【正文】 3計(jì)劃 863306 第一章 引言 第二節(jié) 人工智能的發(fā)展概況 三、人工智能的發(fā)展 90年代 現(xiàn)在 1）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)興 2）基于知識(shí)的系統(tǒng) CYC 3） Deep Blue 4）分布式人工智能與多 Agent系統(tǒng) robots, Softbot,集成自治系統(tǒng) 5）知識(shí)科學(xué) 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 04講 主講教師：翟玉慶 第一章 引言 第三節(jié) 人工智能的研究方法 人工智能經(jīng)過(guò)發(fā)展，形成了許多學(xué)派。物理符號(hào)系統(tǒng)的基本任務(wù)和功能是辨認(rèn)相同的符號(hào)和區(qū)別不同的符號(hào)。在邏輯上是完備的，是 PROLOG的計(jì)算模型 3）非單調(diào)推理：閉世假說(shuō)（ CWA）、默認(rèn)推理、限定推理 第一章 引言 第四節(jié) 人工智能的主要研究?jī)?nèi)容 七、自動(dòng)推理 主要工作 4）定性推理：把物理系統(tǒng)或物理過(guò)程細(xì)分為子系統(tǒng)或子過(guò)程，對(duì)于每個(gè)子系統(tǒng)或子過(guò)程及它們之間的相互作用或影響均建立起結(jié)構(gòu)描述，通過(guò)局部因果性的傳播和行為合成，獲得實(shí)際物理系統(tǒng)的行為描述和功能描述 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 08講 主講教師：翟玉慶 第一章 引言 第四節(jié) 人工智能的主要研究?jī)?nèi)容 七、自動(dòng)推理 主要工作 5）不確定性推理：不確定性來(lái)自人類的主觀認(rèn)識(shí)與客觀實(shí)際之間存在的差異。 3）分析學(xué)習(xí)（實(shí)例學(xué)習(xí)）：基于解釋的學(xué)習(xí)、知識(shí)塊（ Chunking）學(xué)習(xí)。 第一章 引言 第四節(jié) 人工智能的主要研究?jī)?nèi)容 九、分布式人工智能（ Distributed AI） 第一屆 DAI會(huì)議是在 1980年。 注：從某種意義上說(shuō)，行為性知識(shí)是描述事物的內(nèi)涵，而非外延。 是否適合于推理？ 注：人工智能主要對(duì)適合推理的知識(shí)表示感興趣。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞解釋 人為地指派給謂詞的含義 注： 5）利用謂詞演算進(jìn)行邏輯推理的核心任務(wù)就是判斷一個(gè)謂詞公式是否永真。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 二、自然演繹系統(tǒng) 注： 3）在實(shí)際應(yīng)用中，僅推演永真式是不夠的，任何有意義的知識(shí)推理系統(tǒng)均需處理非永真公式，它的謂詞被指派以某種解釋，即語(yǔ)義。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 四、子句演繹系統(tǒng) 子句 只有或符號(hào)和非符號(hào)的合式謂詞公式稱為子句，用或符號(hào)連接多個(gè)句節(jié)而成。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)構(gòu)成 a)一組規(guī)則 (即產(chǎn)生式本身 ) 每個(gè)規(guī)則分為左部 (LHS)和右部 (RHS)。 注：數(shù)據(jù)基不同于數(shù)據(jù)庫(kù)。規(guī)則匹配失敗時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)基無(wú)影響。這種有關(guān)元知識(shí)的知識(shí)稱為高階元知識(shí)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) c)相互影響的間接性 產(chǎn)生式系統(tǒng)一般是“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，看不見(jiàn)控制流。其關(guān)鍵在于知識(shí)能否模塊化。 樹(shù)和圖 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 三、產(chǎn)生式的知識(shí)元形式 注： 1)知識(shí)元可涉及復(fù)雜的計(jì)算，如 exist(x,D) 2)一般地，變量的作用域僅限于它所在的產(chǎn)生式。每當(dāng)數(shù)據(jù)基的當(dāng)前狀態(tài)符合某一產(chǎn)生式左部的所有條件時(shí)，相應(yīng)產(chǎn)生式被激發(fā)，并執(zhí)行其右部的動(dòng)作。即，當(dāng)產(chǎn)生式的右部不能為數(shù)據(jù)基增添新的謂詞時(shí)，就不應(yīng)激發(fā)此產(chǎn)生式，否則會(huì)產(chǎn)生許多無(wú)用的空轉(zhuǎn)，可能使產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行不能停止。若當(dāng)前數(shù)據(jù)基的狀態(tài)不是 S2，則進(jìn)一步查看有無(wú)這樣的規(guī)則 R2，可把狀態(tài) S3轉(zhuǎn)換為 S2，若有，則查看當(dāng)前數(shù)據(jù)基的狀態(tài)是否是S3,… ，如此反復(fù)，得到一條向后推理鏈。它可以是有窮的，也可是無(wú)窮的。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 c)最廣通代定義 定義 1[通代 ] 若有一組謂詞 W={?1,?2,…, ?n}，又有一個(gè)代換 ?，使 ?1?=?2?=…= ?n?，則稱 ?為謂詞組 W的通代。這就是框架問(wèn)題。 