【正文】 染性疾病的專家系統(tǒng)MYCINn ……14P ? Q CF = [0, 1]或 IF P THEN Q CF = [0, 1]其中， P是產(chǎn)生式的 前提 ， Q是一組 結(jié)論 或 操作 ，CF(Certainty Factor)為 確定性因子 ，也稱 置信度 。Q PQ P,Q析取 ： Disjunction(or) P ? Q P|Q P。n 舉例n CITY(X), ~HUMAN(X), INROOM(ROBOT, R1), etc.n HUMAN(X) ? LAWED(X)，表示：人人都受法律管制n {[HUMAN(X) ? LAWED(X)] ? [COMMIT(X) ? PUNISHED(X)]}，表示： 如果由于某個 X是人而受到法律管制，則這個人犯了罪就一定要受到懲罰。浙江大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院《人工智能》講座徐從富 (Congfu Xu) PhD, Associate Professor Email: Institute of Artificial Intelligence, College of Computer Science, Zhejiang University, Hangzhou 310027, . ChinaDecember 4, 2023第二講 人工智能原理及應(yīng)用(Lecture 2 Principles Applications of AI)提綱n 知識表示n 專家系統(tǒng)n 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)n 不確定性推理 n 機器學(xué)習(xí)n 數(shù)據(jù)挖掘n AI的若干研究前沿2 知識表示 ? 知識是智能的基礎(chǔ)n 獲得知識n 運用知識 ? 符合計算機要求的知識模式n 計算機能存儲、處理的知識表示模式n 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（ List, Table, Tree, Graph, etc.） 知識表示的重要性3? 數(shù)據(jù) (Data)n 信息的載體和表示n 用一組符號及其組合表示信息? 信息 (Information)n 數(shù)據(jù)的語義n 數(shù)據(jù)在特定場合下的具體含義? 知識 (Knowledge)n 信息關(guān)聯(lián)后所形成的信息結(jié)構(gòu)：事實 規(guī)則n 經(jīng)加工、整理、解釋、挑選、改造后的信息 數(shù)據(jù)、信息與知識4 知識的特性n 相對正確性n 一定條件下n 某種環(huán)境中n ......n 不確定性n 存在 “中間狀態(tài) ”n “真 ”（ “假 ”）程度n 隨機性n 模糊性n 經(jīng)驗性n 不完全性n ......n 可表示性 可利用性n 語言n 文字n 圖形n 圖像n 視頻n 音頻n 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)n 概率圖模型n ......5 知識的分類n 常識性知識、領(lǐng)域性知識 （ 作用范圍）n 事實性知識、過程性知識、控制知識 （作用及表示）n 確定性知識、不確定性知識 （確定性）n 邏輯性知識、形象性知識 （結(jié)構(gòu)及表現(xiàn)形式）n 零級知識、一級知識、二級知識 （抽象程度）6 常用的知識表示方法n 一階謂詞 （ First Order Predicate）n 產(chǎn)生式 （ Production）n 框架 （ Framework）n 語義網(wǎng)絡(luò) （ Semantic Network）n 劇本 （ Script）n 過程 （ Procedure）n 面向?qū)ο?（ ObjectOriented）n Petri網(wǎng) （ Petri Network）n 信念網(wǎng) （ Belief Network）n 本體論 （ Ontology）n …… 7 如何選擇合適的知識表示方法？n 充分表示 領(lǐng)域知識n 有利于 對知識的利用n 便于 理解和實現(xiàn)n 便于 對知識的組織、管理與維護(hù)8 一階謂詞表示法1. 何謂一階謂詞？n 定義n 謂詞：就是帶參數(shù)的命題。n 謂詞公式：用連詞 （ ?, ?, ?等） 把原子謂詞公式組成的合適公式。 9Syntax item Usually used Others取反 ： Negation (not) ~P, ?P P（加上劃線）合取 ： Conjunction(and) P ? Q PQ PQ P+Q蘊涵 ： Implication(if) P?Q P?Q P ? Q等價 ： Equivalence(iff) P?Q P?Q P?Q全稱量詞 ： Universal (all) (?x) P(x) ?x P(x) ?x P(x) 存在量詞 ：Existential(exists)(?x) P(x) ?x P(x) ?x P(x)關(guān)系 ： Relation R(x, y) (R x y) Rxy xRy2. 