【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， 8個(gè)數(shù)隨機(jī)放置； – 數(shù)字移動(dòng)規(guī)則：空格周圍的數(shù)字可移動(dòng)到空格中； – 如果通過(guò)移動(dòng)數(shù)字 ， 達(dá)到一個(gè)目標(biāo)狀態(tài) ， 則游戲成功結(jié)束； – 求一個(gè)走步序列 。 ? 問(wèn)題：怎樣用一個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)描述并解決上述問(wèn)題 ？ 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 28 例 1 ? 產(chǎn)生式系統(tǒng)的描述 : – 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)：存放棋盤的狀態(tài) 。 ?棋盤的狀態(tài)： 8個(gè)數(shù)字在棋盤上的位置分布 。 ?每走一步 ， 狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化； ?存放棋盤的當(dāng)前狀態(tài)； – 規(guī)則：規(guī)則是數(shù)字移動(dòng)的方法 。 ?空格的移動(dòng) : ?如果空格左邊有數(shù)字 ， 則將左邊的數(shù)字移到空格上； ?如果空格右邊有數(shù)字 ， 則將右邊的數(shù)字移到空格上； ?如果空格上邊有數(shù)字 ， 則將上邊的數(shù)字移到空格上； ?如果空格下邊有數(shù)字 ， 則將下邊的數(shù)字移到空格上； 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 29 例 2 ? 問(wèn)題：設(shè)字符轉(zhuǎn)換規(guī)則 A∧ B→C A∧ C→D B∧ C→G B∧ E→F D→E 已知： A， B 求： F 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 30 一、綜合數(shù)據(jù)庫(kù) {x}， 其中 x為字符 二、規(guī)則集 1， IF A∧ B THEN C 2， IF A∧ C THEN D 3， IF B∧ C THEN G 4， IF B∧ E THEN F 5， IF D THEN E 例 2 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 31 三、 控制策略 順序排隊(duì) 四、初始條件 {A， B} 五、結(jié)束條件 F∈{x} 例 2 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 32 產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理 ? 正向推理 :從已知事實(shí)出發(fā) ,通過(guò)規(guī)則庫(kù)求得結(jié)論 .也稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式 ,或從底向上的方式 ? 反向推理 :從目標(biāo)出發(fā) .反向使用規(guī)則 ,求得已知事實(shí) ,或稱目標(biāo)驅(qū)動(dòng) ,自頂向下 . ? 雙向推理 :既自頂向下 ,又自底向上相結(jié)合得方法 .直至某個(gè)中間界面兩方向結(jié)果相符便成功結(jié)束 . 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 33 正向推理推理過(guò)程 ? 正向推理推理過(guò)程 (1)規(guī)則庫(kù)中的規(guī)則與數(shù)據(jù)庫(kù)中的事實(shí)進(jìn)行匹配 ,得到匹配成功的規(guī)則集合 (2)從匹配規(guī)則集中選擇一條規(guī)則作為使用規(guī)則 (3)執(zhí)行使用規(guī)則的后件 ,將該規(guī)則的后件送入數(shù)據(jù)庫(kù) . 重復(fù)上述過(guò)程直到達(dá)到目標(biāo) 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 34 反向推理推理過(guò)程 ? 反向推理推理過(guò)程 (1)規(guī)則集合中的規(guī)則后件與目標(biāo)事實(shí)進(jìn)行匹配 ,得到匹配的規(guī)則集合 (2)從匹配規(guī)則集合中選擇一條規(guī)則作為使用規(guī)則 (3)將使用規(guī)則的前件作為子目標(biāo) 重復(fù)上述過(guò)程 ,直到各子目標(biāo)均為已知事實(shí)成功結(jié)束 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 35 產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn) (1)自然性 (2)模塊性 (3)有效性既可表示確定性知識(shí) ,又可表示非確定性知識(shí) ,既可表示啟發(fā)式知識(shí) ,又可表示過(guò)程性知識(shí) (4)清晰性 :格式固定 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,便于一致性 ,完整性檢查 ? 不足之處 – 效率不高 :匹配 沖突消解 執(zhí)行 ,并且可能產(chǎn)生組合爆炸 – 不能表達(dá)具有結(jié)構(gòu)性的知識(shí) 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 36 內(nèi)容提要 狀態(tài)空間 面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示 劇 本 本體 小結(jié) 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 37 概述 謂詞邏輯 產(chǎn)生式系統(tǒng) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 框架 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) ? 