SE - Representación del conocimiento

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

ž  Representación formal lógica.

ž  Grafos AND/OR.

ž  Tripletas O-A-V.

ž  Reglas de producción.

ž  Redes semánticas.

ž  Frames.

ž  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:

1. 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.

REPRESENTACIÓN ORIENTADO A OBJETOS

·         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.