高级人工智能第五章范例推理

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1、第五章范例推理史忠植中科院计算所7/20/20211史忠植高级人工智能范例推理5.1概述5.2流程5.3范例表示5.4范例检索5.5相似性5.6范例复用5.7范例推理工具5.8范例推理应用7/20/20212史忠植高级人工智能什么是范例？“范例是对某个过去发生的事件的真实描述，……目的是引发对一个特殊情境的讨论和分析.”范例是含有问题或疑难情境在内的事件。范例是事件。范例是典型的事件。范例是真实发生的事件。7/20/20213史忠植高级人工智能概述范例（case）：“范例是一段带有上下文信息的知识

2、，该知识表达了推理机在达到其目标的过程中能起关键作用的经验”。具体来说，一个范例应具有如下特性：·范例表示了与某个上下文有关的具体知识，这种知识具有可操作性。·范例可以是各式各样的，可有不同的形状和粒度，可涵盖或大或小的时间片，可带有问题的解答或动作执行后的效应。·范例记录了有用的经验，这种经验能帮助推理机在未来更容易地达到目标，或提醒推理机失败发生的可能性有多大等等。7/20/20214史忠植高级人工智能概述人们为了解决一个新问题，先是进行回忆，从记忆中找到一个与新问题相似的范例，然后把该范例中

3、的有关信息和知识复用到新问题的求解之中。在基于范例推理(Case-BasedReasoning,简称CBR)中，把当前所面临的问题或情况称为目标范例(targetcase)，而把记忆的问题或情况称为源范例(basecase)。粗略地说，基于范例推理就是由目标范例的提示而获得记忆中的源范例，并由源范例来指导目标范例求解的一种策略。7/20/20215史忠植高级人工智能概述基于范例推理中知识表示是以范例为基础，范例的获取比规则获取要容易,大大简化知识获取。对过去的求解结果进行复用，而不是再次从头推导，

4、可以提高对新问题的求解效率。过去求解成功或失败的经历可以指导当前求解时该怎样走向成功或避开失败，这样可以改善求解的质量。对于那些目前没有或根本不存在可以通过计算推导来解决的问题。如在法律中的判例，基于范例推理能很好发挥作用。7/20/20216史忠植高级人工智能概述7/20/20217史忠植高级人工智能范例推理7/20/20218史忠植高级人工智能范例推理7/20/20219史忠植高级人工智能概述中国科学院计算技术研究所智能信息处理开放实验室在基于范例推理方面进行了一系列研究。1991年提出了记

5、忆网模型和范例检索算法。1993年研制了基于范例学习的内燃机油产品设计系统EOFDS。1994年开发了基于范例推理的天气预报系统。1995年开发了基于范例推理的轧钢规程系统1996年开发了基于范例推理的淮河王家坝洪水预报调度系统FOREZ。2000年研制了渔情分析专家系统,获国家科技进步二等奖7/20/202110史忠植高级人工智能范例7/20/202111史忠植高级人工智能范例7/20/202112史忠植高级人工智能问题求解7/20/202113史忠植高级人工智能问题求解7/20/20

6、2114史忠植高级人工智能问题求解7/20/202115史忠植高级人工智能问题求解7/20/202116史忠植高级人工智能问题求解7/20/202117史忠植高级人工智能基于范例学习的一般过程7/20/202118史忠植高级人工智能基于范例学习的一般过程7/20/202119史忠植高级人工智能范例存储7/20/202120史忠植高级人工智能基于范例学习的一般过程7/20/202121史忠植高级人工智能主要问题(1)范例表示:基于范例推理方法的效率和范例表示紧密相关。范例表示涉及这样几个问题:选择什

7、么信息存放在一个范例中；如何选择合适的范例内容描述结构；范例库如何组织和索引。对于那些数量达到成千上万、而且十分复杂的范例,组织和索引问题尤其重要。(2)分析模型:分析模型用于分析目标范例，从中识别和抽取检索源范例库的信息。(3)范例检索:利用检索信息从源范例库中检索并选择潜在可用的源范例。基于范例推理方法和人类解决问题的方式很相近。碰到一个新问题时，首先是从记忆或范例库中回忆出与当前问题相关的最佳范例。后面所有工作能否发挥出应有的作用，很大程度上依赖于这一阶段得到的范例质量的高低，因此这步非常关

8、键。一般讲，范例匹配不是精确的，只能是部分匹配或近似匹配。因此，它要求有一个相似度的评价标准。该标准定义得好，会使得检索出的范例十分有用，否则将会严重影响后面的过程。7/20/202122史忠植高级人工智能主要问题(4)类比映射:寻找目标范例同源范例之间的对应关系。(5)类比转换:转换源范例中同目标范例相关的信息，以便应用于目标范例的求解过程中。其中，涉及到对源范例的求解方案的修改。把检索到的源范例的解答复用于新问题或新范例之中。它们分别是，源范例与目标范例间有何不同之处；源范例中