Biểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thứcBiểu diễn tri thức
Chương 4: Biểu diễn tri thức Nội dung Biểu diễn ánh xạ Các cách tiếp cận Các vấn ñề biểu diễn tri thức Vấn ñề khung Biểu diễn tri thức Là phương pháp mã hoá tri thức, nhằm thành lập sỡ tri thức cho hệ thống dựa tri thức Tri thức thực Của lĩnh vực Gồm: ñối tượng quan hệ chúng lĩnh vực Bằng cách ? Bằng cách: dùng lược ñồ biểu diễn (scheme) Chọn dùng lược ñồ cho loại tri thức vấn ñề quan trọng Tri thức tính toán Gồm: Bảng ánh xạ giữa: ðối tượng thực ñối tượng tính toán Quan hệ thực quan hệ tính toán Các loại lược ñồ biểu diễn Lược ñồ logic Dùng biểu thức logic hình thức ,như phép toán vị từ, ñể biểu diễn tri thức Các luật suy diễn áp dụng cho loại lược ñồ (như: MP, MT,…) Ngôn ngữ lập trình thực tốt cho loại lược ñồ là: PROLOG Lược ñồ thủ tục Biểu diễn tri thức tập thị lệnh ñể giải vấn ñề thị lệnh lược ñồ thủ tục cách giải vấn ñề Các loại lược ñồ biểu diễn… Lược ñồ mạng Biểu diễn tri thức ñồ thị; ñỉnh ñối tượng khái niệm, cung quan hệ chúng Các ví dụ loại lược ñồ gồm: mạng ngữ nghĩa Lược ñồ cấu trúc Là mở rộng lược ñồ mạng; cách cho phép node CTDL phức tạp gồm khe(slot) có tên trị hay thủ tục Kịch bản(script), khung (frame), ñối tượng (object) ví dụ lược ñồ Biểu diễn ánh xạ Tri thức lĩnh vực: Là toàn hiểu biết lĩnh vực ñó Thường gồm: khái niệm, ñối tượng, quan hệ chúng, luật tồn chúng, … Có thể phân nhiều dạng, xem phần sau Hiện tồn số lược ñồ ghi nhận tri thức ðể giải toán AI cần: Knowledge: Tri thức toán (có thể nhiều) Mechanism for manipulating that knowledge: Phương tiện ñể xử lý tri thức như: retrieve, update, infer, Biểu diễn ánh xạ… Hình thức hóa tri thức Biểu diễn ánh xạ … Hai mức cấu trúc cho facts/representations Mức tri thức: Mức mà kiện, gồm cách hành xử agent (tác tử) goal tại, ñược mô tả Mức ký hiệu: Mức mà biểu diễn ñối tượng ñã ñược chọn mức tri thức ñược viết dạng ký hiệu ñể xử lý ñược chương trình Biểu diễn ánh xạ … Ví dụ: Câu tiếng anh: “Spot is a dog” “Every dog has a tail” Có thể ñược biểu diễn nhiều lược ñồ Dạng logic (chương sau): dog(Spot) ∀X(dog(X) → hastail(X)) Từ ñó câu: “Spot has a tail”, thu ñược qua bước: Từ 2, X=“Spot”: dog(Spot) → hastail(Spot) Từ 1, 3: hastail(Spot) Ánh xạ ngược → “Spot has a tail” Biểu diễn ánh xạ … Dạng mạng ngữ nghĩa (chương sau): 10 Các cách tiếp cận … Tri thức có khả thừa kế: dạng bổ sung chế suy diễn vào sở tri thức quan hệ nói trên, ñó là: thừa kế thuộc tính Thừa kế thuộc tính: Tổ chức ñối tượng thành lớp (class) Các lớp ñược xếp vào hệ thống phân cấp (hierachy) – có lớp cha (tống quát) lớp (cụ thể) – xem hình → Các lớp thừa kế thuộc tính từ lớp cha 15 Các cách tiếp cận … Tri thức có khả thừa kế (tt.): Line: Thuộc tính Box: ðối tượng, Trị thuộc tính ñối