SISTEMAS EXPERTOS
REPRESENTACIÓN DEL CONOCIMIENTO
INTRODUCCIÓN
En primer lugar, los shells de
los sistemas expertos están diseñados
para cierto tipo de representación, la forma
en que un sistema experto
representa al conocimiento afecta su
desarrollo.
Todo problema es más sencillo de resolver si
disponemos de conocimiento específico sobre él.
Este conocimiento dependiente del dominio se combina
con el conocimiento general sobre cómo resolver problemas.
Este conocimiento ha de permitir guiar a los
mecanismos de IA para obtener soluciones de manera más eficiente.
PLANTEAMIENTO DE LOS PROBLEMAS
¿Cómo escoger el formalismo de representación que nos
permita hacer una traducción fácil del mundo real a la representación?
¿Cómo ha de ser esa representación para que pueda ser
utilizada de forma eficiente?
Una representación es algo que significa o quiere
decir algo. Es un modelo de lo que se desea representar.
Una representación nos permite llegar a conclusiones
sobre lo que es representado mirando el espacio representativo.
¿qué es una representación del conocimiento (rc)?
Un substituto de lo que existe en el mundo real o
imaginario.
Un medio para la computación eficiente: ¿Cómo se
debería organizar la información para facilitar la manera de pensar y razonar?
Un medio de expresión humana: Un lenguaje que las
personas usan para hablar entre ellas y con las máquinas.
REPRESENTACIÓN
Para representar algo necesitamos saber
•
Su forma o estructura
•
Que uso le dan los seres inteligentes
•
Que uso le dará una inteligencia artificial
•
Como adquirir el conocimiento
•
Como almacenarlo y manipularlo
Por desgracia no hay respuestas completas para todas
estas preguntas desde el punto de vista biológico o neurofisiológico
•
Construiremos modelos que simulen la adquisición,
estructuración y manipulación del conocimiento y que nos permitan crear
sistemas artificiales inteligentes.
REPRESENTACIÓN
Representación
formal lógica.
Grafos AND/OR.
Tripletas O-A-V.
Reglas de
producción.
Redes
semánticas.
Frames.
Representación
orientada al objeto.
REPRESENTACIÓN LÓGICA
Método de representación del conocimiento bien conocido y
muy usado.
Toda lógica que sea usada como mecanismo de
representación deberá constar de 3 elementos:
Una sintaxis, que explica cómo construir los elementos
del lenguaje de representación (oraciones loicas)
Una semántica, que asocia los elementos del lenguaje con
los elementos reales del dominio
asocia una interpretación (significado) a los símbolo
Un conjunto de reglas de inferencia, que permiten inferir
conocimiento nuevo a partir del ya existente.
Tipos
de Lógica:
- Lógica de proposiciones (enunciados o calculo).
q Lógica más sencilla
q Representa únicamente hechos
discretos del mundo real que
pueden ser ciertos o falsos.
Variables proposicionales. Son símbolos para representar
los enunciados simples (p, q, r, etc…)
Conectivas lógicas. Sirven para conectar una expresión,
tales como:
”^”
(y): conjunción lógica
”v”
(o): disyunción lógica
”à” (implica): implicación, si
entonces, solo si, si, es suficiente para, necesario para.
”ß> ” (equivalente):
equivalencia o incondicional
”¬”
(no): negación
Ejemplos:
juan es hombre
y juan es mortal
juan trabaja banco
o juan estudia informática
Si juan trabaja banco entonces juan gana pasta
juan trabaja banco si y solo si juan gana pasta
juan no trabaja en banco
LÓGICA
DE PREDICADOS
La lógica de predicados
abarca -superándola- a la lógica de proposiciones.
Es parte de la lógica de
proposiciones por tanto todas las reglas de esta son aplicables para la lógica
de predicados.
Representa el
mundo en términos de objetos y predicados entre esos objetos.
Permite uso de
cuantificadores (",$).
En ese entendido se aplica
estos cuantificadores.
Ejemplos:
Cual
es la diferencia entre:
Todos
los alumnos de Lógica tienen un jaguar.
Existe
un alumno de Lógica que tiene un jaguar.
En
Lógica de proposiciones:
alumno_lógica->tiene_jaguar.
alumno(X,lógica)->tiene(X,jaguar).
Aplicando
cuantificadores:
X(alumno(X,lógica)->tiene(X,jaguar)).
X(alumno(X,lógica)->tiene(X,jaguar)).
GRAFOS
AND/OR
El
problema principal se descompone en subproblemas de menor dificultad. Esta
descomposición se representa en un grafo G(N,A) del tipo AND/OR.
N=Los subproblemas
A=Conjunto de reglas
de descomposición.
TRIPLETAS
OBJETIVO-ATRIBUTO-VALOR (OAV)
Permiten derivar
una representación gráfica del conocimiento organizada en tres niveles: objeto
compuesto de atributos que contienen valores.
Objeto: Entidad
física o conceptual
Atributo:
Propiedad del Objeto
REDES
SEMÁNTICAS
• Ofrecen un
esquema más general y desestructurado que las tripletas OAV. Donde cada nodo
representa cualquier concepto u objeto, y los arcos representan relaciones que
existen entre dichos conceptos.
• Método
declarativo de representación del conocimiento.
• Relación con Logica Formal
• Correspondencia directa
Lógica de Predicado (L.P.) y Redes
• Semánticas (R.S.)
• Cualquier red
semántica tendrá asociada un conjunto de tuplas OBJETO-RELACIÓN-VALOR
• Ventajas R.S. respecto L.P.
• Notación
grafica facilita comprensión.
• Fácil
especificar y manejar excepciones.
VENTAJAS
• Permiten
trabajar con info. incompleta
• Fácil de
implementar y ampliar
• Herencia de propiedades
(conocimiento no representado explícitamente)
REGLAS
DE PRODUCCIÓN
Ejemplos
§ R1: Si
Riesgo_En_Estanque es Alto y Mecanismo_de_Refrigeración
es Inutilizable Entonces
Declarar_Alerta_3.
§ R2: Si
Declarar_Alerta_3 .
§ Entonces
Activar_Plan_de_Emergencia_12 y Mostrar
Informaciones_Emergencia_12.
§ IF: temperatura = alta AND sudoración = presente AND dolor_muscular
= presente THEN: diagnñostico_preliminar = gripe.
§ IF: diagnóstico_preliminar =
gripe AND descompos_organos = presente THEN: diagnóstico-preliminar = ébola.
§ IF el animal
tiene pelos en el cuerpo y el anima amamanta a su cría THEN el animal es un
mamifero y el animal vive en el suelo.
·
Generalización
de FRAMES.
·
Usa
una red semántica con arcos es_un.
·
Usa
los conceptos de objetos y clases.
·
Clase:
Colección de objetos con características comunes.
·
Objeto:
Particularización de una clase.
·
Existen
también Sub-objetos y Sub-clases.
·
Tiene
la propiedad de herencia.
·
Objeto
·
Pertenece a una, varias o ninguna clase.
·
Tiene un número ilimitado de propiedades.
·
Clase:
·
Puede contener una, varias o ningún objeto.
·
Puede tener un número ilimitado de propiedades.
·
Propiedades
·
Puede tener un valor o un conjunto de ellos.
·
Puede tener procedimientos asociados.
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