【正文】 University Artificial Intelligence Spring ?所求的問(wèn)題的解是機(jī)器人的操作序列． ? 定義謂詞來(lái)表示機(jī)器人的操作動(dòng)作： – GOTO (x, y): 從 x處走到 y處 – Pickup (x): 在 x處拿起盒子 – Setdown (x):在 x處放下盒子 機(jī)器人移盒子 ? 邏輯表示在 AI中的應(yīng)用 21 Department of Computer Science amp。他們發(fā)現(xiàn)某些共同的習(xí)慣和興趣，能使兩對(duì)或更多的夫婦一起度過(guò)一個(gè)令人愉快的假期。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 修道士和野人問(wèn)題 (The Missionaries and Cannibals Problem) 定義謂詞 : ＞ (X,Y,S)表示狀態(tài) S下 X＞ Y ≥(X,Y,S)表示狀態(tài) S下 X≥Y X,Y的個(gè)體域是｛ 0,1,2,3｝ 然后定義安全性謂詞 safety(Z,X,Y,S): safety(Z,X,Y,S)≡( ＞ (X,0,S)∧ ≥ (X,Y,S))∨ (X=0) 在河的左岸有三個(gè)野人 ,三個(gè)修道士和一條船，修道士們想用這條船把所有的人運(yùn)到河對(duì)岸 ,但受以下條件的約束 : 1. 修道士和野人都會(huì)劃船修，但船每次至多可載兩個(gè)人 。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring ?問(wèn)題的初始狀態(tài) AT(monkey, a) AT(box, b) 172。ONBOX ， AT(monkey, u)， 動(dòng)作：刪除表： AT(monkey, u) 添加表： AT(monkey, v) Pushbox(v, w) 條件： 172。 ONBOX 添加表： ONBOX ? Grasp 條件： ONBOX， AT(box, c) 動(dòng)作：刪除表： 172。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 產(chǎn)生式表示法 產(chǎn)生式是目前人工智能中使用最多的一種知識(shí)表示方法 產(chǎn)生式表示的基本方法 事實(shí)的表示 規(guī)則的表示 產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過(guò)程 產(chǎn)生式系統(tǒng)的控制策略 產(chǎn)生式系統(tǒng)的類(lèi)型 產(chǎn)生式系統(tǒng)的特性 34 Department of Computer Science amp。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring ? 規(guī)則的作用： 描述事物之間的因果關(guān)系。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring ? 控制系統(tǒng)的主要任務(wù) 選擇匹配： 按一定策略從規(guī)則庫(kù)種選擇規(guī)則與綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知事實(shí)進(jìn)行 匹配 。 終止推理 ：檢查綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中是否包含有目標(biāo)，若有，則停止推理。 R2 :如果沒(méi)有火花，則讓用戶(hù)檢查電極尖端。 … Rn 數(shù)據(jù)庫(kù)中含有一個(gè)簡(jiǎn)單事實(shí) : 引擎不能轉(zhuǎn)動(dòng) 設(shè)有一個(gè)汽車(chē)故障檢測(cè)系統(tǒng) : 39 Department of Computer Science amp。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 初始綜合數(shù)據(jù)庫(kù)包含的事實(shí)有： 動(dòng)物有暗斑點(diǎn)，有長(zhǎng)脖子，有長(zhǎng)腿，有奶，有蹄 動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)： 42 Department of Computer Science amp。然后取 r2，該前提可與已知事實(shí)“有奶”相匹配， r2被執(zhí)行，并將其結(jié)論“該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物”作為新的事實(shí)加入到綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中。接著取 r11，該前提 “該動(dòng)物是有蹄類(lèi)動(dòng)物 AND 有長(zhǎng)脖子 AND 有長(zhǎng)腿 AND 身上有暗斑” 與已知事實(shí)相匹配，r11被執(zhí)行，并推出“該動(dòng)物是長(zhǎng)頸鹿”。 例如： DENDRAL 化學(xué)質(zhì)譜儀分析系統(tǒng) MYCIN 醫(yī)療診斷專(zhuān)家系統(tǒng) HEARSAY 語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng) 45 Department of Computer Science amp。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 問(wèn)題求解中的搜索策略 R1 (7) R2 (10) 3 1 R2 R3 (5) R1 R4 (20) 6 9 4 2 R3 R4 R2 R3 R4 8 7 13 10 5 R4 R4 R4 11 14 12 圖 啟發(fā)式搜索 (3)啟發(fā)式搜索 假設(shè)各規(guī)則給定權(quán)重如下 :R1 :7。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過(guò)程 ? (1) 初始化綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，即把欲解決問(wèn)題的已知事實(shí)送入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中； ? (2) 檢查規(guī)則庫(kù)中是否有未使用過(guò)的規(guī)則，若無(wú)轉(zhuǎn) (7)； ? (3) 檢查規(guī)則庫(kù)的未使用規(guī)則中是否有其前提可與綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中已知事實(shí)相匹配的規(guī)則，若有，形成當(dāng)前可用規(guī)則集；否則轉(zhuǎn) (6)； ? (4) 按照沖突消解策略，從當(dāng)前可用規(guī)則集中選擇一個(gè)規(guī)則執(zhí)行，并對(duì)該規(guī)則作上標(biāo)記。 不理想規(guī)則的應(yīng)用會(huì)降低效率，但不影響可解性。 圖搜索方式： 圖搜索方式是一種用圖或樹(shù)把全部求解過(guò)程記錄下來(lái)的方式。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring ? 