tượng Arrow: Từ ñối tượng sang trị thuộc tính 16 Các cách tiếp cận … Tri thức suy diễn: Thừa kế thuộc tính dạng suy diễn Logic truyền thống: cung cấp dạng suy diễn mạnh Tri thức suy diễn: cần thủ tục suy diễn Thủ tục suy diễn: nhiều dạng Forward (tiến): ði từ kiện ñến kết luận Backward (lùi): ði từ kết luận ñến kiện ñã cho Thủ tục thường dùng: resolution – xem chương 17 Các cách tiếp cận … Tri thức thủ tục: Tri thức ví dụ trước: Tĩnh, dạng khai báo Một dạng tri thức khác: hành ñộng ñược thi hành ñiều kiện ñó thoả → tri thức thủ tục Cách biểu diễn chương trình Viết NNLT (LISP chẳng hạn) → Máy thực thi mã ñể thực công việc Trở ngại Khó viết CT suy diễn hành vi CT khác Cập nhật/debug số lượng lớn mã → khó khăn 18 Các cách tiếp cận … Tri thức thủ tục (tt): (defun fun1 (lis) (cond ((null lis) 0) ((not (listp (car lis))) (cond ((eq (car lis) nil) (fun1 (car lis))) (T (+ (fun1 (cdr lis)))) ) ) (T (+ (fun1 (car lis)) (fun1 (cdr lis)))) ) ) 19 Các cách tiếp cận … Tri thức thủ tục (tt): dùng luật sinh (production rule) Luật sinh + cách sử dụng chúng: ñịnh hướng hoạt ñộng dạng biểu diễn nói trước ñây Tuy phân biệt ñâu tri thức khai báo hay thủ tục công việc khó khăn 20 Các vấn ñề biểu diễn tri thức Có thuộc tính ñối tượng mà chúng xuất lĩnh vực không? Nếu có: ñó thuộc tính nào? Nếu có: có chắn chúng ñược xử lý thích hợp chế ñược ñề nghị không? Có quan hệ quan trọng tồn với thuộc tính không? 21 Các vấn ñề biểu diễn tri thức Tri thức ñược biểu diễn ñến mức chi tiết nào? Có tồn primitive mà qua ñó tất tri thức ñược biểu diễn? Sử dụng primitives có ích không? Tập ñối tượng ñược biểu diễn nào? Với số lượng lớn tri thức ñược chứa CSDL, Bằng cách truy xuất thành phần cần thiết? 22 Các vấn ñề biểu diễn tri thức Các thuộc tính quan trọng: Instance: Cho biết quan hệ thành viên ñối tượng lớp thuộc vào Isa Cho biết lớp lớp khác Cặp thuộc tính cho phép khả thừa kế thuộc tính Chúng ñược gọi biểu diễn khác nhiều hệ thống tri thức 23 Các vấn ñề biểu diễn tri thức Các quan hệ với thuộc tính: Thuộc tính: entity | relationship Có tính chất quan trọng: ðảo Tồn hệ thống isa Các kỹ thuật ñể suy diễn giá trí Các thuộc tính ñơn trị 24 Các vấn ñề biểu diễn tri thức Các quan hệ với thuộc tính: 25 Vấn ñề khung Khung Mỗi frame mô tả ñối tượng (object) Một frame bao gồm thành phần slot facet Một slot thuộc tính ñặc tả ñối tượng ñược biểu diễn frame Ví dụ : frame mô tả xe hơi, có hai slot trọng lượng loại máy Mỗi slot chứa nhiều facet Các facet (ñôi lúc ñược gọi slot "con") ñặc tả số thông tin thủ tục liên quan ñến thuộc tính ñược mô tả slot Facet có nhiều loại khác nhau, sau ñây số facet thường gặp: value, default value, range,… 26 Vấn ñề khung… Bằng cách biểu diễn hiệu chuổi trạng thái cho toán tìm kiếm? Bài toán robot: on(Plant12, Table34) under(Table34, Window13) in(Table34, Room15) → trạng thái = danh sách facts → bất tiện: danh sách dài từ trạng thái A → B: nhiều facts không thay ñổi Vấn ñề khung: toán biểu diễn facts thay ñổi với facts không ñược biết 27 Vấn ñề khung … Sử dụng tiền ñề khung: Mô tả tất không thay ñổi áp dụng toán tử cụ thể ñó ñể chuyển từ trạng thái n → n+1 Ví dụ: “Vật X có màu Y trạng thái S1 có màu Y trạng thái S2 di chuyển X từ S1 → S2’ color(X,Y, S1) ^ move(X,S1,S2) → color(X,Y,S2) Bất tiện: → Số tiền ñề nhiều 28 Vấn ñề khung … Sử dụng giả ñịnh: Những thay ñổi: ghi tường minh OR ñược dẫn cách logic từ thay ñổi Hai cách tiếp cận dùng cho backtrack chuổi trạng thái: Không thay ñổi mô tả ñầu Ghi nhận thay ñổi cụ thể node cần thay ñổi Thay ñổi mô tả ñầu Ghi nhận cần làm undo trạng thái ñó 29 [...]... 21 Các vấn ñề trong biểu diễn tri thức Tri thức ñược biểu diễn ñến mức chi tiết nào? Có tồn tại những primitive cơ bản mà qua ñó tất cả tri thức ñược biểu diễn? Sử dụng primitives có ích không? Tập các ñối tượng ñược biểu diễn như thế nào? Với số lượng lớn tri thức ñược chứa trong CSDL, Bằng cách nào truy xuất những thành phần cần thiết? 22 Các vấn ñề trong biểu diễn tri thức Các thuộc tính quan trọng:.. .Biểu diễn và ánh xạ … Mô hình giải quyết vấn ñề của con người và máy: 11 Các cách tiếp cận 4 thuộc tính của hệ thống biểu diễn tri thức: Khả năng biểu diễn tất cả các tri thức cần thiết cho lĩnh vực ñó Khả năng xử lý các cấu trúc sẵn có ñể sinh ra các cấu trúc mới tương ứng với tri thức mới ñược sinh ra từ tri thức cũ Khả năng thêm vào cấu trúc tri thức thông tin bổ sung mà... hướng có nhiều tri n vọng nhất Khả năng thu ñược thông tin mới dễ dàng Trường hợp ñơn giản nhất là chèn trực tiếp tri thức mới (do người) vào cơ sở tri thức Lý tưởng nhất là chương trình có thể kiểm soát việc thu ñược tri thức 12 Các cách tiếp cận … Năng lực hiện nay: Không một hệ thống nào có thể tối ưu tất cả các khả năng trên cho mọi kiểu tri thức Nhiều kỹ thuật dùng cho biểu diễn tri thức cùng tồn... kế thuộc tính Chúng có thể ñược gọi và biểu diễn khác nhau trong nhiều hệ thống tri thức 23 Các vấn ñề trong biểu diễn tri thức Các quan hệ cùng với các thuộc tính: Thuộc tính: entity | relationship Có tính chất quan trọng: 1 ðảo 2 Tồn tại trong 1 hệ thống isa 3 Các kỹ thuật ñể suy diễn giữa các giá trí 4 Các thuộc tính ñơn trị 24 Các vấn ñề trong biểu diễn tri thức Các quan hệ cùng với các thuộc tính:... từ lớp cha 15 Các cách tiếp cận … Tri thức có khả năng thừa kế (tt.): Line: Thuộc tính Box: ðối tượng, Trị của thuộc tính của ñối tượng Arrow: Từ ñối tượng sang trị của thuộc tính 16 Các cách tiếp cận … Tri thức suy diễn: Thừa kế thuộc tính ở trên là 1 dạng suy diễn Logic truyền thống: cung cấp dạng suy diễn mạnh