,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人工智能,Artificial Intelligence,北京信息科技大学计算机学院,李宝安,2,第四局部 AI学问表达,产生式规章-最为普遍,一阶谓词规律-具有严谨的公理体系，适用于“机器定理证明”,单元表示,语义网络,概念附属,框架表示,脚本表示,过程表示,3,单元表示,由谓词演算引伸而来,将全部信息描述为一组单元，每个单元建立一些 槽，槽有槽值，用于描述信息之间的规律关系,单元表示-具有模块化的特点，易于添加信息和进展修改,槽值可以是常量、变量或着函数表达式,4,单元名称,槽名,1,：,槽名,2,：,槽名,n,：,槽值,1,槽值,2,槽值,n,5,G1,self,：,giver,：,recip,：,(element-of GIVING-EVENTS),John,Book,MARY,obj,：,例,John,给了,MARY,一本书。,6,例,John,给了,MARY,一本书。,Bill,将钢笔给了从,John,那里得到书的那个人。,槽值,-,为一个函数表达式,G1,self,：,giver,：,recip,：,(element-of GIVING-EVENTS),John,Book,MARY,obj,：,G2,self,：,giver,：,recip,：,(element-of GIVING-EVENTS),Bill,Pen,Recip(G1),obj,：,7,G3,self,：,giver,：,recip,：,(element-of GIVING-EVENTS),(element-of PERSONS),Book,MARY,obj,：,例 大事语义：某人给了MARY一本书。,-槽值为一个存在量词量化的变量,8,G(x),self,：,giver,：,recip,：,(element-of GIVING-EVENTS),John,Sk(x),x,obj,：,例 大事语义：John给了每个人一样东西。,-槽值为一个全称量词量化的变量,为skolem函数，即与全称量词约束变量有关的函数，,可用于消退存在量词，得到一前束的标准范式,9,在单元表示中引入集合及集合成员关系,引进：函数“the-set-of”，如“the-set-ofLi,Wang,Liu)”表示由Li,Wang,Liu组成的集合,交：intersection,并：UNION,补：complement,10,B1,self,：,giver,：,bought,：,(element-of BUYING-EVENTS),John,(element-of insection(UNION(PEN,BALL-PEN),complement(RED-thing),例,John,买了一支笔，它是钢笔或圆珠笔，它不是红色的。,11,G4,self,：,giver,：,recip,：,(element-of GIVING-EVENTS),John,Book,(element-of the-set-of(MARY,Bill),obj,：,例,John,将书给了,MARY,或者,Bill,。,12,对单元表示的使用,通过提问单元和事实单元的“匹配”判别来得到问题的解答。,例如：提问“,Bill,给了谁钢笔？”,可现将该提问用单元表示如下：,X,self,：,giver,：,recip,：,(element-of GIVING-EVENTS),Bill,PEN,Y,obj,：,13,“提问单元X”,可与以上事实单元G2相匹配。,匹配过程中有置换G2/X，recip(G1)/Y，其中通过recip(G1)在G1中查找recip槽值可得到MARY。,推出最终置换：G2/X，MARY/Y，得到问题的解答。,14,用单元来表示规章,例：假设Y是X部门的经理，则Y在X部门工作。,单元规章表示如下：,RULE1,self,：,Manager,：,CONSE,：,(element-of DEPARTMENTS),Y,X,Y,Works-in,：,ANTE,：,X,15,语义网络,最初由Quillion和Raphael(1968)提出,用来表达英文的语义的.,在自然语言理解中应用最多,是一种对学问的图解表示方法.,特殊适合于表达分类学的学问,以及其间的简单推理关系,如PROSPECTOR探矿系统,用于表示矿石的各种分类关系.还适于表示事物特性的学问。,语义网络由节点和弧线所组成.,节点用于表示实体、概念和状况等，弧线用于表示节点之间的关系。,16,BIRD,SWALLOW,ISA,(a),BIRD,SWALLOW,ISA,XIAOYANG,ISA,(b),BIRD,SWALLOW,ISA,XIAOYANG,ISA,WINGS,HAS-PART,(c),语义网络应用实例1-表示事物特性的学问,17,BIRD,SWALLOW,ISA,XIAOYANG,ISA,NEST,NEST 1,ISA,OWNS,(d),WINGS,HAS-PART,语义：小燕是一只燕子。燕子是鸟。鸟有翅膀。,小燕拥有一个巢,NEST1,。,NEST1,是一个鸟巢。,18,语义网络应用实例2-表示事物特性的学问,TEACHER,FACULTY,ISA,PERSONNEL,ISA,30,MALE,HEALTH,(e),TEACHER-1,ISA,MA YI,N,H,EDU,SEX,AGE,NAME,19,语义网络应用实例,3-,矿石分类关系网络,物质,矿石,岩石,硫化矿,氧化矿,硫化铅,硫化铁,方铅矿,黄铁矿,白铁矿,火成岩,水成岩,变成岩,流汶岩,英安岩,subst-of,subst-of,subst-of,subst-of,subst-of,subst-of,subst-of,subst-of,subst-of,element-of,element-of,element-of,element-of,element-of,20,语义网络应用实例,4,语义：,John,给了,MARY,一本书。