Αιτιολόγηση με αβεβαιότητα

Σχετικά έγγραφα
Τεχνητή Νοημοσύνη (ΥΠ23) 6 ο εξάμηνο Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεματικής Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο Ουρανία Χατζή

Κεφάλαιο 13. Αβεβαιότητα. Τεχνητή Νοηµοσύνη - Β' Έκδοση. Ι. Βλαχάβας, Π. Κεφαλάς, Ν. Βασιλειάδης, Φ. Κόκκορας, Η. Σακελλαρίου

ΕΚΠ 413 / ΕΚΠ 606 Αυτόνοµοι (Ροµ οτικοί) Πράκτορες

Τύποι σφαλμάτων. Σφάλματα. Πολυσημα ντικότητα Ελλιπή. Τυχαιότητα Συστηματικά. Συλλογισμός. Λάθος Μέτρηση. Επαγωγικά Σφάλματα Παραγωγικά σφάλματα

Αβέβαιη Γνώση. Κυριότερες πηγές αβεβαιότητας:

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων. Διάλεξη 2

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

AYTONOMOI ΠΡΑΚΤΟΡΕΣ

(REASONING WITH UNCERTAINTY)

17/10/2016. Στατιστική Ι. 3 η Διάλεξη

Στατιστική λήψη αποφάσεων

ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Μέρος ΙΙ. Τυχαίες Μεταβλητές

ΕΚΠ 413 / ΕΚΠ 606 Αυτόνοµοι (Ροµ οτικοί) Πράκτορες

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ 89. Ύλη: Πιθανότητες Το σύνολο R-Εξισώσεις Σ Λ 2. Για τα ενδεχόμενα Α και Β ισχύει η ισότητα: A ( ) ( ') ( ' )

1 x-μ - 2 σ. e σ 2π. f(x) =

ΕΣΜΕΥΜΕΝΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

Μέθοδος μέγιστης πιθανοφάνειας

P(200 X 232) = =

Δρ. Βασίλειος Γ. Καμπουρλάζος Δρ. Ανέστης Γ. Χατζημιχαηλίδης

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ του Παν. Λ. Θεοδωρόπουλου 0

Μέρος IV. Πολυδιάστατες τυχαίες μεταβλητές. Πιθανότητες & Στατιστική 2017 Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Παν. Ιωαννίνων Δ15 ( 1 )

Εισαγωγή Η Θεωρία Πιθανοτήτων παίζει μεγάλο ρόλο στη μοντελοποίηση και μελέτη συστημάτων των οποίων δεν μπορούμε να προβλέψουμε ή να παρατηρήσουμε την

Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής. Θεωρία Πιθανοτήτων. Δρ. Αγγελίδης Π. Βασίλειος

Δειγματοληψία. Πρέπει να γνωρίζουμε πως πήραμε το δείγμα Το πλήθος n ij των παρατηρήσεων σε κάθε κελί είναι τ.μ. με μ ij συμβολίζουμε την μέση τιμή:

Τυχαία μεταβλητή είναι μία συνάρτηση ή ένας κανόνας που αντιστοιχίζει ένα αριθμό σε κάθε αποτέλεσμα ενός πειράματος.

Δειγματοληψία. Πρέπει να γνωρίζουμε πως πήραμε το δείγμα Το πλήθος n ij των παρατηρήσεων σε κάθε κελί είναι τ.μ. με μ ij συμβολίζουμε την μέση τιμή:

Για το Θέμα 1 στα Μαθηματικά Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου

ΘΕΩΡΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ. Κεφάλαιο 2 : Πληροφορία και Εντροπία Διάλεξη: Κώστας Μαλιάτσος Χρήστος Ξενάκης, Κώστας Μαλιάτσος

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Θεωρία Λήψης Αποφάσεων

Ανάκτηση Πληροφορίας

Περίληψη ϐασικών εννοιών στην ϑεωρία πιθανοτήτων

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών. Χρόνου (Ι)

Οι μελέτες φυσικών φαινομένων ή πραγματικών προβλημάτων καταλήγουν είτε σεπροσδιοριστικά

Επισκόπηση ύλης Πιθανοτήτων: Μέρος ΙΙ. M. Kούτρας

Στατιστική Ι. Ενότητα 3: Πιθανότητες. Δρ. Γεώργιος Κοντέος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Γρεβενών

3. Κατανομές πιθανότητας

P (A B) = P (AB) P (B) P (A B) = P (A) P (A B) = P (A) P (B)

Λύσεις 2ης Ομάδας Ασκήσεων

Η παρουσίαση που ακολουθεί, αφορά την κανονική κατανομή και σκοπό έχει τη διευκόλυνση των φοιτητών του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών

