Реферат: Пополнение знаний интеллектуальных систем на основе казуально-зависимых рассуждений

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Важным свойством интеллектуальных систем (ИС) является способность к целенаправленному функционированию в недоопределенных проблемных средах (ПС).Для этого система должна обладать возможностью пополнения знаний,позволяющей устанавливать недостающие для принятия решений факты.
На современном этапе развития ИС наибольшее распространение получили следующие способы пополнения знаний: использование сетевых моделей в виде сценариев и применение различных псевдофизических логик{1}. Ограничения на использование первого способа пополнения знаний для ИС активно взаимодействующих с ПС накладывает громоздкость заранее заданных сценариев, требующая большого объема памяти для их хранения. Организация процесса пополнения знаний на основе известных псевдофизических логик затруднена из-за немонотонности вывода умозаключений в произвольной предметной области, приводящей к правдоподобности выявленных фактов, а автономно функционирующие ИС обычно требуют однозначного ответа на вопрос об истинности выводимых фактов.
В работе рассматривается один из возможных путей обхода вышеотмеченных трудностей пополнения знаний ИС, активно взаимодействующих с СП , связанный с применением псевдофизической логики казуально-зависимых предикатов и правил означивания их переменных в процессе вывода умозаключений [ 2 ]. Особенность казуально-зависимых предикатов заключается в том, что в них на предикатные переменные накладываются причинно-следственные ограничения, которые позволяют выделять монотонные участки вывода истинных умозаключений в произвольной области их определения.
2. Казуально-зависимые предикатные переменные и их свойства

Казуально-зависимой предикатной переменной называется пара A(F a
)=(C a
,F a
),где C a
-название или идентификатор переменной: F a
-множество условий принадлежности или требования, которым должны удовлетворять объекты ПС, относящиеся к переменной A(F a
).
В свою очередь, каждый объект a i
(X i
) произвольной ПС может определяться множеством характеристик X i
,i=1,n . Тогда пишем, что a i
(X i
)ÎA(F a
) ,если F a
ÍX i
, в противном случае пишем, что a i
(X i
)ÏA(F a
).
Если для двух казуально-зависимых переменных A(F a
) и B(F b
) выполняется условие F b
Ì F a ,
то B(F b
) называется покрытием A(F a
) и обозначается A(F a
)Ì B(F b
). Иными словами, все объекты, относящиеся к A(F a
), являются объектами переменной B(F b
). Из сказанного вытекает, что чем шире множество условий и признаков принадлежности, тем меньшее количество объектов ПС может удовлетворить этим условиям, а следовательно, и относиться к соответствующей переменной.
Расширением и сужением казуально-зависимой переменной A(F a
) по признакам принадлежности F r
называются переменные, соответственно, образованные из A(F a
) при помощи присоединения множества F r
к F a
и удаления множества F r
из множества F a
.
Рассмотрим теоретико-множественные операции над казуально-зависимыми переменными, которые могут быть использованы для образования новых переменных на основе исходно-заданных.Пусть переменная A(F a
) определена на элементах базового множества А. Тогда, дополнением A(F a
) к базовому множеству А называется и обозначается переменная A(F a
), элементы a i
(X i
) которой не удовлетворяют требованиям F a
, т.е. элементы из А, для которых F a
ËX i .
Пересечением переменных A(F a
)=(C a,
F a
) и B(F b
)=(C b
,F b
) называется и обозначается переменная D(F d
)=(C d
,F d
) равная D(F d
)=A(F a
)Ç B(F b
), для которой имя C d
= C a
*
C b
определяется объединением имен исходных переменных связкой ”и”, а условия принадлежности F d
= F a
È F b
. Другими словами, переменная D(F d
) включает те и только те объекты из A(F a
) и B(F b
),которые одновременно удовлетворяют требованиям F a
и F b .