,GIVING-EVENTS,G1,John,MARY,BOOK,PERSONS,PHYS-OBJS,ISA,giver,recip,obj,ISA,ISA,ISA,21,框架表示frame),由Minskey(1975)最早提出。是一种构造化的学问表达方法。,适合于表示块状学问，如医学诊断学问、军事目标分解学问等，易于对大量有关的“联想”学问进展表示。,框架与框架之间还可形成纵向或横向的框架网络，便于进展推理和问题求解。,22,框架的一般构造:,23,框架应用实例,:,(1),关于教职工的框架,FRAME FACULTY,AGE:INTEGER 18 60,HEALTH:ONE OF(E G N P)(DEFAULT=N),RETIRE:IF-NEED,(COND(OR(AND(EQ(SLOT-VAL x SEX)MALE),(GREATERP(SLOT-VAL x AGE)60),(AND(EQ(SLOT-VAL x SEX)FEMALE),(GREATERP(SLOT-VAL x AGE)55),(REMOVE x),24,(2),关于教师的框架,FRAME FACULTY-TEACHER,ISA:FACULTY,AGE:IF-NEEDED,(COND(SLOT-VAL x YEAR)(PLUS(SLOT-VAL x YEAR)23)(T 23),EDU:H,LAN:RANGE A SUBSET OF(E J F G R),DEFAULT E,LEVEL ONE OF(E G F P),ADDRESS:AN ADDRESS(DEFAULT=BITI-BUILDING3),25,(3)具体教师的框架,FRAME TEACHER-1,ISA:FACULTY-TEACHER,NAME:ZHAO-GANG,SEX:MALE,AGE:NIL,LAN:RANGE E J,LEVEL G,WORK:TEACHING,ADDRESS:BUILDING-4,RELATION:FACULTY-CADRE,26,框架网络,PERSONNEL,FACULTY,FACULTY-TEACHER,FACULTY-CADRE,TEACHER-1,TEACHER-2,ISA,ISA,ISA,ISA,ISA,STUDENT,ISA,ISA,ISA,框架的层次构造不仅有利于查询、检索，,而且可以节省大量的存储量。,27,框架表示的推理方法,应用实例：关于急性肾结石的框架,框架名称 急性肾结石,槽名,典型病症,外观 浮肿 位置=面部,病症 厌食),规律决策标准,充分的病症(无),必要的病症(无),必定没有的病症(无),其他框架的补充关系,引起疾病的缘由(链球菌感染),会引起的疾病(纳潴留),加剧发病的缘由(急性肾功能衰减),加剧其他的疾病(蜂窝组织炎),鉴别诊断,慢性高血压说明有慢性肾结石,复发性水肿说明有肾综合症,评分,(假设病人是儿童-0.8),(假设病人是中年-0.5),.),(浮肿程度不大-0.1),(浮肿程度大-1.0),),28,关于过程表示,语义网络、框架、剧本等学问表示方法，均是对学问和事实的一种静态表达方法，我们称这类学问表达方式为陈述式学问表达，它所强调的是事物所涉及的对象是什么，是对事物有关学问的静态描述，是学问的显式表达形式。而对于如何使用这些学问，则通过掌握策略来打算。,学问的过程式表示，是将有关问题领域的学问，连同如何使用这些学问的方法，均隐式地表达为一个求解问题的过程。,对于学问的过程表示，它所给出的是事物的一些客观规律，表达的是如何求解问题，其学问描述形式就是程序，全部信息均隐含在程序之中。,从求解效率上来看，过程式表达要比陈述式表达高得多。特殊适合像军事“突发大事的处理”一类要求快速响应的学问类型。,29,对AI学问表达方法的综合使用,在实际AI系统中，常常需要依据具体问题领域的特点，综合运用各种学问表达方法,学问库不肯定就一个，可以是多个，分别放入不同类型的学问。例如掌握学问，放在一个学问库中一般承受规章形式，为顶层学问库，掌握学问可用于选择方案。处理学问放在一个学问库中中间层学问库，可以承受框架表示方法，可用于对目标进展分解，以便知道需要进展哪些子目标的处理。具体学问的处理，放在底层学问库中，可以承受过程或者规章表示形式，用于描述对具体子目标的处理方法。,30,顶层学问库,中层学问库,底层学问库,规章表示,框架表示,过程表示,“红山II号”专家系统学问库构造例如,31,AI学问表达构造的争论-补充,1.,制约与,(,传统与,),条件,1,条件,N,结论,表示假设条件1条件N均成立,则结论成立.,在操作语义上对条件1条件N无要求.,32,2.,整体与,子任务,1,子任务,N,任务,表示任务可以分解为子任务1子任务N,在操作语义上,“整体与”与“制约与”没什么分别，只是“整体与”面对过程,分解，而“制约与”面对规律关系。,33,3.,成员与,子任务,1,子任务,N,任务,表示任务可以分解为子任务1子任务N,并不要求子任务的全部,成功完成。在操作语义上，它要求必需将全部子任务执行一次，,尽可能多地得出结论。,地貌分类,道路状况,任务,植被,水系,34,4.,因果与,缘由,结果,任务,表示任务可以分解为“在缘由成立的条件下，有结果产生”结果,可能是一系列的过程。在操作语义上，它要求缘由与结果的顺,序执行，如其中之一失败，则整个任务执行失败。,敌实施,核化攻击,部队紧急,实施防护,重新调整,部署,处置,状况,处置,状况,特殊状况处置,35,5.等价或传统或,条件,1,条件,N,结论,表示条件,1,条件,N,只要有一个成立，则结论成立。,36,6.综合或信度或,条件,1,条件,N,任务,这种关系是对MYCIN系统中规章强度概念的图解。,上级通报,俘虏供称,A,地是敌指挥