Θέμα 1 ο (ΜΑΪΟΣ 2004, ΜΑΪΟΣ 2008) Να δείξετε ότι η παράγωγος της σταθερής συνάρτησης f (x) = c είναι (c) = 0. Απόδειξη

ΔΙΑΜΕΡΙΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

Άσκηση 1: Λύση: Για το άθροισμα ισχύει: κι επειδή οι μέσες τιμές των Χ και Υ είναι 0: Έτσι η διασπορά της Ζ=Χ+Υ είναι:

Στατιστική είναι το σύνολο των μεθόδων και θεωριών που εφαρμόζονται σε αριθμητικά δεδομένα προκειμένου να ληφθεί κάποια απόφαση σε συνθήκες

Πινάκες συνάφειας. Βαρύτητα συμπτωμάτων. Φύλο Χαμηλή Υψηλή. Άνδρες. Γυναίκες

ΠΟΛΥΔΙΑΣΤΑΤΕΣ ΤΥΧΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ

Χρήστος Ξενάκης. Πανεπιστήμιο Πειραιώς, Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

Βασικές έννοιες. Χρησιμότητα Πιθανότητα Προσδοκώμενο κέρδος Δένδρα αποφάσεων Ανάλυση ευαισθησίας Πιθανότητα υπό όρους Μεταβλητές κατάστασης

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ & ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2010 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ ΤΥΧΑΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ (Συνέχεια)

Πιθανότητες και Στοχαστικές ιαδικασίες Θόρυβος µετρήσεων είκτης Χρηµατιστηρίου Σήµα Πληροφορίας (φωνή, data) Ατµοσφαιρικός Θόρυβος Πως δηµιουργείται

Αναγνώριση Προτύπων. Baysian Θεωρία Αποφάσεων ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΠΑΛΙΝΔΡΟΜΙΣΗ

ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΑ ΑΝΩΤΕΡΑ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΙΔΡΥΜΑΤΑ

Ασαφής Λογική (Fuzzy Logic)

Λήψη αποφάσεων κατά Bayes

ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: Πιθανότητες - Κατανομές ΟΝΟΜΑ ΚΑΘΗΓΗΤΗ: ΦΡ. ΚΟΥΤΕΛΙΕΡΗΣ ΤΜΗΜΑ: Τμήμα Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών

Ανάκτηση Πληροφορίας

Να εξετάσετε αν είναι συναρτήσεις πυκνότητας πιθανότητας, κι αν είναι να υπολογίσετε τη συνάρτηση κατανομής πιθανότητας F x (x).

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 6 η Ημερομηνία Αποστολής στο Φοιτητή: 23 Απριλίου 2012

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ

Μαθηµατικά & Στοιχεία Στατιστικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2001

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2005

Σ ΤΑΤ Ι Σ Τ Ι Κ Η. Statisticum collegium Iii

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

Μαθηµατικά & Στοιχεία Στατιστικης Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2001 ÈÅÌÅËÉÏ

Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής. Πιθανότητες. Δρ. Αγγελίδης Π. Βασίλειος

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΑΠΟ ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΚΑΙ ΔΙΑΚΡΙΤΕΣ ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ

ΘΕΩΡΙΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ Ι Φεβρουάριος 2018 Σειρά Α Θέματα 3 ως 7 και αναλυτικές (ή σύντομες) απαντήσεις

Επισκόπηση ύλης Πιθανοτήτων Μέρος ΙΙ. M. Kούτρας

Απλή Γραμμική Παλινδρόμηση και Συσχέτιση 19/5/2017

ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ 1o Τμήμα (Α - Κ): Αμφιθέατρο 3, Νέα Κτίρια ΣΗΜΜΥ Θεωρία Πιθανοτήτων & Στοχαστικές Ανελίξεις - 1

Λύσεις 4ης Ομάδας Ασκήσεων

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ γ) Για την παράγωγο μιας σύνθετης συνάρτησης ισχύει (f(g(x))) =f (g(x)) g (x) Μονάδες 2

ΔΕΣΜΕΥΜΕΝΕΣ Ή ΥΠΟ ΣΥΝΘΗΚΗ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

Κατανομή συνάρτησης τυχαίας μεταβλητής Y=g(X) Πιθανότητες & Στατιστική 2017 Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Παν. Ιωαννίνων Δ13 ( 1 )

Π Α Ν Ε Λ Λ Η Ν Ι Ε Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Α K A I Σ Τ Ο Ι Χ Ε Ι Α Σ Τ Α Τ Ι Σ Τ Ι Κ Η Σ

