Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект. Современный подход (2-е изд., 2006) (1245267), страница 119
Текст из файла (страница 119)
После представления в этой главе общей онтологии мы применим ее для описания проблемной области осуществления покупок в 1пгегпег. Эта проблемная область чрезвычайно хорошо подходит для упражнений в области онтологии, а также оставляет для читателя большой простор, чтобы он мог сам создавать творческие представления знаний. Достаточно представить себе, например, что агент для осуществления покупок в 1пгегпег должен знать о бесчисленном множестве тем и авторов, чтобы покупать книги на узле Ащагоп.сот, владеть информацией о всевозможных сортах пищевых продуктов, чтобы покупать бакалейные товары на узле реарос1.
сот, а также иметь сведения обо всем, что можно найти на дешевой распродаже, чтобы не упустить выгодные сделки на узле ЕЬау. сот'. 10.2. КАТЕГОРИИ И ОБЪЕКТЫ Крайне важной частью любого способа представления знаний является классификация объектов по св категориям. Хотя взаимодействие с миром происходит на уровне отдельных объектов, сап' формирование рассуждений в основном лроисходилг на уровне категорий. Например, покупатель может иметь перед собой цель купить хотя бы какой-то баскетбольный мяч, а не конкретный баскетбольный мяч, допустим, обозначенный номером ива.
Кроме того, категории позволяют многое предсказывать в отношении объектов после того, как эти объекты вошли в состав классификации. При этом делается заключение о наличии некоторых объектов на основании сенсорных входных данных, определяется принадлежность к категории из воспринятых свойств объектов, а затем информация о категории используется для составления прогнозов, касающихся этих объектов. Например, на основании того, что некоторый объект имеет зеленый цвет, полосатую поверхность, большой размер и круглую форму, можно сделать вывод, что это — арбуз, а исходя из этого заключить, что данный объект подходит для использования в качестве сладкого десерта. Для представления категорий в логике первого порядка могут применяться два основных способа: представление с помощью предикатов или с помощью объектов.
Это означает, что для этого можно либо применить предикат, такой как Еаэ1сесЬа22 1Ь1, ' Авторы заранее приносят извинения, если по независящим от них обстоятельствам некоторые из упомянутых здесь оперативных магазинов уже не будут функционировать к тому времени, как эта книга попадет в руки читателя. 444 Часть 111.
Знания и рассуждения либо овеществить всю категорию баскетбольных мячей в виде некоторого объекта— множества баскетбольных мячей Вая)сесЬа225. После этого можно сформировать высказывание ьтетЬет(Ь, Вая)сесЬа115) (которое мы будем сокращенно записывать как Ь е Вая)сесЬа225) в качестве утверждения, что Ь вЂ” элемент категории баскетбольных мячей. Высказывание ВиЬяес (Вая)сесЬа115, Ва21я) (сокращенно обозначаемое как Вая)сеСЬа125 с Ва21я) может применяться в качестве утверждения, что Вая)сесЬа115 — подкатегория, или подмножество мячей Ва115. Поэтому любую категорию можно рассматривать как множество элементов или считать ее более сложным объектом и полагать, будто просто так оказалось, что для этого объекта определены отношения метЬет н ВиЬяес.
Категории служат для организации и упрощения базы знаний с помощью 'ъ. наследования. Если известно, что все экземпляры категории аоод (пиша) съедобны, и сформулировано утверждение, что Втидс (фрукты) — это подкласс класса аоод, а лрр1ея (яблоки) — подкласс класса Ртид с, то становится известно, что каждое яблоко съедобно. Это определение формулируется таким образом, что отдельные яблоки наследуют свойства съедобности, в данном случае в силу своей принадлежности к категории аоод.
