Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект. Современный подход (2-е изд., 2006) (1245267), страница 138
Текст из файла (страница 138)
Представление знаний 507 тить в качестве решения приемлемую программу обучения. Вы должны предусмотреть в определенной степени необходимость учитывать подготовку отдельных студентов в том смысле, что система должна спрашивать, какие основные или эквивалентные курсы уже прошел студент, и не формировать программы, в которых повторяются эти курсы. Предложите способы усовершенствования этой системы, например, для того, чтобы в ней учитывались сведения о предпочтениях студента, рабочей нагрузке, о том, какие преподаватели ему нравятся или не нравятся, и т.д. Рассматривая каждую разновидность знаний, объясните, как она может быть представлена логически.
Способна ли ваша система легко учитывать эту информацию и находить наилучшую программу обучения для студента? 10.21. На рис. )ОА показаны верхние уровни иерархии для всех понятий. Дополните ее, чтобы включить максимально возможное количество реальных категорий. Удобным способом выполнения этого требования является описание всего, с чем приходится сталкиваться в повседневной жизни. К этому относятся объекты и события. Начните с утреннего пробуждения и последовательно учитывайте все, что вы видите, чего касаетесь, что делаете и о чем думаете. Например, случайно выбранный день может свестись к цепочке: музыка, новости, молоко, ходьба, поездка, заправка топливом, вестибюль университета, ковер, разговор, профессор Фейтмен, цыпленок под острым соусом, обожженный язык, 7 долларов, солнце, дневная газета и т.д.
Вы должны подготовить единственную схему иерархии (на большом листе бумаги), а также список объектов и категорий с отношениями, которым соответствуют элементы каждой категории. Каждый объект должен находиться в некоторой категории, а каждая категория должна относиться к этой иерархии. 10.22. (Адаптировано на основании примера Дуга Лепота (?)оия Гена!).) Ваша задача состоит в том, чтобы представить в логической форме достаточный объем знаний, позволяющийй ответить на ряд вопросов о следуюшем простом высказывании: Вчера Джон отправился в супермаркет Хоп)з Всгхе)еу Вауеч ау и купил лва Фунта помидоров и Фунт говяжьего Фарша. Начните с попытки представить содержимое этого высказывания в виде ряда утверждений. Вы должны записать высказывания, которые имеют простую логическую структуру (например, утверждения, согласно которым объекты имеют определенные свойства, связаны определенными отношениями, и все объекты, удовлетворяюшие некоторому свойству, удовлетворяют также какому-то другому свойству).
Для начала может помочь получение ответов на приведенные ниже вопросы. ° Какие классы, объекты и отношения вам потребуются? Есть ли у них родительские объекты, сестринские объекты и т.д.? (Кроме всего прочего, вам может потребоваться учитывать упорядочение событий и временное упорядочение.) ° В каком месте эти объекты должны войти в более общую иерархию? ° Каковы ограничения и взаимосвязи между ними? ° Насколько подробно следует определять каждое из различных понятий? 508 Часть! П. Знания и рассуждения Созданная вами база знаний должна предоставлять возможность найти ответ на список вопросов, который будет вскоре приведен. Некоторые вопросы касаются материала, явно сформулированного в этом кратком рассказе, но для большинства из них требуется, чтобы тот, кто на них отвечает, обладал другими фоновыми знаниями — умел читать между строк.
Вам придется вспомнить о том, какого рода товары бывают в супермаркете, что связано с покупкой выбранных товаров, для чего могут использоваться покупки, и т.д. Попытайтесь сделать применяемое вами представление настолько общим, насколько это возможно. Приведем тривиальный пример: не следует вводить в базу знаний высказывание; "Люди покупают продукты в супермаркете За[е~чау", поскольку это не позволяет учесть существование тех, кто покупает продукты в другом супермаркете.
Нет смысла вводить информацию о том, что "Джо готовит спагетти с помидорами и говяжьим фаршем", поскольку она вообще не позволит сделать какие-либо полезные выводы. Кроме того, не превращайте вопросы в ответы; например, в вопросе 10.22, в сказано: "Купил ли Джон какие- либо мясные продукты?", а не "Купил ли Джон фунт говяжьего фарша?" Наметьте цепочки рассуждений, которые позволили бы ответить на эти вопросы. В процессе этого вам несомненно потребуется создать дополнительные понятия, ввести дополнительные утверждения и т.д. Если это возможно, воспользуйтесь какой-то системой формирования логических рассуждений, чтобы продемонстрировать достаточность вашей базы знаний. Многие из составленных вами высказываний в реальности могут оказаться лишь приближенно правильными, но не следует об этом слишком беспокоиться; идея состоит в том, чтобы извлечь обыденные знания (на уровне здравого смысла), которые, в принципе, позволяют вам ответить на эти вопросы.
Задача составления действительно полного ответа на многие из этих вопросов является чрезвычайно трупной и, по-видимому, выходит за рамки современных средств представления знаний. Но вы должны быть способны составить непротиворечивое множество аксиом для получения ответов на поставленный здесь ограниченный круг вопросов. а) Джон — ребенок или взрослый? [Взрослый] б) У Джона теперь имеется не меньше двух помидоров'? [Да] в) Купил ли Джон какие-либо мясные продукты? [Да] г) Если бы Мэри покупала помидоры в то же время, что и Джон, увидел бы он еез [Да] д) Сделаны ли помидоры в супермаркете? [Нет] е) Что Джон собирается сделать с помидорами? [Съесть их] ж) В супермаркете Загеиау продаютсядезодоранты? [Да] з) Джон принес какие-то деньпл в супермаркет? [Да] и) Стал ли Джон иметь меньше денег после поезлки в супермаркет? [Да] 10.23.
