Tri thức và suy diễn.Lê Thanh Hương Viện CNTT&TT - ĐHBK HN

Chương Tri thức suy diễn Lê Thanh Hương Viện CNTT&TT - ĐHBK HN Nội dung môn học Chương Tổng quan Chương Tác tử thông minh Chương Giải vấn đề Chương Tri thức suy diễn • Tổng quan • Logic mệnh đề • Logic vị từ • Biểu diễn tri thức Chương Học máy Tác tử dựa tri thức • Tri thức giới – Là tập kiện giới (cơ sở tri thức nó), diễn đặt ngơn ngữ hình thức • Lập luận giới – Tác tử có khả sinh kiện từ kiện CSTT sử dụng chế suy diễn • Tác động vào giới – Tác tử ánh xạ cảm nhận (perceipt) thành hành động (action) cách truy vấn cập nhật CSTT Tri thức gì? • Dữ liệu Tri thức: dạng khác thơng tin nên khó phân biệt rạch ròi Tri thức Dữ liệu - ký hiệu tượng trưng - tản mạn - cấu trúc phức hợp - số - có cấu trúc - cấu trúc đơn giản - VD: Đông y: - hâm hấp sốt - mạch nhanh/chậm - VD: Tây y: - t0 390 - mạch 75 Lê Thanh Hương – Khoa CNTT - ĐHBKHN Phân loại tri thức a Tri thức mô tả: what? – tình (GT + KL): kiện – lĩnh vực: luật … Lê Thanh Hương – Khoa CNTT - ĐHBKHN Phân loại tri thức b Tri thức thủ tục: how? – Modus Ponens – Modus Tollens Tri thức cũ tình → Tri thức t/huống Hiểu biết lĩnh vực Modus Ponens Modus Tollens A, A →B A →B, B B A • Ví dụ: Trán rộng →Thơng minh Bình: trán rộng  Bình thơng minh Lê Thanh Hương – Khoa CNTT - ĐHBKHN Phân loại tri thức c Tri thức điều khiển: heuristic – Chọn hướng suy diễn: tiến, lùi, hỗn hợp – Chọn luật áp dụng: đảm bảo đủ, khơng thừa, có cấu trúc, ngắn gọn – Vẽ hình phụ Lê Thanh Hương – Khoa CNTT - ĐHBKHN Ví dụ 1: Chứng minh tốn hình học GT, KL, hình vẽ + Định lý, tính chất • Mơ tả? Áp dụng định lý đường trung bình vào tam giác ABC ta có • Thủ tục? • Điều khiển? Nghĩ → SD tiến, lùi; Viết → SD tiến X Cho X = 600, Y = 600 CM XY = XZ, XY = YZ Mô tả: • Sự kiện: Bnhau(XY,UV) Bang(X,Y) Banggoc(X,a) • Luật: Bnhau(XY,UV)  bnhau(UV,XY) Y Bnhau(XY,UV)  bnhau(XY,VU) Bang(Y,Z)  bnhau(XY,XZ) Bnhau(XY,UV)  bnhau(UV,ST)  bnhau(XY,ST) ??? Ban đầu: banggoc(X,60), banggoc(Y,60) Đích: bnhau(XY,XZ), bnhau(XY,YZ) – – – – – • • Lê Thanh Hương – Khoa CNTT - ĐHBKHN 60 60 Z Ví dụ • Harry thỏ Hare(Harry) • Tom rùa Tortoise(Tom) • Thỏ chạy nhanh rùa x, yHare( x)  Tortoise( y) → Outruns( x, y) • Harry chạy nhanh Tom? Lê Thanh Hương – Khoa CNTT - ĐHBKHN Tom Harry Tri thức mơ tả: • Giả thiết dạng phép And Hare( Harry)  Tortoise(Tom) • Luật Hare( x)  Tortoise( y) → Outruns( x, y) • Kết luận Outruns( Harry, Tom) Tri thức thủ tục? Tri thức điều khiển? Lê Thanh Hương – Khoa CNTT - ĐHBKHN 10 Ngữ nghĩa logic vị từ • Biến: đối tượng (object) • Hằng: thực thể (entity) • Hàm: hàm ánh xạ đối tượng sang đối tượng • Quan hệ: quan hệ đối tượng • Lượng từ (quantifiers) – x.P P với số giá trị x – x.P P với giá trị x • Tốn tử logic (Logical connectives): giống logic mệnh đề Chuyển đổi câu sang dạng logic vị từ 56 Các phép biến đổi tương đương Loại bỏ dấu suy (→)(→) → Chuyển phủ định vào ngoặc () ()  