《人工智能》第七章 不精确知识推理.ppt

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1、主讲：夏幼明《人工智能》示范课程2在现实世界中，存在着大量的不确定性信息，如随机的、模糊的及未确知的等。因此，不精确推理是专家系统研制过程中的一个十分重要的问题。人工智能学者提出了许多新的不精确推理模型，比较有代表性的是：确定性理论、主观Bayes方法、Dempster/Shafer证据理论及可能性理论等。每种不精确推理方法都有它的特点和适用领域。“不精确知识推理”基本概念3不精确性推理方法研究产生的原因大致如下：很多原因导致同一结果推理所需的信息不完备背景知识不足信息描述模糊信息中含有噪声划分是模糊的推理能力不足解题方案不唯一“不精确知识推理”基本概念

2、4不确定性推理的研究和发展Shortliffe等人1975年结合MYCIN系统的建立提出了确定性理论。DURA等人1976年在PROSPECTOR的基础上给出了概率法。DempsterShafter1976年提出证据理论。Zadeh两年后提出了可能性理论，1983年提出了模糊逻辑。“不精确知识推理”基本概念5确定性理论MYCIN系统是第一个采用了不确定推理逻辑的专家系统，在20世纪70年代非常有名。这个系统提出该确定性方法时遵循了下面的原则：（1）不采用严格的统计理论。使用的是一种接近统计理论的近似方法。（2）用专家的经验估计代替统计数据。（3）尽量减少

3、需要专家提供的经验数据，尽量使少量数据包含多种信息。（4）新方法应适用于证据为增量式地增加的情况。（5）专家数据的轻微扰动不影响最终的推理结论。“不精确知识推理”基本概念6确定性理论MYCIN系统是第一个采用了不确定推理逻辑的专家系统，在20世纪70年代非常有名。“不精确知识推理”基本概念用户解释模块咨询模块知识获取模块感染病专家与知识工程师知识库动态数据库(推理记录)患者数据库(原始数据库)MYCIN系统结构图7确定性理论MYCIN推理策略采用反向推理和深度优先搜索。诊断治疗过程如下：(1)确定患者有无细菌性感染。(2)确定可能引起感染的有机体。(3)

4、确定对其有抑制作用的药物。(4)选择对治疗最合适的药物。这四个步骤由目标规则来执行。“不精确知识推理”基本概念8不确定性推理概率推理可信度方法证据理论主观bayes方法贝叶斯网的不确定性知识推理“不精确知识推理”核心内容9不确定性推理概述不确定性的表示与度量不确定性知识推理算法“不确定性推理”核心内容10不确定性推理概述不确定性推理是建立在非经典逻辑基础上的一种推理，是基于不确定性知识的推理。不确定性推理从不确定性的初始证据出发，通过运用不确定性知识，推出具有一定程度的不确定性的和合理的或近乎合理的结论。在不确定性推理中，知识和证据都具有不确定性，这为推

5、理机的设计与实现增加了复杂度和难度。除了必须解决推理方向、推理方法和控制策略等基本问题外，一般还需要解决不确定性的表示与度量、不确定性匹配、不确定性的传递算法以及不确定性的合成等问题。“不确定性推理”核心内容11不确定性推理概述不确定性(uncertainty)就是一个命题(亦即所表示的事件)的真实性不能完全肯定,而只能对其为真的可能性给出某种估计。如果乌云密布并且电闪雷鸣,则很可能要下暴雨。如果头痛发烧,则大概是患了感冒。这是两个含有不确定性的命题。当然,它们描述的是人们的经验性知识。“不确定性推理”核心内容12不确定性推理概述不确定性(imprec

6、ision)就是一个命题中所出现的某些言词其涵义不够确切,从概念角度讲,也就是其代表的概念的内涵没有硬性的标准或条件,其外延没有硬性的边界,即边界是软的或者说是不明确的。小王是个高个子。张三和李四是好朋友。如果向左转,则身体就会向左稍倾。这几个命题中就含有不确定性,因为其中的言词“高”、“好朋友”、“稍倾”等的涵义都是不确切的。“不确定性推理”核心内容13不确定性推理概述不完全性就是对某事物来说,关于它的信息或知识还不全面、不完整、不充分。在破案的过程中，警方所掌握的关于罪犯的有关信息，往往就是不完全的。但就是在这种情况下，办案人员仍能通过分析、推理等

7、手段而最终破案。“不确定性推理”核心内容14不确定性推理概述不一致性就是在推理过程中发生了前后不相容的结论；或者随着时间的推移或者范围的扩大，原来一些成立的命题变得不成立、不适合了。牛顿定律对于宏观世界是正确的，但对于微观世界和宇宙观世界却是不适合的。“不确定性推理”核心内容15不确定性推理概述对于不确定性知识，其表示的关键是如何描述不确定性。一般的做法是把不确定性用量化的方法加以描述，而其余部分的表示模式与前面介绍的知识基本相同。对于不同的不确定性，人们提出了不同的描述方法和推理方法。下面我们主要介绍(狭义)不确定性和不确切性知识的表示与推理方法，对于

8、不完全性和不一致性知识的表示，简介几种非标准逻辑。“不确定性推理”核心内容16不