Например, пусть A(F a
)- казуально-зависимая переменная с названием ”острые объекты”, а переменная B(F b
) -”длинные объекты” , тогда переменная D(F d
)=A(F a
) B(F b
) является переменной с названием ”длинные и острые объекты”. Объединением переменных A(F a
) и B(F b
) называется и обозначается переменная P(F p
)=A(F a
) B(F b
), для которой
где запись F a
ÚF b
означает, что множество условий принадлежности F p
=F a
ÚF b
cостоит из двух независимых подмножеств F a
и F b
и произвольный объект ПС является элементом переменной P(F b
), если он удовлетворяет требованиям хотя бы одного из множеств F a
или F b
. Название C p
переменной P(F p
) образуется из названий C a
и C b
при помощи связки ”или”,например,”длинные или острые объекты”. Пусть казуально-зависимая переменная A(F a
) образуется согласно условию, что все ее объекты должны обладать некоторым свойством, например, обладать умением летать, определяющим ее название - ”летательные аппараты”. При этом, множество условий принадлежности F a
фактически является множеством причин и сопричин, влекущих за собой выполнимость условия ”a i
(X i
)Î F(F a
),если F a
ÍX i
”. Для немонотонной изменяющейся во времени области А множество условий принадлежности F a
можно разбить на два подмножества:F a
1
- абсолютные причинно-следственные ограничения, определяющие объекты переменной независимо от условий ПС и F a
2
-относительные ограничения, т.е. появляющиеся причинно-следственные ограничения или ”тормозные сигналы”, нарушающие условия принадлежности a i
(Xi) к A(F a
),определяемые множеством абсолютных ограничений. Например, все аппараты, имеющие крылья и мощный тяговый двигатель, обладают способностью летать. Однако, при появлении тормозного фактора - ”наличие повреждений” -все аппараты A(F a
1
) теряют способность летать. Таким образом, условия принадлежности объектов a i
(X i
) к множеству A(F a
) будут определяться следующим образом (F a
1
Í X i
) &(F a
2
ÇX i
= Æ). Казуально-зависимая переменная называется замкнутой и обозначается A(F a
*). если F a
* = F a
1*
ÈF a
2*
является множеством необходимых и достаточных причин и сопричин, выполнение которых влечет за собой общезначимость условий принадлежности ai(Xi)ÎA(F a
*), если (F a
1*
Í X i
)&(F a
2*
Ç X i
= Æ).
3. Казуально-зависимые предикаты и правила их использования для пополнения знаний

Используя казуально-зависимые переменные в качестве предикатных переменных можно определить следующие казуально-зависимые предикаты.
Определение1.Предикатная формула M(A(F a
1*
), k j
), связанная с выявлением k j
свойства оъектов ПС называется казуально-зависимым предикатом, если ее предикатная переменная определена казуально-зависимой переменно А(F 1*
), образованной на основе причинно-следственных ограничений F a
1*
свойства k j
и она принимает истинное значение только в том случае, если подставляемые в нее предметные переменные и константы удовлетворяют требованиям F a
1*
.
Определение2.Казуально-зависимая предикатная формула N(A(F a
2*
),k j
), связанная с выявлением k j
свойства объектов ПС называется казуально-зависимым предикатным дополнением, если подставляемые в нее объектные переменные и константы удовлетворяют требованиям F a
2*
относительных причинно-следственных ограничений F a
2*
переменной A(F a
*
).
Определение3.Казуально-зависимый предикат M(A(F a
1*
),k j
),образует причинно-следственное продолжение с дополнением N(A(F a
2*
),k j
),которое обозначается E(k j
):N(A(F a
2*
),k j
) M(A(F a
1*
),k j
) и принимает истинное значение только для тех предикатных переменных и констант, для которых формулы N(A(F a
2*
),k j
) и M(A(F a
1*
),k j
) являются одновременно истинными.
Утверждение 1. Причинно-следственное продолжение E j
является общезначимым для всех объектов ПС, удовлетворяющих требованиям казуально-зависимой предикатной переменной A(F a
), если образующее ее множество является замкнутым F a
*
.
Доказательство. Справедливость утверждения вытекает из условия необходимости и достаточности причин и сопричин F a
*
, влекущих за собой общезначимость следствия
Если множество условий принадлежности F a
является открытым, то причинно-следственное подолжение E(k j
), образованное его основе, является только выполнимым.
Очевидно, что открытое множество F a
должно пополняться и корректироваться по мере приобретения ИС новых знаний. Корректировка составляющей F a
2*
открытого множества F a
может осуществляться на основе процедур самообучения подробно изложенных в [3].