正向推理產(chǎn)生式系統(tǒng)： 也稱(chēng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式 ， 它是從初始狀態(tài)出發(fā) ， 朝著目標(biāo)狀態(tài)前進(jìn) ， 正向使用規(guī)則的一種推理方法 。 所謂逆向使用規(guī)則 ， 是指以問(wèn)題的目標(biāo)狀態(tài)作為初始綜合數(shù)據(jù)庫(kù) ， 僅當(dāng)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的事實(shí)滿(mǎn)足某條規(guī)則的后件時(shí) ， 該規(guī)則才被使用 。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 問(wèn)題求解的方法 ? procedure generate。 if the problem is solved by the application of R then indicate SUCCESS else call′generate′recursively remove R from S and undo the effect of applying R end end。 R3 :如果 X能被 6整除則 X能被 2整除 。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 問(wèn)題求解的方法 R1 R2 R2 R3 R1 R4 S6 R3 R4 R2 R3 R4 R4 S2 R4 R4 S5 S1 S3 S4 圖 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法的搜索樹(shù) 執(zhí)行 generate過(guò)程 : R1 :如果 X能被 12整除則 X能被 6整除 。 N能被 12整除 , N能被 20整除 (1)S =｛ R1 ,R2 ｝ (2)S ′= ｛ R2 ,R3 ｝ (3)S′′= ｛ R3 ,R4 ｝ (4)S′′′= ｛ R4 ｝ 跟蹤求解過(guò)程得到使用規(guī)則的第一路徑是 :R1 ,R2 ,R3 ,R4 53 Department of Computer Science amp。 R4 :如果 X能被 10整除則 X能被 5整除 。 scan the rule base to identify the set of applicable rules S which have X on the righthand side。 if C is true in the database then result:=true else if C is false in the database then do nothing else if validate (C) is true then result:=true end。 R2 :如果 X能被 20整除則 X能被 10整除 。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 問(wèn)題求解的方法 在很多應(yīng)用中，條件部分是復(fù)合表達(dá)式，如：如果C1且 C2且 C3， 則 Validate必須修改以適應(yīng)這種規(guī)則，修改的方法如下： ?（ 1）將 “ if C is false in the database” 改為： “ if (C1 is false) or (C2 is false) or (C3 is false)” ?（ 2）將 “ if Validate(C) is true” 改為： “ if (Validate(C1) is true)and (Validate(C2) is true) or (Validate(C3) is true)” 57 Department of Computer Science amp。 call′selecthypothesis′to select a goal statement E。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring ? 設(shè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的初始狀態(tài)為 {C， B， Z}，目標(biāo)狀態(tài)為 { M， M， …… ， M }，規(guī)則庫(kù)中有如下規(guī)則： r1： C→{D ， L} r2： C→{B ， M} r3： B→{M ， M} r4： Z→{B ， B， M} 解決該問(wèn)題時(shí)，可先把初始綜合數(shù)據(jù)庫(kù)分為三個(gè)子庫(kù)，然后對(duì)這三個(gè)子庫(kù)分別應(yīng)用規(guī)則庫(kù)中的相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行求解。 它既可以向綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中添加新的內(nèi)容，又可以從綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除或修改老的內(nèi)容。 模塊性：規(guī)則是規(guī)則庫(kù)中最基本的知識(shí)單元，各規(guī)則之間只能通過(guò)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生聯(lián)系，而不能相互調(diào)用，從而增加了規(guī)則的模塊性。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 主要缺點(diǎn)： 效率較低：各規(guī)則之間的聯(lián)系必須以綜合數(shù)據(jù)庫(kù)為媒介。 產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn) 63 Department of Computer Science amp。 1972年，西蒙在他的自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)中也采用了語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法。 ?語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有向圖，其中結(jié)點(diǎn)表示個(gè)體，而弧表示二個(gè)體間的二元關(guān)系，弧上標(biāo)記關(guān)系模型名稱(chēng)，單一個(gè)體就由一結(jié)點(diǎn)表示。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring 例如：若有語(yǔ)義基元（ A, R, B），其中， A、 B分別表示兩個(gè)結(jié)點(diǎn)， R表示 A與 B之間的某種語(yǔ)義聯(lián)系，則它所對(duì)應(yīng)的基本網(wǎng)元如下圖所示： A B R 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的基本概念 68 Department of Computer Science amp。例 成員關(guān)系： AMemberof 體現(xiàn)的是“個(gè)體與集體”的關(guān)系，含義為“是一員”，表示一個(gè)事物是另一個(gè)事物的一個(gè)成員。 Technology, Nanjing University Artificial Intelligence Spring ? Partof ：含義為“是一部分”，表示一個(gè)事物是另一個(gè)事物的