Τεχνθτι Νοθμοςφνθ Ιωάννθσ Χατηθλυγεροφδθσ Πολυτεχνικι Σχολι Τμιμα Μθχανικϊν Η/Υ & Πλθροφορικισ
Αναπαράςταςθ Γνϊςθσ και Συλλογιςμόσ
Αναπαράςταςθ Γνϊςθσ (1) Οριςμόσ Πϊσ μπορεί καλφτερα και αποδοτικότερα να παραςτακεί γνϊςθ γφρω από ζνα πεδίο ςτο Η/Υ με ςκοπό τθ λφςθ ςχετικϊν προβλθμάτων Απόρροια τησ αποτυχίασ για γενικοφσ λφτεσ προβλημάτων. Παράδειγμα θ προςπάκεια των Ernst & Newell το 1969 που κατζλθξε ςτο ςφςτθμα GPS (General Problem Solver). Περίπτωςη GPS-Συμπεράςματα Γενικζσ μζκοδοι δεν είναι ικανζσ για εμφάνιςθ ευφυοφσ ςυμπεριφοράσ Είναι απαραίτθτθ θ φπαρξθ ικανισ εξειδικευμζνθσ γνϊςθσ 3
Αναπαράςταςθ Γνϊςθσ (2) Υπόθεςη Αναπαράςταςησ Γνϊςησ (Knowledge Representation Hypothesis) (Απορρζει από τθν υπόκεςθ ςυςτιματοσ φυςικϊν ςυμβόλων) Για να παριςτάνουν γνϊςθ οι ςυμβολικζσ δομζσ πρζπει να είναι δυνατόν να τισ ερμθνεφουμε προταςιακά, δθλ. ςαν εκφράςεισ που μποροφν να χαρακτθριςτοφν αλθκείσ ι ψευδείσ. Η παρουςία και χριςθ των ςυμβολικϊν δομϊν είναι αυτό που πρζπει να προκαλεί τθν εκδθλοφμενθ από το ςφςτθμα ςυμπεριφορά 4
Αναπαράςταςθ Γνϊςθσ (3) Δεδομζνα: μθ-οργανωμζνα, μθ-επεξεργαςμζνα ςτοιχεία ι γεγονότα ςχετικά με οντότθτεσ του πραγματικοφ κόςμου (π.χ. κερμοκραςίεσ ενόσ μινα). Πληροφορία: Δεδομζνα που ζχουν υποςτεί κάποια επεξεργαςία ι διαμόρφωςθ, ϊςτε να παρζχουν μια χρθςιμότθτα (π.χ. μζςθ κερμοκραςία ενόσ μινα). Γνϊςη: Πλθροφορία που ζχει πιςτοποιθκεί μζςω μιασ ςειράσ ελζγχων ι τθσ ανκρϊπινθσ επιςτθμονικισ ι μθ εμπειρίασ (π.χ. θ διαπίςτωςθ ότι τα τελευταία χρόνια ζχουμε αφξθςθ τθσ κερμοκραςίασ κατά 2%). 5
Αναπαράςταςθ Γνϊςθσ (4) Βαςικι Δομι Ευφυοφσ Συςτιματοσ Βάςθ Γνϊςθσ (ΒΓ) Μθχανιςμόσ Εξαγωγισ Συμπεραςμάτων (ΜΕΣ) Γλϊςςα Αναπαράςταςθσ Γνϊςθσ 6
Αναπαράςταςθ Γνϊςθσ (5) Διαδικαςτική άποψη (procedural view) Γνϊςθ του πϊσ Ζνα ςφνολο εξειδικευμζνων διαδικαςιϊν Π.χ. θ γνϊςθ για το παίξιμο ςκακιοφ ταυτίηεται με ζνα ςφνολο διαδικαςιϊν για το πωσ παίηεται το ςκάκι τισ οποίεσ κατζχει κάκε παίκτθσ. Δηλωτική άποψη (declarative view) Γνϊςθ του τι Σφνολο γεγονότων και λίγων γενικϊν διαδικαςιϊν Χωριςμόσ γνϊςθσ και χριςθσ τθσ 7
Αναπαράςταςθ Γνϊςθσ (5) Διαδικαςτική Αναπαράςταςη Υπζρ: Φυςικότερθ για κάποια γνϊςθ (π.χ. Πράξεισ) Ευκολότερθ για κάποια γνϊςθ (π.χ. Μετα-γνϊςθ) Αποδοτικότερθ Κατά Για κάκε κομμάτι γνϊςθσ απαιτείται περιγραφι και των τρόπων χριςθσ τουσ Μια τροποποίθςθ δθμιουργεί πολλζσ αλλαγζσ Δηλωτική Αναπαράςταςη Υπζρ Οι ίδιεσ γενικζσ διαδικαςίεσ για διάφορα τμιματα γνϊςθσ Το ίδιο τμιμα γνϊςθσ χρθςιμοποιείται κατά διάφορουσ τρόπουσ Αυξθτικι ανάπτυξθ βάςθσ γνϊςθσ Οικονομικότερθ αποκικευςθ γνϊςθσ Κατά Προβλιματα αποδοτικότθτασ 8
Τφποι Γνϊςθσ (1) Με βάςθ το περιεχόμενο Πεδιακι-Domain Δομικι-Structural Ταξινομικι-Taxonomic («ο ςκφλοσ είναι είδοσ ηϊου») Προςδιοριςτικι-Attributive («τα πουλιά πετοφν») Σχεςιακι-Relational («το κάπνιςμα προκαλεί καρκίνο») Ελεγκτικι ι Μετά-γνϊςθ-Control or Meta-knowledge Με βάςθ τθ μορφι Γεγονότα-Facts («θ γι κινείται») Κανόνεσ-Rules («αν γίνει διακοπι ρεφματοσ δεν ζχουμε φωσ») 9
