Продукционные правила для представления знаний

Правила типа «если-то», навзываемые продукциями, являются одним из наиболее популярных формализмов представления знаний. Каждое такое правило есть условное утверждение, однако, существуют различные варианты их интерпретации:

1) ЕСЛИ <условие P> ТО <заключение C>;

2) ЕСЛИ <ситуация S> ТО <действие А>;

3) ЕСЛИ <выполняются условия С1 и С2> ТО <не выполняется условие С3>.

Продукции обладают следующими свойствами:

· Модульность: каждое правило описывает небольшой, относительно независимый фрагмент знаний;

· Возможность инкрементного наращивания: добавление новых правил в базу знаний независимо от существующих правил;

· Удобство модификации (следствие модульности): старые правила можно изменять и заменять на новые независимо от других правил;

· Прозрачность системы как следствие применения правил.

Последнее свойство - это способность системы к объяснению принятых решений и полученных результатов. Применение «если - то» правил облегчает получение ответов на вопросы типа: «как?» и «почему?».

«Если - то»- правила часто применяют для определения логических отношений между понятиями предметной области. Про чисто логические отношения можно сказать, что они принадлежат к «категорическим знаниям», то есть соответствующие им отношения абсолютно верны. Однако, в некоторых предметных областях преобладают вероятностные («мягкие») знания. Эти знания являются «мягкими» в том смысле, что говорить об их применимости к любым практическим ситуациям можно только до некоторой степени. В таких случаях используют модифицированные «если - то» – правила, дополняя их логическую интерпретацию вероятностной оценкой.

Например, если условие A, то заключение B с вероятностью F.

Проиллюстрируем использование правил типа «если - то» на примере «игрушечной» базы знаний, помогающей идентифицировать животных по их основным признакам в предположении, что задача идентификации ограничена только небольшим числом разных животных.

Правило 1: если

Животное «имеет» шерсть

или

Животное «кормит детенышей» молоком

то

Животное - млекопитающее.

Правило 2: если

Животное «имеет» перья

или

Животное «летает» и

Животное «откладывает яйца»

то

Животное - птица.

Правило 3: если

Животное это млекопитающее и

Животное «ест» мясо

то

Животное - хищник.

Правило 4: если

Животное это хищник и

Животное «имеет» «рыжий цвет» и

Животное «имеет» «темные пятна»

то

Животное - «гепард».

Правило 5: если

Животное это хищник и

Животное «имеет» «рыжий цвет»

и

Животное «имеет» «черные полосы»

то

Животное - «тигр».

Правило 6: если

Животное это птица и

Животное «не может» «летать»

и

Животное «плавает»

то

Животное - «пингвин».

Правило 7: если

Животное это птица и

Животное «летает»

то

Животное - «альбатрос».

Факт: Х это животное: - принадлежит (Х, [гепард, тигр, пингвин, альбатрос]).

можно_спросить (Животное, «кормит детенышей», Чем).

можно_спросить (Животное, «откладывает яйца»).

можно_спросить (Животное, «ест», Что).

можно_спросить (Животное, «не может», Что делать).

можно_спросить (Животное, «плавает»).

можно_спросить (Животное, «летает»).

Если переписать данные правила в виде настоящих прологовских правил, то они примут вид:

Животное это млекопитающее:- Животное «имеет» «шерсть»,

Животное «кормит детенышей» «молоком».

Животное это хищник:- Животное это млекопитающее,

Животное «ест» «мясо».

Животное это тигр:- животное это хищник, животное «имеет» «рыжий цвет», животное «имеет» «черные полосы».

Добавим некоторые факты:

«Пушок» имеет «шерсть».

«Пушок» ленив.

«Пушок» имеет «рыжий цвет».

«Пушок» имеет «черные полосы».

«Пушок» ест «мясо».

?-«Пушок» это тигр.

Yes.

?-«Пушок» это гепард.

No.

Наша пролог-система отвечает на вопросы, используя базу знаний, однако, нельзя сказать, что ее поведение вполне соответствует поведению эксперта. Это происходит по двум причинам:

· Система не может объяснить свой ответ: как она установила, что «Пушок» тигр, а не гепард;

· В систему необходимо ввести всю необходимую информацию в виде фактов, при этом возможен ввод лишней информации («Пушок» ленив) или потеря необходимой информации.

Для того, чтобы исправить эти два недостатка, в системе должен быть реализован более совершенный способ взаимодействия между пользователем и системой во время и после завершения рассуждений, то есть необходимо создать свое средство интерпретации в виде специальной надстройки над пролог-системой.

Система должна взаимодействовать с пользователем в режиме диалога следующим образом:

Пожалуйста, спрашивайте:

Дата добавления: 2015-06-27