Τι είδαμε την προηγούμενη φορά

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΣΜΕΥΜΕΝΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

Ψηφιακές Τηλεπικοινωνίες

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Εισαγωγή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

Ορισμός : Η συνάρτηση X : Ω είναι μετρήσιμη εάν 1. της τυχαίας μεταβλητής X : Ω, είναι το πεδίο τιμών της X. Δηλαδή είναι το υποσύνολο του { }

Μέθοδος μέγιστης πιθανοφάνειας

Δισδιάστατη ανάλυση. Για παράδειγμα, έστω ότι 11 άτομα δήλωσαν ότι είναι άγαμοι (Α), 26 έγγαμοι (Ε), 12 χήροι (Χ) και 9 διαζευγμένοι (Δ).

ΚΑΤΑΝΟΜΈΣ. 8.1 Εισαγωγή. 8.2 Κατανομές Συχνοτήτων (Frequency Distributions) ΚΕΦΑΛΑΙΟ

ÈÅÌÁÔÁ 2007 ÏÅÖÅ ( ) Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Γεωμετρία Βˊ Λυκείου. Κεφάλαιο 9 ο. Μετρικές Σχέσεις

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Βασικά στοιχεία της θεωρίας πιθανοτήτων

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ I Παντελής Δημήτριος Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ: ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ 11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ 13

Διμεταβλητές κατανομές πιθανοτήτων

Γιατί πιθανότητες; Γιατί πιθανότητες; Θεωρία πιθανοτήτων. Θεωρία Πιθανοτήτων. ΗΥ118, Διακριτά Μαθηματικά Άνοιξη 2017.

Transcript:

Αιτιολόγηση με αβεβαιότητα Στα προβλήματα του πραγματικού κόσμου οι αποφάσεις συνήθως λαμβάνονται υπό αβεβαιότητα (uncertainty), δηλαδή έλλειψη επαρκούς πληροφορίας. Οι κυριότερες πηγές αβεβαιότητας είναι: Ανακριβή δεδομένα (imprecise data): π.χ. από ένα όργανο περιορισμένης ακρίβειας. Ελλιπή δεδομένα (incomplete data): π.χ. σε ένα σύστημα ελέγχου, κάποιοι αισθητήρες τίθενται εκτός λειτουργίας και πρέπει να ληφθεί άμεσα μία απόφαση με τα δεδομένα από τους υπόλοιπους. Αμφιβολία, υποκειμενικότητα ή/και ελλείψεις στην περιγραφή της γνώσης. Εισαγωγή βαθμού πεποίθησης (πίστης) σχετικά με την αλήθεια μιας πρότασης Μέθοδοι: Θεωρία Πιθανοτήτων (Bayesian Inference), Συντελεστές Βεβαιότητας (Certainty Factors), Θεωρία Dempster-Shafer, Ασαφής Λογική (Fuzzy Logic).

Θεωρία Πιθανοτήτων Αν Ε είναι ένα γεγονός, η άνευ συνθηκών πιθανότητα (unconditional probability) Ρ(Ε) να συμβεί το γεγονός εκφράζεται με έναν πραγματικό αριθμό για τον οποίο ισχύουν: 0 Ρ(Ε) 1 Ρ(Ε) = 1 αν Ε είναι ένα σίγουρο γεγονός Ρ(Ε) + Ρ(Ε) = 1 (όπου με Ε συμβολίζεται η άρνηση του γεγονότος Ε) Πιθανότητα υπό συνθήκη (conditional probability): Υποδηλώνει την πιθανότητα P(Α Β) να ισχύει το υποθετικό συμπέρασμα Α δεδομένης της ισχύος μόνο του γεγονότος Β. Ανεξάρτητα γεγονότα (independence): Τα Α και Β ανεξάρτητα, εάν η γνώση του ενός δεν επηρεάζει την πιθανότητα του άλλου. P(A B)=P(A), P(B A)=P(B).

Ιδιότητες Προσθετική Ιδιότητα: Ρ(ΑΒ) = Ρ(Α) + Ρ(Β) - Ρ(ΑΒ) Πολ/στική Ιδιότητα για δύο μη ανεξάρτητα γεγονότα Α και Β: Ρ(Α,Β) = Ρ(Β Α) Ρ(Α) = Ρ(A B) Ρ(B) Από την παραπάνω ισότητα προκύπτει (Θεώρημα Bayes): P B A P( A) P A B, P( B) 0 P B Γενίκευση θεωρήματος Bayes: Η πιθανότητα να ισχύει το συμπέρασμα A δεδομένης της ισχύος των γεγονότων B 1, B 2,..., B k : P A B1, B2,, B k P B1, B2,, Bk A P( A) PB1, B2,, Bk

