TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Bài 9: Tri thức và Lập luận

TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Bài 9: Tri thức Lập luận Nội dung Các khái niệm Logic mệnh đề Cơ sở tri thức Suy diễn Chứng minh bác bỏ Suy diễn lùi Trương Xuân Nam - Khoa CNTT Phần Các khái niệm TRƯƠNG XUÂN NAM Các khái niệm  Ngữ nghĩa:  Thành phần nhất, cung cấp ý nghĩa cho hệ thống tri thức  Có thể có nhiều loại: • Cơ bản: định nghĩa thông qua ngữ nghĩa khác • Hệ quả: suy từ ngữ nghĩa khác thơng qua q trình lập luận  Có thể chia theo mức độ phản ảnh chân lý: • Khẳng định: Đúng/Sai • Xác suất: Đúng theo tỉ lệ • Mờ  Cú pháp: quy tắc liên hệ kí hiệu, giúp cho việc xây dựng ngữ nghĩa từ ngữ nghĩa có Trương Xuân Nam - Khoa CNTT Các khái niệm  Cơ chế lập luận:  Q trình tính toán (thuật toán)  Sử dụng ngữ nghĩa cú pháp để tạo tri thức  Quan điểm AI:  Bài toán: Tập ngữ nghĩa cú pháp cho trước  Giải tốn: Tìm q trình áp dụng cú pháp ngữ nghĩa để mục tiêu (cũng ngữ nghĩa)  Đây quan điểm theo trường phái “suy nghĩ hợp lý”  Các phương pháp trường phái chịu ảnh hưởng lớn từ việc nghiên cứu ngơn ngữ hình thức (đầu TK20)  Gần môn khoa học hệ thống tri thức suy diễn Trương Xuân Nam - Khoa CNTT Phần Logic mệnh đề TRƯƠNG XUÂN NAM Logic mệnh đề  Ngữ nghĩa: tập mệnh đề (các khẳng định phủ định) kí hiệu logic  Hằng số: True / False  Biến: P, Q,…  Phép toán logic:  (và)  (hoặc)  (phủ định)  (kéo theo)  (tương đương)  Các cặp ngoặc tròn () dùng kết hợp để thay đổi thứ tự tính tốn Trương Xuân Nam - Khoa CNTT Logic mệnh đề  Cú pháp:  Các biến mệnh đề công thức  Nếu A B cơng thức thì: • (A  B) • (A  B) • ( A) • (A  B) • (A  B) công thức Trương Xuân Nam - Khoa CNTT Logic mệnh đề A B AB AB A AB AB False False False False True True True False True False True True False True False False True False False True True True True True True False Trương Xuân Nam - Khoa CNTT Logic mệnh đề  Dạng chuẩn tắc:  Chuẩn tắc tuyển (hoặc)  Chuẩn tắc hội (và)  Định lý: cơng thức có dạng chuẩn tắc tuyển chuẩn tắc hội  Quy tắc:  Khử phép kéo theo  Khử phép tương đương Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 10 Suy diễn  Sử dụng kiện, tiến hành suy diễn từ vế trái để nhận giá trị vế phải, bổ sung vào kho kiện & tiếp tục q trình suy dẫn  Ví dụ: Từ P ban đầu  Áp dụng: P  Q  A  B  C ⇒ E thu E  Áp dụng: P  D ⇒ F thu F  Áp dụng: E  F ⇒ G Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 18 Thuật toán T: Tập kiện ban đầu R: Tập luật D: Tập kết luận { L = {} for r in R if (left(r) in T) L = L + right(r) T = T + L; if (D in T) break; } while (L > {}); Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 19 Mơ tả q trình suy diễn T3 T2 T1 D T = T0 Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 20 Áp dụng thực tế I II III IV V Mã hóa biến mệnh đề Mã hóa luật Chuẩn hóa luật Xây dựng động suy diễn Xây dựng chế diễn giải Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 21 Chuẩn hóa luật  Đưa dạng chuẩn  Tách luật thành luật nhỏ  Ví dụ:  Nếu chia hết cho tận chia hết cho 10  A (B C)  (A B) (A C)  Luật 1: Chia hết cho tận thì…  Luật 2: Chia hết cho tận thì… Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 22 Các vấn đề với suy diễn  Cơ chế quen thuộc với người nói chung  Vấn đề:  Khơng có định hướng q trình suy diễn • Có thể bị bùng nổ tổ hợp  Xuất kiện thừa (khơng cần thiết) q trình diễn giải  Định hướng:  Suy dẫn theo chiều sâu  Suy dẫn theo chiều rộng Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 23 Phần Chứng minh bác bỏ TRƯƠNG XUÂN NAM 24 Chứng minh bác bỏ  Phương pháp tương tự việc chứng minh phản chứng mà người thường sử dụng  Nếu muốn chứng minh kết luận R, ta bổ sung R vào tập giả thiết  Tiến hành suy diễn  Nếu đạt  dừng kết luận thỏa  Nếu không đạt  khơng chứng minh Trương Xn Nam - Khoa CNTT 25 Ví dụ  Cho mệnh đề đúng: ¬A  ¬ B  C ¬D  ¬ E  C ¬F  D A F E  Chứng minh C Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 26 Ví dụ  Bổ sung thêm mệnh đề ¬C (luật số 7)  Kết hợp luật ta luật số  (¬D  ¬ E  C)  (¬C) => ¬D  ¬ E  Kết hợp luật ta luật số  (E)  (¬D  ¬ E) => ¬D  Kết hợp luật ta luật số 10  (¬F  D)  (¬D) => ¬F  Kết hợp luật 10 ta luật rỗng  (F)  (¬F) =>  Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 27 Phần Suy diễn lùi TRƯƠNG XUÂN NAM 28 Cây VÀ-HOẶC (AND-OR) E B F G A AND L C H D K Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 29 Suy diễn lùi  Suy diễn tiến thực việc suy diễn từ giả thiết ban đầu đến kết luận, suy diễn lùi làm theo hướng ngược lại:  Để chứng minh kết luận An, cần phải có tập giả thiết An-1để suy kết luận  Để chứng minh tập giả thiết An-1cần có chứng minh tập giả thiết An-2  …  Kêt thúc tập giả thiết Ax chứng minh Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 30 Thuật toán T: Tập kiện ban đầu R: Tập luật D: Tập kết luận function Back(D) { if (D in T) return OK; for (r in R) if (right(r) in D) if (left(r) not in D) if (Back(D – {right(r)} + {left(r)})) return OK; return NotOK; } Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 31 Đặc điểm suy diễn lùi  Thích hợp với tốn chuẩn đốn, tìm lỗi thường tập trung vào tượng đích cho  Đi theo chiều sâu, thường dòng suy diễn có thay rẽ qua nhánh khác Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 32 ... rỗng  (F)  (¬F) =>  Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 27 Phần Suy diễn lùi TRƯƠNG XUÂN NAM 28 Cây VÀ-HOẶC (AND-OR) E B F G A AND L C H D K Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 29 Suy diễn lùi  Suy diễn... phải có tập giả thiết An-1để suy kết luận  Để chứng minh tập giả thiết An-1cần có chứng minh tập giả thiết An-2  …  Kêt thúc tập giả thiết Ax chứng minh Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 30 Thuật toán... T + L; if (D in T) break; } while (L > {}); Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 19 Mơ tả q trình suy diễn T3 T2 T1 D T = T0 Trương Xuân Nam - Khoa CNTT 20 Áp dụng thực tế I II III IV V Mã hóa biến mệnh