x,x, x,x, Đặt tên biến khác x, y,(P(x)x,Q(x,y))x1,x2,(P(x1)x3,Q(x3,y2) 57 Phép gán trị VD: Định lý đường trung bình: r1: trđ(U,XY)  trđ(V,XZ)  ss(UV,YZ) X U Y A V L Z D I B Phép gán trị  ={A/X,B/Z,D/Y,L/U,I/V}: • r1: trđ(L,AD)  trđ(I,AB)  ss(LI,DB) 58 Hợp giải Robinson cho logic vị từ Viết GTi, KL dòng Đưa GTi, KL dạng chuẩn CNF x1x2…xn [p1(…)…pn(…)]  [q1(…)…qm(…)] (*) Tách dòng (*) thành dòng con: x1x2…xn [p1(…)…pn(…)] x1x2…xn [q1(…)…qm(…)] tất với  Hợp giải: u) p(x1,x2,…,xn)  q(…)  w) q(…)  r(…) với phép gán trị v) p(y1,y2,…,yn)  r(…) zn zn z1 z1 = x1 , y1 , , xn , yn Vô lý xảy i) p(x1,x2,…,xn) ii) p(y1,y2,…,yn) zn zn z1 z1 với phép gán trị 59 = , , , ,     x1 y1 xn yn   Ví dụ bước • Sử dụng phép gán trị để hợp giải P(a,x,b), P(y,z,z) a b b Phép gán trị  =  , ,   y z x • P(a,b,b) • P(a,b,b) 60 Ví dụ bước (tiếp) • Sử dụng phép gán trị để hợp giải P(a,x,x,b), P(y,y,z,b) 61 Ví dụ bước (tiếp) • Cho kiện p(a,b), p(c,d), q(d,c,c) • Cho luật p(x,y)  q(y,x,x)  r(x,y) • Sử dụng phép gán trị với luật trên, đưa kiện • Gợi ý: – Thử với p(x,y)  p(a,b) p(x,y)  p(c,d) 62 Ví dụ hợp giải x x x x P( x) → Q( x) P ( x ) → R ( x ) Q( x) → S ( x) R( x) → S ( x) Chuyển dạng chuẩn  P ( x )  Q ( x ) P ( x )  R ( x )  Q ( x )  S ( x )  R ( x )  S ( x ) Hợp giải 5.P( x)  S ( x) Hợp giải 6.R( x)  S ( x) Hợp giải 7.S ( x) 63 Bài toán khỉ - nải chuối • tại(C,1) • tại(B,3) D • tại(A,4) C • tại(D,2) • tại(A,x)  (A,y) • tại(A,x)  tại(O,x)  tại(A,y)  tại(O,y) • tại(A,x)  tại(O,x)  trên(A,O) • tại(A,x)  tại(O1,x)  tại(O2,x)  trên(O1,O2) KL: tại(B,2)  trên(C,B)  trên(A,C)  trên(D,A) A B KL:  tại(B,2)   trên(C,B)   trên(A,C)   trên(D,A) 64 Bài tập • Cho tập phát biểu: – John owns a dog – Anyone who owns a dog is a lover of animals – Lovers of animals not kill animals • Chứng minh: – John does not kill animals 65 Bài tập • Nếu xem lừa dối người khác kẻ bịp bợm đồng tình với kẻ bịp bợm kẻ bịp bợm Trong tập thể có người nhút nhát đồng tình với kẻ lừa dối chắn có tên bịp bợm tính tình nhút nhát 66 Suy diễn logic vị từ VD1: Xét toán chứng minh hình học B I A GT AI=IB, BJ=JC, CK=KD, DL=LA J L KL IJKL hình bình hành D K C 67 Suy diễn logic vị từ trd(U,XY) → trd(U,YX) trd(U,XY), trd(V,XZ) → ss(UV,YZ) ss(XY,UV), ss(UV,ST)→ ss(XY,ST) ss(XY,VU), ss(XV,YU) → hbh(XYUV) ss(XY,UV) → ss(XY,VU) ss(XY,UV) → ss(UV,XY) GT: trd(I,AB), trd(J,BC), trd(K,CD), trd(L,DA) KL: hbh(IJKL) 68 • Fred chó giống Collie Sam chủ Hơm thứ bảy Thứ bảy trời lạnh Fred chó huấn luyện Chó spaniel (chó collie huấn luyện) chó tốt Nếu chó tốt có ơng chủ ơng chủ Nếu thứ bảy ấm Sam cơng viên Nếu thứ bảy khơng ấm Sam viện bảo tàng Hỏi fred đâu? X loc(fred,X) collie(Fred) owner(Sam, Fred) day(sat) cold(sat) trained(Fred) spaniel(X)  (collie(X)  trained(X)) → gooddog(X) gooddog(X)  owner(Y,X)  loc(Y,Z)→ loc(X,Z) day(sat)  cold(sat) → loc(Sam, park) day(sat)  cold(sat) → loc(Sam,museum) Lê Thanh Hương – Viện CNTT&TT ĐHBKHN 69