Утверждение 2. Совокупность формул R={ E(k j
)}, j=1,m и правила их означивания образуют монотонную логику вывода умозаключений для произвольной предметной области A, если все образующие эти формулы множества причин и сопричин являются замкнутыми F a
*
.
Доказательства. Из условия общезначимости формул
следует, что каждая казуально-зависимая переменная A(F a
*
),j=1,m при замкнутом множестве F a
*
образует монотонную область вывода умозаключений, связанных с подтверждением выполнимости свойства k j
для всех объектов a j
(X j
) из А при условии, что они удовлетворяют требованиям F a
*
.
Следовательно, все j правила из совокупности R *
сопряжены с соответствующей им областью монотонного вывода умозаключений A j
(F a
*
)Í A, а это с очевидностью подтверждает справедливость утверждения 2.
Таким образом, при определении знаний ИС при помощи совокупности импликативных решающих правил R *
и условий их означивания система приобретает возможность пополнения недостающих для принятия решений фактов на основе вывода истинных умозаключений в произвольной немонотонной предметной области.
Рассмотрим пример. Пусть задано базовое множество А-”живые существа” и свойство kj-”умение летать”. Тогда область определения казуально-зависимой переменной A(F a
1*
) будет задаваться множеством всех живых существ, имеющих развитые крылья, а казуально-зависимой переменной A(F a
2*
)- множеством всех живых существ, у которых отсутствуют повреждения. Таким образом, на основе правил вывода
R j
:N(A(F a
2*
),kj)½® M(A(F a
1*
),k j
)
Ис приобретает способность выявлять всех живых существ, обладающих умением k j
-”летать”. Иными словами,при помощи правила R j
выводятся следующие заключения: ”если у объекта a j
(X j
) отсутствуют повреждения, то при наличии у него развитых крыльев он обладает умением летать”.
Расширить функциональные возможности монотонной логики казуально-зависимых рассуждений можно путем добавления к совокупности основных правил R *
различных правдоподобных формул, образованных на основе открытых множеств F a
причинно-следственных ограничений. Рассмотрим одно из таких расширений, связанных с нечетким описанием объектов ПС. В этом случае теоретико-множественная модель произвольной предметной области А определяется нечетким описанием объектов A={a i
(X i
)},i=1,n, где X i
- нечеткое множество характеристик, соответствующих a i
(X i
) объекту.
Каждый элемент множества X j
задается парой m z
(x z
),x z
, в которой m(x z
) Î{ 0,1 }-степень присущности характеристики x z
объекту a i
(X i
) или степень значимости (информативности) характеристики x z
для объекта a i
(X i
), которые определяются субъективным образом. Каждая казуально-зависимая переменная нечеткого расширения логики казуально-зависимых рассуждений определяется нечетким множеством F a
= { m z
(x z
),x z
} причин и сопричин принадлежности, для элементов которого оценки степени принадлежности интерпретируются как степени значимости характеристики x z
для включения объекта a i
(X i
) в множество A(F a
).
Для вывода правдоподобных заключений на основе нечетких правил R j
:
N (A j
(F a
2*
),k j
) ®M(A j
(F a
1*
).k j
)
используются оценки показателей степени вхождения одного нечеткого множества в другое. При этом правила вывода умозаключений трактуются следующим образом. Если для объекта a i
(X i
) степень вхождения Ú(F a
2*
,X i
) нечеткого множества F a
2*
в нечеткое множество X i
ниже заданного порога h 1
, а степень вхождения Ú(F a
1*
,X i
) нечеткого множества F a
1*
в нечеткое множество X i
выше заданного порога h 2
, то для объекта a i
(X i
) присуще свойство k j
со степенью правдоподобности p(a i
(X i
),k j
) равной :
p(a i
(X i
),k j
) = ( 1- V(F a
2*
,X i
))V(F a
1*
,X i
).
Степень вхождения одного нечеткого множества в другое нечеткое множество может вычисляться по следующей формуле { 4 }
V(F a
,X i
) = min (m (x z
) ®u(x z
)),
где ® -операция нечеткой импликации. Следует отметить, что нечеткие правила R j
могут быть использованы для вывода правдоподобных умозаключений при четком описании объектов ПС a i
(X i
). В этом случае, степени принадлежности m(x z
) характеристик x z
к множеству X i
принимаются равными единице.
