 9/45
Cú pháp của các luật a A simple rule : IF THEN a A rule can have multiple antecedents joined by the keywords AND (conjunction), OR (disjunction) or a combination of both IF AND OR OR . . . . . . THEN THEN 10/45
Ví dụ a Strategy IF the car is dead THEN the action is ‘check the fuel tank’; step1 is complete IF step1 is complete AND the ‘fuel tank’ is full THEN the action is ‘check the battery’; step2 is complete a Heuristic IF the spill is liquid AND the ‘spill pH’ < 6 AND the ‘spill smell’ is vinegar THEN the ‘spill material’ is ‘acetic acid’ 11/45
Một số ví dụ khác Rule: Điều trị sốt Hệ thống chẩn đoán xe máy (OPS5) IF IF Bệnh nhân sốt Máy xe không nổ khi khởi động THEN THEN Cho uống thuốc Aspirin Dự đoán: Xe bị panne sức nén. Pittong, bạc xéc-măng và lòng xy lanh sai tiêu chuẩn, dễ tạo thành những khe hở nhỏ làm cho pittong không còn kín nên hoà khí không được nén lên đầy đủ. Xử lý : nên điều chỉnh hoặc thay mới pittong, bạc xéc-măng và lòng xy lanh cho đúng tiêu chuẩn IF Máy xe nổ không ổn định, OR máy xe nổ rồi lại tắt, AND bugi khô THEN Dự đoán : Xe đã bị nghẹt xăng. Xử lý : nên xúc rửa bình xăng và bộ khoá xăng của xe 12/45
Ví dụ HCG MYCIN a MYCIN là hệ thống chẩn đoán bệnh viêm màng não và hiện tượng có vi khuẩn bất thường trong máu (nhiễm trùng) a Ví dụ một luật của MYCIN : IF Tại vị trí vết thương có máu, AND Chưa biết chắc chắn cơ quan bị tổn thương, AND Chất nhuộm màu âm tính, AND Vi khuẩn có dạng hình que, AND Bệnh nhân bị sốt cao THEN Cơ quan có triệu chứng (0.4) nhiễm trùng 13/45
Dùng lôgic vị từ biểu diễn tri thức a Trong lôgic vị từ : V Các vị từ thường có chứa hằng, biến hay hàm V Người ta gọi các vị từ không chứa biến (có thể chứa hằng) là các mệnh đề (preposition) V Mỗi vị từ có thể là một sự kiện (fact) hay một luật V Luật là vị từ gồm hai vế trái và phải được nối nhau bởi một dấu mũi tên (→) a Người ta sử dụng các ký hiệu và các phép toán lôgic tác động lên các ký hiệu để thể hiện tri thức và suy luận lôgic 14/45
Dùng lôgic mệnh đề biểu diễn tri thức a Ví dụ : V MAN(X), FATHER(X, Y) là các sự kiện V MAN(X) → MORTAL(X) là một luật a Giải thích : V MAN(X) : «X là một người» V MORTAL(X) : «X chết» Phát biểu Vị từ Tom là một người MAN(tom) Tom là cha của Mary FATHER(tom, mary) Tất cả mọi người đều chết MAN(X) → MORTAL(X) 15/45
Ví dụ dùng lôgic vị từ a Từ các tri thức sau : Ta có thể biểu diễn thành các sự V Marc có tóc vàng hoe kiện và các luật như sau : V Jean có tóc màu nâu BLOND (marc) V Pierre là cha của Jean BROWN (jean) V Marc là cha của Pierre FATHER (pierre, jean) V Jean là cha của René FATHER (marc, pierre) V Marc là con của Georges. FATHER (jean, rené) V Giả sử X, Y và Z là những người nào đó SON (marc, georges) V Nếu Y là con của X, FATHER (X, Y) ← thì X là cha của Y SON (Y, X) V Nếu X là cha của Z GRANDFATHER (X, Y) ← và Z là cha của Y, FATHER (X, Z), thì X là ông của Y FATHER (Z, Y) 16/45
Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa a Mạng ngữ nghĩa là một đồ thị : V Các nút (node) dùng để thể hiện : Các đối tượng Thuộc tính của đối tượng Giá trị của thuộc tính V Các cung (arc) nối các nút để thể hiện mối quan hệ giữa các đối tượng a Các nút và các cung đều được gắn nhãn a Nghĩa sử dụng của một tri thức : V Một đường đi trong đồ thị gồm các nút nối các cung 17/45
Semantic Nets a Semantic net is a knowledge presentation method based on a network structure a It consists of V points called nodes connected by V links called arcs a Nodes - object, concepts, events a Arcs - relationships between nodes a Common arcs used for representing hierarchies include isa and has-part a Knowledge represented as a network or graph 18/45
Example: a The queen mary is an ocean liner Every ocean liner is a ship Ship Sẻ là một loài chim có cánh và biết bay isa Ocean có cánh Liner là loài sẻ isa chim biết bay Queen Mary 19/45
Tính thừa kế của mạng ngữ nghĩa a Một trong những tính chất quan trọng của mạng ngữ nghĩa là tính thừa kế a Bằng cách thêm vào đồ thị các nút mới và các cung mới, người ta có thể mở rộng một mạng ngữ nghĩa a Các nút mới được thêm thể hiện các đối tượng tương tự (với các nút đã có trong đồ thị), hoặc tổng quát hơn a Khi sử dụng mạng ngữ nghĩa để biểu diễn tri thức, người ta phải xây dựng các phép toán tương ứng 20/45