hơn Tri thức suy diễn: cần thủ tục suy diễn Thủ tục suy diễn: nhiều dạng Forward (tiến):... diễn tri thức cùng tồn tại Chương trình thường dùng nhiều hơn 1 kỹ thuật biểu diễn 13 Các cách tiếp cận … Tri thức quan hệ ñơn giản: Biểu diễn các sự kiện (facts) dạng khai báo như tập quan hệ ñã dùng trong CSDL quan hệ - xem ví dụ sau 14 Các cách tiếp cận … Tri thức có khả năng thừa kế: 1 dạng bổ sung cơ chế suy diễn vào cơ sở tri thức quan hệ nói trên, ñó là: thừa kế thuộc tính Thừa kế thuộc tính: Tổ... resolution – xem chương 5 17 Các cách tiếp cận … Tri thức thủ tục: Tri thức trong các ví dụ trước: Tĩnh, dạng khai báo Một dạng tri thức khác: chỉ ra hành ñộng ñược thi hành khi ñiều kiện nào ñó thoả → tri thức thủ tục 1 Cách biểu diễn trong chương trình Viết bằng các NNLT (LISP chẳng hạn) → Máy sẽ thực thi mã ñể thực hiện công việc Trở ngại Khó viết CT suy diễn về hành vi của CT khác Cập nhật/debug số... là tri thức khai báo hay thủ tục là một công việc khó khăn 20 Các vấn ñề trong biểu diễn tri thức Có những thuộc tính cơ bản nào của ñối tượng mà chúng xuất hiện trong mọi lĩnh vực không? Nếu có: ñó là những thuộc tính nào? Nếu có: có chắc chắn là chúng sẽ ñược xử lý thích hợp trong từng cơ chế ñược ñề nghị không? Có quan hệ quan trọng nào tồn tại cùng với thuộc tính không? 21 Các vấn ñề trong biểu diễn. .. Các cách tiếp cận … Tri thức thủ tục (tt): (defun fun1 (lis) (cond ((null lis) 0) ((not (listp (car lis))) (cond ((eq (car lis) nil) (fun1 (car lis))) (T (+ 1 (fun1 (cdr lis)))) ) ) (T (+ (fun1 (car lis)) (fun1 (cdr lis)))) ) ) 19 Các cách tiếp cận … Tri thức thủ tục (tt): dùng luật sinh (production rule) Luật sinh + cách sử dụng chúng: là ñịnh hướng hoạt ñộng hơn các dạng biểu diễn nói trước ñây Tuy... ñược biểu diễn bởi frame Ví dụ : trong frame mô tả xe hơi, có hai slot là trọng lượng và loại máy Mỗi slot có thể chứa một hoặc nhiều facet Các facet (ñôi lúc ñược gọi là slot "con") ñặc tả một số thông tin hoặc thủ tục liên quan ñến thuộc tính ñược mô tả bởi slot Facet có nhiều loại khác nhau, sau ñây là một số facet thường gặp: value, default value, range,… 26 Vấn ñề khung… Bằng cách nào biểu diễn ... dung Biểu diễn ánh xạ Các cách tiếp cận Các vấn ñề biểu diễn tri thức Vấn ñề khung Biểu diễn tri thức Là phương pháp mã hoá tri thức, nhằm thành lập sỡ tri thức cho hệ thống dựa tri thức Tri thức. .. vấn ñề biểu diễn tri thức Tri thức ñược biểu diễn ñến mức chi tiết nào? Có tồn primitive mà qua ñó tất tri thức ñược biểu diễn? Sử dụng primitives có ích không? Tập ñối tượng ñược biểu diễn nào?... tail” Biểu diễn ánh xạ … Dạng mạng ngữ nghĩa (chương sau): 10 Biểu diễn ánh xạ … Mô hình giải vấn ñề người máy: 11 Các cách tiếp cận thuộc tính hệ thống biểu diễn tri thức: Khả biểu diễn tất tri thức