常用的謂詞公式表示方法對照表103. 謂詞公式的表達(dá)方法舉例n 實例 1n 試用謂詞演算表示如下英文句子： “For every set x, there is a set y, such that the cardinality of y is greater than the cardinality of x.”n 對應(yīng)的謂詞公式： (?x) {SET(x) ? (?y) (?u) (?v) [SET(y) ? CARD(y, u) ? CARD(x, v) ?G(u,v)]}n 實例 2n “世上決沒有無緣無故的愛，也沒有無緣無故的恨。 【說明】：謂詞邏輯中的 蘊涵式 與 產(chǎn)生式 的基本形式相似，事實上，蘊涵式只是產(chǎn)生式的一種特殊情況。 b）模塊性 ：產(chǎn)生式是規(guī)則庫中的最基本的知識單元，形式相同，易于模塊化管理。 d）清晰性 ：產(chǎn)生式有固定的格式，既便于規(guī)則設(shè)計，又易于對規(guī)則庫中的知識進(jìn)行一致性、完整性檢測。由于規(guī)則庫一般都比較龐大，而匹配又是一件十分費時的工作，因此，其工作效率不高。 b）不能表達(dá)具有結(jié)構(gòu)性的知識 產(chǎn)生式系統(tǒng)對具有結(jié)構(gòu)關(guān)系的知識無能為力，它 不能把具有結(jié)構(gòu)關(guān)系的事物間的區(qū)別與聯(lián)系表示出來 ，因此，人們經(jīng)常將它與其它知識表示方法（如框架表示法、語義網(wǎng)絡(luò)表示法）相結(jié)合。如： 化學(xué)反應(yīng) 方面的知識。如： 醫(yī)療診斷、故障診斷 等方面的知識。18 框架表示法 1. 框架理論 1975年美國著名 AI學(xué)者 Minsky在其論文 “A framework for representing knowledge”中提出了框架理論，并把它 作為理解視覺、自然語言對話及其它復(fù)雜行為的基礎(chǔ) 。19 2. 框架的一般表示形式框架名 槽名 1： 側(cè)面名 1值 1，值 2， ...，值 p1側(cè)面名 2值 1，值 2， ...，值 p2側(cè)面名 m1 值 1，值 2， ...，值 pm1槽名 n： 側(cè)面名 1值 1，值 2， ...，值 r1約束： 約束條件 1約束條件 n203. 框架及其實例框架名： tx 未遂殺人案犯罪意圖： x犯罪結(jié)果： 殺人被殺者： y殺人動機： x 未遂被 y 發(fā)現(xiàn)知情人： { zi | i ?I}罪犯： t條件一： 若 x 為強奸，則 t 必須是男性條件二： 有某個 zi 指控 t條件三： t 招認(rèn) 在《聊齋志異》中有個《胭脂》的故事，開始時邑宰判錯了案，就是因為他頭腦里有個破案的框架：21 框架實例： 鄂秋準(zhǔn) 強奸 未遂殺人案犯罪意圖： 強奸犯罪結(jié)果： 殺人被殺者： 卞牛醫(yī)殺人動機： 強奸 未遂被 卞牛醫(yī) 發(fā)現(xiàn)知情人： 卞妻，胭脂罪犯： 鄂秋準(zhǔn) 條件一： 鄂秋準(zhǔn) 為男性，成立條件二： 胭脂 指控 鄂秋準(zhǔn) ，成立條件三： 鄂秋準(zhǔn) 招認(rèn)，成立 邑宰用上述框架去套胭脂一案，結(jié)果得到了該框架的一個實例：22 4. 框架表示法的優(yōu)、缺點 （ 1）優(yōu)點 a）結(jié)構(gòu)性 b）繼承性 c）自然性 （ 2）缺點 不善于表達(dá)過程性的知識 ，經(jīng)常與 產(chǎn)生式表示法 結(jié)合起來使用，以取得互補的效果。 語義網(wǎng)絡(luò)的基本思想 ：在這種網(wǎng)絡(luò)中，用 “ 節(jié)點 ” 代替概念，用節(jié)點間的 “ 連接弧 ”( 稱為 聯(lián)想弧 )代替概念之間的關(guān)系，因此，語義網(wǎng)絡(luò)又稱 聯(lián)想網(wǎng)絡(luò) 。由于所有的概念節(jié)點均通過聯(lián)想弧彼此相連， Quillian希望他的語義網(wǎng)絡(luò)能用于知識推導(dǎo)。 b） 聯(lián)想性 ：它最初是作為人類聯(lián)想記憶模型提出來的。26 （ 2） 語義網(wǎng)絡(luò)表示法的缺點 a）非嚴(yán)格性 ：與一階謂詞邏輯相比，語義網(wǎng)絡(luò)沒有公認(rèn)的形式表示體系。通過推理網(wǎng)絡(luò)而實現(xiàn)的推