基本概念 – 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)概念及其語(yǔ)義關(guān)系來(lái)表達(dá)知識(shí)的一種網(wǎng)絡(luò)圖 ,是一種“帶標(biāo)識(shí)”的有向圖 . – 節(jié)點(diǎn)表示各種事物 ,概念 ,情況 ,屬性 ,動(dòng)作 ,狀態(tài)等 .弧表示各種語(yǔ)義關(guān)系 (節(jié)點(diǎn) 1 , 弧 , 節(jié)點(diǎn) 2) – 也可表示為 : – 當(dāng)把多個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)相應(yīng)的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)在一起時(shí) ,就得到一個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) A B R 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 38 常用的語(yǔ)義聯(lián)系 – ISA,AKO,Partof,Infer等 – AMemberof:表示個(gè)體與集體之間的關(guān)系 . – Composedof: 表示“構(gòu)成”聯(lián)系 ,是一種一對(duì)多的聯(lián)系 – Have: 表示屬性或事物的“占用”關(guān)系 .如鳥有翅膀 – Before, After, At: 表示事物之間的時(shí)間先后順序 – Locatedon(at,under,inside,outside):表示事物之間的位置關(guān)系 – Similarto,Nearto:表示事物之間的相似或接近的關(guān)系 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 39 40 – (1) 能把實(shí)體的結(jié)構(gòu)、屬性與實(shí)體間的因果關(guān)系顯式并簡(jiǎn)明地表達(dá)出來(lái) , 與實(shí)體相關(guān)的事實(shí)、特征和關(guān)系可以通過(guò)相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)弧線推導(dǎo)出來(lái)。這樣便以聯(lián)想方式實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng) 的解釋。 – (2) 由于與概念相關(guān)的屬性和聯(lián)系被組織在一個(gè)相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中 , 因而使概念易于受訪和學(xué)習(xí) 。 – (3 ） 表現(xiàn)問(wèn)題更加直觀 , 更易于理解 , 適于知識(shí)工程師與領(lǐng)域?qū)＜业臏贤?。 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的繼承方式也符合人類的思維習(xí)慣 。 – (4) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的語(yǔ)義解釋依賴于該結(jié)構(gòu)的推理過(guò)程而沒(méi)有結(jié)構(gòu)的約定 , 因而得到的推理不能保證像謂詞邏輯法那樣有效 。 – (5 ） 節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系可能是線狀 、 樹狀或網(wǎng)狀的 , 甚至是遞歸狀的結(jié)構(gòu) , 使相應(yīng)的知識(shí) 存儲(chǔ)和檢索可能需要比較復(fù)雜的過(guò)程 。 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 41 ? 表示一些簡(jiǎn)單事實(shí)，如占有關(guān)系和其它情況：以節(jié)點(diǎn)表示實(shí)體與概念，節(jié)點(diǎn)間關(guān)系以有向鏈關(guān)聯(lián)。 – 例： 小燕是一只燕子，燕子是一種鳥，鳥有翅膀；巢 1是小燕的巢，巢 1是巢中的一個(gè)。 – 問(wèn)題： 上述的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)為二元關(guān)系，無(wú)法表示復(fù)雜事實(shí)，如：小燕從春天到秋天占有巢－ 1。 如果采用謂詞邏輯表示為一個(gè)四元謂詞演算： Owns（ XIAOYAN,NET1,SPRING,FALL） 二元語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的表示 SWALLOW BIRD XIAOYAN NEST1 NEST ISA ISA ISA OWNS HASPART WINGS 2020/11/4 史忠植 人工智能：知識(shí)表示 42 允許節(jié)點(diǎn)既可以表示一個(gè)物體或一組物體，也可以表示情況與動(dòng)作。每一情況節(jié)點(diǎn)成為事例框，有一組向外的弧，用以說(shuō)明與該事例有關(guān)的各種變量。 SWALLOW BIRD XIAOYAN NEST1 NEST ISA ISA ISA OWNEE OWN1 OWNER SPRING FALL SITUATION TIME OWNERSHIP ISA ISA ISA ISA STARTTIME E