在向后推理時(shí)，有 n個(gè)產(chǎn)生式 (n1)的右部均能和同一子目標(biāo)匹配成功，或有 m組不同數(shù)據(jù) (m1)均能和同一子目標(biāo)匹配成功，或有 l個(gè)子目標(biāo) (l1)均能找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)或產(chǎn)生式右部并匹配成功，或三種情況的復(fù)合。 h)更新 注：在發(fā)生變異的情形下需更新 i)修改 對(duì)老框架進(jìn)行修改，以符合變異要求 j)查找 注：查找時(shí)，可能需要回溯 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 16講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一、基本思想 用一個(gè)有向圖表示概念和概念之間的關(guān)系，其中節(jié)點(diǎn)代表概念，節(jié)點(diǎn)之間的連接弧 (也稱聯(lián)想弧 )代表概念之間的關(guān)系 尋找兩個(gè)概念之間關(guān)系的方法是：從此兩個(gè)概念出發(fā)，分別以廣度優(yōu)先的方法沿著連接弧向前搜索，這兩個(gè)搜索圈逐漸擴(kuò)大，若某個(gè)時(shí)刻兩者碰上，即形成一條連接兩個(gè)概念的通路，則認(rèn)為是找到了兩個(gè)概念之間的聯(lián)系 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 二、 常見(jiàn)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)形式 命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) ER圖（實(shí)體 關(guān)系圖） 語(yǔ)言語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 簡(jiǎn)單命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) a)基本思想 用節(jié)點(diǎn)表示命題，弧表示命題關(guān)系 例：她身穿大紅襖，頭戴一枝花 人 女人 她 頭上 身上 與 附有 附有 花 大紅襖 戴著 穿著 動(dòng)作 事物 個(gè)體 子集 部分 部分 地點(diǎn) 地點(diǎn) 對(duì)象 方式 方式 對(duì)象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 狀態(tài) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 簡(jiǎn)單命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 1：她身穿大紅襖，頭戴一枝花 人 女人 她 頭上 身上 與 附有 附有 花 大紅襖 戴著 穿著 動(dòng)作 事物 個(gè)體 子集 部分 部分 地點(diǎn) 地點(diǎn) 對(duì)象 方式 方式 對(duì)象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 狀態(tài) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 簡(jiǎn)單命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 2：他用激光打印機(jī)打印了這份文件 辦公機(jī)器 插座 打印機(jī) 激光打印機(jī) 打印 完成的動(dòng)作 動(dòng)作 他 男人 人 文件 辦公資料 資料 個(gè)體 子集 電源 子集 個(gè)體 工具 動(dòng)作主體 動(dòng)作對(duì)象 個(gè)體 子集 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) a)基本思想 使用網(wǎng)絡(luò)分塊化技術(shù)：將復(fù)雜命題拆成許多子命題，每個(gè)子命題用一個(gè)小的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示，稱為一個(gè)空間，復(fù)雜命題構(gòu)成大空間，子命題構(gòu)成子空間，它本身又可看作大空間中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，子空間可層層嵌套，也可用弧互相連接 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 1： 每個(gè)學(xué)生都讀過(guò)一本書(shū) ?x?y(學(xué)生 (x)?書(shū) (y) ?讀過(guò) (x,y)) GS 注： 1)GS是全體命題的集合 2)F弧指示所代表的命題 g s r b 學(xué)生 讀 書(shū) 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對(duì)象 F ? 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 2：每個(gè)學(xué)生都讀過(guò)所有的書(shū) ?x ? y(學(xué)生 (x)?書(shū) (y) ?讀過(guò) (x,y)) GS g s r b 學(xué)生 讀 書(shū) 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對(duì)象 F ? ? 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 3：每個(gè)學(xué)生都讀過(guò)一本所有作家都喜歡的書(shū) ?x (學(xué)生 (x)??y(書(shū) (y) ?讀過(guò) (x,y) ??z(作家 (z) ?