Внесите необходимые дополнения или изменения в вашу базу знаний, разработанную в предыдущем упражнении, так, чтобы можно было отвечать на вопросы, которые следуют из этих знаний. Покажите, что на них действительно можно найти ответы с помощью этой базы знаний, и включите в ваш отчет описание исправлений, объяснение того, почему они потребовались, указание, являются ли эти исправления мелкими или крупными, и т.д. Глава 10. Представление знаний 509 а) Находились ли другие люди в супермаркете БаГеиау в то время, как там был Джон? [Да — работники супермаркета!] б) Является ли Джон вегетарианцем? [Нет] в) Кому принадлежит дезодорант в супермаркете баГечау? [Корпорации ЗаГезчау] г) Имеется ли у Джона унция говяжьего фарша? [Да] д) Имеется ли бензин в расположенной рядом бензозаправочной станции 5!зе!1? [Да] е) Имеются ли помидоры в багажнике автомобиля Джона? [Да] 10.24.
Напомним, что информация о наследовании в семантических сетях может быть представлена логически с помощью подходящих импликационных высказываний. В данном упражнении рассматривается эффективность использования подобных высказываний для представления информации о наследовании. а) Рассмотрим содержание каталога подержанных автомобилей, такого как КеПуй В/ие Воо)г, например, сведения о том, что микроавтобусы типа 1973 Ообяе Чап стоят 575 долларов. Предположим, что вся эта информация (об 11 тысячах моделей) закодирована в виде логических правил, как было предложено в данной главе. Запишите три таких правила, включая правило, касающееся микроавтобусов типа 1973 Рог!яе Чап. Как вы сможете воспользоваться этими правилами, чтобы найти стоимость конкретного автомобиля (например, модели )В, которая относится к типу 1973 Г)ог[яе Чап) при наличии такого средства автоматического доказательства теорем по методу обратного логического вывода, как Рго1оа? б) Сравните временную эффективность использования для решения этой задачи метода обратного логического вывода и метода наследования, используемого в семантических сетях.
в) Объясните, как метод прямого логического вывода позволяет использовать систему на основе логики для эффективного решения той же задачи, при условии, что база знаний содержит только 11 тысяч правил, касающихся цен. г) Опишите ситуацию, в который ни прямой, ни обратный логический вывод с помощью этих правил не позволяет эффективно выполнить запрос о цене на какой-то отдельный автомобиль.
д) Можете ли вы предложить решение, позволяющее эффективно отвечать на запросы этого типа во всех вариантах логических систем? (Подсказка. Напомним, что два автомобиля одной и той же категории имеют одинаковую цену.) 10.25.Можно было бы предположить, что не требуется подчеркивать в семантических сетях синтаксические различия между связями с метками, не заключенными в прямоугольники, и связями с метками в одинарном прямоугольнике, поскольку связи с метками в одинарном прямоугольнике всегда закреплены за категориями; а в алгоритме наследования, допустим, можно было бы просто принять допущение, что связь с меткой без прямоугольника, закрепленная за некоторой категорией, предназначена для применения ко всем элементам этой категории.
Покажите, что такое утверждение является ошибочным, и приведите примеры ошибок, которые могут возникнуть из-за этого. Часть?У ПЛАНИРОВАНИЕ Основы планирования 512 Планирование и осуществление действий в реальном мире 564 В данной главе показано, каким образом агент может воспользо- ваться информацией о структуре задачи для создания сложных планов действий. Планированием называется процесс выработки последовательности действий, позволяющих достичь цели. До сих пор в этой книге рассматривались два примера планирующих агентов: описанный в главе 3 агент, осуществляющий решение задач на основе поиска, и логический планирующий агент, который представлен в главе 1О. Данная глава в основном посвящена описанию вопросов расширения области применения агентов и ее распространения на сложные задачи планирования, которые нельзя решить с помощью подходов, рассматривавшихся до сих пор.
В разделе 11.1 разрабатывается выразительный, но тщательно регламентированный язык для представления задач планирования, включая действия и состояния. Этот язык тесно связан с представлениями действий в пропозициональной логике и логике первого порядка, которые рассматривались в главах 7 и 10. В разделе 11.2 описано, как можно использовать эти представления в алгоритмах прямого и обратного поиска в основном с применением точных эвристик, которые могут создаваться автоматически исходя из структуры представления.
(Используемый при этом способ аналогичен способу формирования эффективных эвристик для задач удовлетворения ограничений в главе 5.) В разделах !!.3 — 11.5 описаны алгоритмы планирования, которые выходят за рамки прямого и обратного поиска и позволяют воспользоваться имеющимся представлением задачи. В частности, представлены подходы, позволяющие не ограничиваться рассмотрением только полностью упорядоченных последовательностей действий. В данной главе рассматриваются лишь такие варианты среды, которые являются полностью наблюдаемыми, детерминированными, конечными, статическими (изменения происходят только в результате действий агента) и дискретными (с точки зрения времени, действий, объектов и результатов).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