Τφποι Γνϊςθσ (2) Γνϊςθ Πεδιακι Δομικι Σχεςιακι Ταξινομικι Προςδιοριςτικι Ελεγκτικι 10
Γλϊςςα Αναπαράςταςθσ Γνϊςθσ (1) Οριςμόσ: Σφνταξη (Syntax) λεξιλόγιο ςυντακτικοί κανόνεσ Σημαςιολογία (Semantics) ςθμαςιολογικοί κανόνεσ Μηχανιςμόσ Εξαγωγήσ Συμπεραςμάτων (Inference Engine) κανόνεσ εξαγωγισ ςυμπεραςμάτων ςτρατθγικι εξαγωγισ ςυμπεραςμάτων 11
Γλϊςςα Αναπαράςταςθσ Γνϊςθσ (2) Κριτιρια Αξιολόγθςθσ Εκφραςτικότητα (expressiveness) ςαφινεια (clarity) διακριτικότθτα (distinctionability) Αποδοτικότητα (efficiency) χρόνου χϊρου Φυςικότητα (naturalness) Υπάρχει μια κεμελιϊδθσ ςυναλλαγι μεταξφ εκφραςτικότθτασ και αποδοτικότθτασ 12
Συλλογιςμόσ (1) Συλλογιςμόσ (Reasoning) είναι ο ςυνδυαςμόσ εκφράςεων μιασ Γλϊςςα Αναπαράςταςθσ Γνϊςθσ (ΓΑΓ), που αναπαριςτοφν υπάρχουςα γνϊςθ, για τθν παραγωγι νζων εκφράςεων τθσ ΓΑΓ, δθλ. τθν παραγωγι νζασ γνϊςθσ. Η διαδικαςία τθσ παραγωγισ νζασ γνϊςθσ ονομάηεται εξαγωγι ςυμπεραςμάτων (inference). 13
Συλλογιςμόσ (2) Είδθ Συλλογιςμοφ: Συνεπαγωγι (deduction) Από αλθκείσ υποκζςεισ εξάγονται αλθκι ςυμπεράςματα (διατιρθςθ τθσ αλικειασ) Επαγωγι (induction) Από ζνα ςφνολο παραδειγμάτων εξάγονται γενικά ςυμπεράςματα (μθχανικι μάκθςθ) Απαγωγι (abduction) Από ζνα ςφνολο παρατθριςεων εξάγονται υποκζςεισ για τισ αιτίεσ (αβζβαιοσ ςυλλογιςμόσ) 14
Σθμείωμα Ιςτορικοφ Εκδόςεων Ζργου Το παρόν ζργο αποτελεί τθν ζκδοςθ 1.0. 15
Σθμείωμα Αναφοράσ Copyright Πανεπιςτιμιο Πατρϊν, Ιωάννθσ Χατηθλυγεροφδθσ 2015. «Ευφυισ Προγραμματιςμόσ». Ζκδοςθ: 1.0. Πάτρα 2015. Διακζςιμο από τθ δικτυακι διεφκυνςθ: https://eclass.upatras.gr/courses/ceid1095/ 16
Σθμείωμα Αδειοδότθςθσ Το παρόν υλικό διατίκεται με τουσ όρουσ τθσ άδειασ χριςθσ Creative Commons Αναφορά, Μθ Εμπορικι Χριςθ Παρόμοια Διανομι 4.0 *1+ ι μεταγενζςτερθ, Διεκνισ Ζκδοςθ. Εξαιροφνται τα αυτοτελι ζργα τρίτων π.χ. φωτογραφίεσ, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριζχονται ςε αυτό και τα οποία αναφζρονται μαηί με τουσ όρουσ χριςθσ τουσ ςτο «Σθμείωμα Χριςθσ Ζργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ωσ Μη Εμπορική ορίηεται θ χριςθ: που δεν περιλαμβάνει άμεςο ι ζμμεςο οικονομικό όφελοσ από τθν χριςθ του ζργου, για το διανομζα του ζργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομικι ςυναλλαγι ωσ προχπόκεςθ για τθ χριςθ ι πρόςβαςθ ςτο ζργο που δεν προςπορίηει ςτο διανομζα του ζργου και αδειοδόχο ζμμεςο οικονομικό όφελοσ (π.χ. διαφθμίςεισ) από τθν προβολι του ζργου ςε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιοφχοσ μπορεί να παρζχει ςτον αδειοδόχο ξεχωριςτι άδεια να χρθςιμοποιεί το ζργο για εμπορικι χριςθ, εφόςον αυτό του ηθτθκεί. 17
Διατιρθςθ Σθμειωμάτων Οποιαδιποτε αναπαραγωγι ι διαςκευι του υλικοφ κα πρζπει να ςυμπεριλαμβάνει: το Σθμείωμα Αναφοράσ το Σθμείωμα Αδειοδότθςθσ τθ διλωςθ Διατιρθςθσ Σθμειωμάτων το Σθμείωμα Χριςθσ Ζργων Τρίτων (εφόςον υπάρχει) μαηί με τουσ ςυνοδευόμενουσ υπερςυνδζςμουσ. 18