喜歡 (z,y))) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 3：每個(gè)學(xué)生都讀過(guò)一本所有作家都喜歡的書(shū) 學(xué)生 g1 GS 作家 s r 讀 書(shū) b like n 喜歡 g2 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對(duì)象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對(duì)象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 F ? ? F 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) c)子空間 (塊 )偏序排序規(guī)則 1)若從子空間 S1內(nèi)的某個(gè)節(jié)點(diǎn)有弧通向子空間S2中的某個(gè)節(jié)點(diǎn) (或 S2完全包含 S1)，則稱 S2在 S1之上，或 S1在 S2之下。前者用 IF弧連接 ,后者用 THEN弧連接 注： SuLo語(yǔ)義聯(lián)系模型要用大量的附加一致性規(guī)則，即語(yǔ)義過(guò)程，去補(bǔ)充，從而使得語(yǔ)義過(guò)程不是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，使得由網(wǎng)絡(luò)表示的知識(shí)很不完整，也不直觀。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 七、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)上的推理 推理種類 a)閉式推理 b)開(kāi)式推理 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 七、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)上的推理 閉式推理 a)作用 主要用于尋找?guī)讉€(gè)概念之間的內(nèi)在聯(lián)系。 如：動(dòng)作對(duì)象 (x,y)?個(gè)體 (x,z) ? ?t(個(gè)體 (t,z) ?動(dòng)作對(duì)象 (t,y) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 七、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)上的推理 開(kāi)式推理 c)實(shí)現(xiàn)方式 2)直接將推理規(guī)則編入語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中 注：這種類型的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)把語(yǔ)義的重點(diǎn)不放在弧上而放在節(jié)點(diǎn)中，這是因?yàn)閹缀跛械幕”硎就缓x，即前提和推論的連接 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 18講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第六節(jié) 過(guò)程性知識(shí)表示 一、知識(shí)的過(guò)程性含義 把解決一個(gè)問(wèn)題的過(guò)程描述出來(lái)，即，解題知識(shí)的過(guò)程性表示 把客觀事物的發(fā)展過(guò)程用某種方式表示出來(lái)，即，故事知識(shí)的過(guò)程性表示 注： 1)在某些情況下，這兩種含義很難絕然分開(kāi) 2)第二種含義往往用于理解用自然語(yǔ)言寫(xiě)的故事，主要是故事知識(shí)的過(guò)程性表示 3)最典型的過(guò)程性知識(shí)表示當(dāng)然是通常的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第六節(jié) 過(guò)程性知識(shí)表示 二、常見(jiàn)的過(guò)程性知識(shí)表示法 狀態(tài)空間 所有可能狀態(tài)的全體，構(gòu)成狀態(tài)空間。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 七、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)上的推理 閉式推理 b)基本思想 2)若尋找兩個(gè)概念 C1與 C2之間的聯(lián)系，則啟動(dòng)相應(yīng)節(jié)點(diǎn) n1與 n2對(duì)應(yīng)的自動(dòng)機(jī)，使它們發(fā)出信息，啟動(dòng)鄰近自動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步啟動(dòng)其它自動(dòng)機(jī)。一個(gè)格結(jié)構(gòu)由許多格變?cè)M成，每個(gè)格變?cè)獜恼Z(yǔ)法上講是一個(gè)名詞短語(yǔ)，從語(yǔ)義上講分別屬于五種格關(guān)系 (動(dòng)作主體、主題、地點(diǎn)、源泉、目標(biāo) ) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 五、語(yǔ)言語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 舉例 例：豬八戒背媳婦 背 現(xiàn)在時(shí)說(shuō)明式肯定式 豬八戒 媳婦 語(yǔ)態(tài) 格一 格二 地點(diǎn) 主題 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 用于描述客觀事物結(jié)構(gòu) 注：結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)常見(jiàn)于模式識(shí)別，機(jī)器學(xué)習(xí)等應(yīng)用領(lǐng)域中 分類網(wǎng)絡(luò) 用于描述抽象的概念，對(duì)它們按層次進(jìn)行分類，每個(gè)概念用一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表，節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系只有兩種：子集關(guān)系和個(gè)體