Отношения между классами и подклассами позволяют организовывать категории в виде некоторой пк таксономии, или таксономической иерархии. Явно заданные таксономии использовались в прикладных науках в течение многих столетий. Например, предметом систематической биологии является создание таксономии для всех существующих и исчезнувших видов; в библиографии разработана таксономия всех областей знаний, закодированная в виде десятичной системы Дьюи; а налоговые органы и другие правительственные организации разработали обширные таксономии профессий и коммерческих товаров. Кроме того, таксономия представляет собой важный аспект общих повседневных знаний. С другой стороны, логика первого порядка позволяет легко формулировать факты о категориях, либо связывая объекты с категориями, либо применяя кванторы к их элементам, как описано ниже. ° Любой объект — элемент некоторой категории, например: ВВ9 Е Вая)сеСЬа11я ° Любая категория — подкпасс другой категории, например: ВаяхеСЬа11я С Ва11я ° Все элементы категории имеют некоторые свойства, например: х Е ВаякеСЬа11я ~ Лоипд(х) ° Элементы категории могут быть распознаны по некоторым свойствам, например: Охапде(х) л Лоипд(х) л Ьтатеееп(х) = "9.5" л х е Ва11я ~ х е ВаяхесЬа11я ° Вся категория в целом имеет некоторые свойства, например: Водя Е Ротеяедоагедяреохея Обратите внимание на то, что поди (Собаки) — и категория, и элемент категории РотеясдоаседБреозея (Домашние животные), поэтому последняя должна быть 445 Глава )О.
Представление знаний категорией категорий. Могут даже существовать категории категорий категорий, но область их применения не так уж велика. Хотя отношения между подклассами и классами, а также между элементами и множествами являются для категорий наиболее важными, необходимо также иметь возможность формулировать отношения между категориями, которые не являются подклассами друг друга.
Например, если будет отмечено, что ))Еа1ея (Самцы) и Рета1ея (Самки) — подклассы класса лпута1я (Животные), то этим не будет сказано, что ни один самец не может одновременно быть самкой. Две или несколько категорий являются оь непересекающимися, если они не имеют общих элементов. И даже если известно, что категории самцов и самок не пересекаются, на этом основании нельзя утверждать, что животное, не являющееся самцом, должно быть самкой, если не сформулировано дополнительное утверждение, что самцы и самки образуют 'ег исчерпывающую декомпозицию категории животных.
Непересекающуюся исчерпывающую декомпозицию принято называть 'в. сегментацией. Эти три понятия иллюстрируются в приведенных ниже примерах. Ог язо1пе ( (Лп1та1я, («еде таЬ|ея) ) Ехлаияпхиепесотрояктхоп((лтет1сапя, Сапа«)хапя, Мехгсапя), Е)отеллтет1сапя) Раттхсхоп((ма1ея,тета1ея),лп1та1я) (ОбратнтЕ ВНИМаНИЕ На тО, ЧтО ИСЧЕрПЫВаЮщая дЕКОМПОЗИцИя ЕХЛаияС1ггяе)есотроя1сбоп североамериканцев иотс)ьгггпетусапя не является сегментацией Ратей с1 оп, поскольку некоторые люди имеют двойное гражданство) Эти три предиката определены следующим образом: Огязохпе(я) «о (ггсг, сг сгея л сгея л сгасг =г Епсетяессгоп(с„сг) = () ) ехьаиясгиепесотрояхсзоп(я, с) «=г (Ч1 гас «~ Зсг сгея л гесг) Раттгегоп(я, с) «~ О1яго1пт(я) л Ехлаияе1иересотроя1с1оп(я, с) Категории могут быть также определены путем указания необходимых и достаточных условий принадлежности к ним.
Например, холостяк — это неженатый взрослый мужчина: х е Васье1отя еп уптатт1е«)(х) л х е лс(и1се л х е на1ея Как описано во врезке "Естественные разновидности", строгие логические определения для категорий либо не всегда возможны, либо не всегда необходимы. Физическая композиция Идея о том, что один объект может составлять часть другого, для нас весьма привычна. Нос — это часть лица, Румыния — часть Европы, а данная глава — часть настоящей книги.
Для указания на то, что одна вещь является частью другой, используется общее отношение ратсОЕ. Объекты могут группироваться в иерархии РатсОе, напоминающие иерархию яиьяес (подмножество), например, как показано ниже. РатСОЕ(Виспатеяе,яотапха) РаттОЕ(лотапга, ЕаяеетпЕиторе) РатСОЕ(Еаяеетплиторе,литере) РатСОЕ(Еиторе, Еатсп) 446 Часть 1И. Знания и рассуждения Отношение Рахс01 является транзитивным и рефлексивным, т.е. для него справедливы следующие высказывания: РапЕОГ(х,у) л Рагеог(у, х) ~ РасСОГ(х, г) Раг ЕОГ(х, х) Поэтому можно сделать вывод, что РахСОГ(Виснауеяс, еапСЬ) . Категории 'сз. составных объектов часто характеризуются структурными отношениями между частями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