Τυχαίες Μεταβλητές (τ.μ.) Μεταβλητές που οι τιμές τους προκύπτουν από διαδικασίες που περιέχουν τυχαιότητα. Διακριτή τυχαία μεταβλητή X: παίρνει τιμές από ένα διακριτό σύνολο n τιμών {x 1,,x n } με αντίστοιχες πιθανότητες {p 1,,p n } (τα p i 0 αθροίζουν στο 1). P(X=x i )=p i Συνεχής τυχαία μεταβλητή: παίρνει τιμές από ένα συνεχές σύνολο με συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας p(x) 0 (το ολοκλήρωμα της p(x) είναι 1). Θα ασχοληθούμε με διακριτές τυχαίες μεταβλητές.

Από κοινού (joint) κατανομή δύο τ.μ. Χ, Υ: p ij =P(X=x i, Y=y j ), (τα p ij 0 αθροίζουν στην μονάδα) Σημαντικές ιδιότητες: o P(X=x i Y=y j )=P(X=x i,y=y j )/P(Y=y j ) o Περιθωριοποίηση (marginalization) n P( Y y ) P( Y y, X x ) P( Y y X x ) P( X x ) j j i j i i i1 i1 Αν γνωρίζουμε την από κοινού κατανομή ενός συνόλου από τυχαίες μεταβλητές μπορούμε να υπολογίσουμε οποιαδήποτε κατανομή πιθανότητας (είτε από κοινού είτε υπό συνθήκη) που περιλαμβάνει οποιεσδήποτε από αυτές τις τυχαίες μεταβλητές. n

Σημασία θεωρήματος Bayes To θεώρημα του Bayes επιτρέπει τον υπολογισμό υπό συνθήκη πιθανοτήτων με χρήση άλλων υπό συνθήκη πιθανοτήτων που είναι ευκολότερο να μετρηθούν (π.χ. από διαθέσιμα στατιστικά συχνοτήτων εμφάνισης). P H E P E H P E P( H) Αν Η μία ασθένεια και Ε ένα σύμπτωμα που σχετίζεται με αυτήν, η πιθανότητα ύπαρξης της ασθένειας δοθέντος του συμπτώματος P(H E) είναι αδύνατο να μετρηθεί απευθείας. Ωστόσο Μπορούμε να έχουμε εκτίμηση (βάσει στατιστικών) για το πόσοι ασθενείς που έπασχαν από την ασθένεια Η εμφάνιζαν το σύμπτωμα Ε, δηλ. εκτίμηση για την ποσότητα P(E H). Το ίδιο ισχύει τόσο για το P(H) (ποσοστό ασθενών με την ασθένεια Η) όσο και για το P(Ε) (ποσοστό ασθενών με το σύμπτωμα Ε). Από τα ανωτέρω μπορούμε να υπολογίσουμε το ζητούμενο P(H E)

Δίκτυα Πεποιθήσεων (belief networks) Αναπαράσταση με τη μορφή γράφου των εξαρτήσεων μεταξύ τυχαίων μεταβλητών ενός προβλήματος προκειμένου να διευκολυνθεί ο υπολογισμός της από κοινού κατανομής των μεταβλητών αυτών. Κάθε τ.μ ένας κόμβος του γράφου (δικτύου) Κάθε κατευθυνόμενη ακμή από μια τ.μ. Χ προς μια τ.μ. Υ δηλώνει εξάρτηση της κατανομής της Υ από τις τιμές της Χ (η Χ είναι γονέας της Υ) Σε κάθε κόμβος αντιστοιχεί ένας πίνακας υπό συνθήκη πιθανοτήτων που δηλώνει την εξάρτηση της κατανομής της τ.μ του κόμβου από τις τιμές των γονέων της

Αν το δίκτυο δεν έχει κύκλους, τότε η από κοινού κατανομή όλων των μεταβλητών ισούται με το γινόμενο των επιμέρους κατανομών στους κόμβους του δικτύου P( X1, X 2,, X n) P( X i Pai ) Pa i =parents(x i ) Αφού μπορούμε να υπολογίσουμε την από κοινού κατανομή όλων των τ.μ. μπορούμε να υπολογίσουμε οποιαδήποτε κατανομή πιθανότητας σχετίζεται με τις μεταβλητές αυτές (Μπεϋζιανή συμπερασματολογία). Μοντελοποίηση: η κατασκευή του δικτύου πεποιθήσεων για τις τ.μ. ενός προβλήματος και ο καθορισμός των πινάκων υπό συνθήκη πιθανοτήτων βάσει των δεδομένων του προβλήματος. n i1