Важной особенностью ИС, функционирующих в сложных ПС является возможность вывода последовательной цепочки вытекающих друг из друга заключений. Правила вывода таких цепочек умозаключений на основе казуально-зависимых рассуждений могут быть организованы следующим образом.
Пусть у ИС имеется совокупность правил вывода R и системе требуется пополнить свои знания об объекте a i
(X i
). Тогда, если при помощи одного из заданных правил R системой выявлено k j
свойство объекта a i
(X i
), то для выявления последующих неизвестных системе свойств этого объекта к множеству характеристик X i
присоединяется характеристика k j
и вывод продолжается с учетом множества характеристик X i
= X i
È k j
. В этом случае, если для следующего выявленного свойства k j
объекта a i
(X i
) характеристика k j
входит в соответствующее ему множество условий принадлежности F a
, то k j
свойство объекта a i
(X i
) логически следует из его свойства k j
. На основании предложенного правила вывода ИС может формировать различные по длине и содержанию цепочки логических следствий, используя формулы R до выявления требуемого свойства kj заданного объекта.
Рассмотренная модель вывода умозаключений на основе логики казуально-зависимых рассуждений позволяет ИС пополнять недостающие для принятия решений знания путем выявления ранее неизвестных свойств различных объектов ПС. Это дает возможность системе принимать решения, необходимые для достижения цели в недоопределенных условиях функционирования.
Важной особенностью предложенного способа пополнения знаний ИС является возможность формирования цепочек вытекающих друг из друга умозаключений , позволяющая системе принимать решения в сложных недоопределенных проблемных средах.
Литвицева Л.В., Поспелов Д.А. Пополнение знаний. Искусственный интеллект. В 3-х кн. Кн.2. Модели и методы : Справочник / Под ред. Поспелова Д.А. -М. :Радио и связь, 1990. -С. 76-82.
Берштейн Л.С., Ильягуев П.М., Мелехин В.Б. Интеллектуальные системы.- Махачкала : Дагкнигоиздат ,1996. -67 с.
Берштейн Л.С., Мелехин В.Б. Планирование поведения интеллектуального робота . - М. : Энергоатомиздат, 1996. - 240 с.
Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. -М.: Наука , 1990.-272 с.

Название: Пополнение знаний интеллектуальных систем на основе казуально-зависимых рассуждений
Раздел: Рефераты по информатике, программированию
Тип: реферат
Добавлен 15:37:10 16 апреля 2005 Похожие работы
Просмотров: 721
Комментариев: 15
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Пополнение знаний интеллектуальных систем на основе казуально-зависимых рассуждений
Реферат: Информационные процессы в маркетинге и объективная необходимость их автоматизации
Контрольная Работа 7 Класс Графики Функций
Реферат На Тему Безработица В Украине
Холера. Этиология. Эпидемиология. Патогенез
Дипломная работа: Особенности формирования бухгалтерской отчетности в автономных учреждениях
Сочинение По Картине Последний Дождь
Жизненные Циклы Программного Обеспечения Реферат
Доклад по теме Али-Бей
Доклады На Тему Гончаров Иван Александрович
Учение Вернадского О Биосфере Реферат
Реферат по теме Вклад М.М. Ковалевского в разработку науки о семье по работе 'Очерк происхождения и развития семьи и собственности'
Курсовая работа: Распределение доходов и их неравенство
Дипломная работа: Анализ деятельности автотранспортного подразделения сельскохозяйственного предприятия и обоснование мероприятий учетно-аналитического характера, направленных на дальнейшее улучшение работы автогаража хозяйства
Дипломная работа по теме Гидродинамические исследования газовых скважин и применение их на месторождении Южно-Луговское
Реферат На Тему Социологические Подходы К Изучению Проституции
Критерии Оценивания Сочинения 17 Литература
Реферат На Тему Моделювання Управлінських Систем
Реферат: School Systems Essay Research Paper Pros and
Контрольная работа по теме Классическая и современная философия
Лгпу Оформление Реферата
Реферат: "Повесть о новгородском клобуке"
Сочинение: Человека ведут на плаху...
Реферат: Планирование развития карьеры