第八章 人工智能基础知识VIP专享VIP免费

人工智能和物理引擎设计第八章人工智能基础知识2本章主要内容8.1知识表示8.2确定性推理8.3不确定性推理8.1知识表示知识与知识表示的概念一阶谓词逻辑表示法产生式表示法框架表示法语义网络表示法34知识的概念知识：在长期的生活及社会实践中、在科学研究及实验中积累起来的对客观世界的认识与经验。知识：把有关信息关联在一起所形成的信息结构。知识反映了客观世界中事物之间的关系，不同事物或者相同事物间的不同关系形成了不同的知识。信息关联形式：“如果……，则……”如果大雁向南飞，则冬天就要来临了。——规则——事实例如：“雪是白色的”。“如果头痛且流涕，则有可能患了感冒”。5知识的特性1.相对正确性任何知识都是在一定的条件及环境下产生的，在这种条件及环境下才是正确的。1+1=2（十进制）1+1=10(二进制）2.不确定性①随机性引起的不确定性②模糊性引起的不确定性③经验引起的不确定性④不完全性引起的不确定性知识状态：“真”“假”“真”与“假”之间的中间状态“如果头痛且流涕，则有可能患了感冒”小李很高6知识的特性3.可表示性与可利用性知识的可表示性:知识可以用适当形式表示出来，如用语言、文字、图形、神经网络等。知识的可利用性:知识可以被利用。7知识的分类事实性知识：有关概念、事实、事物的属性及状态等。过程性知识：有关系统状态变化、问题求解过程的操作、演算和行动的知识。控制性知识（深层知识或元知识）：关于如何运用已有的知识进行问题求解的知识。糖是甜的。西安是一个古老的城市。一年有春、夏、秋、冬四个季节。1.按知识的作用范围2.按知识的作用及表示常识性知识：通用性知识。领域性知识：专业性的知识。1个字节由8个“位”构成。一个扇区有512个“字节”的数据。8知识的分类例如：从北京到上海是乘飞机还是火车的问题表示如下：事实性知识：北京、上海、飞机、时间、费用。过程性知识：乘飞机、坐火车。控制性知识：乘坐飞机较快、较贵；坐火车较慢、较便宜。2.按知识的作用及表示9知识的分类确定性知识：可指出其真值为“真”或“假”的知识，是精确性的知识。不确定性知识：具有不精确、不完全及模糊性等特性的知识。3.按知识的结构及表现形式4.按知识的确定性逻辑性知识：反映人类逻辑思维过程的知识。形象性知识：通过事物的形象建立起来的知识。例：什么是树?10知识的表示知识表示（knowledgerepresentation）：将人类知识形式化或者模型化。知识表示是对知识的一种描述，或者说是一组约定，一种计算机可以接受的用于描述知识的数据结构。选择知识表示方法的原则：（1）充分表示领域知识。（2）有利于对知识的利用。（3）便于对知识的组织、维护与管理。（4）便于理解与实现。11一阶谓词逻辑知识表示方法谓词公式表示知识的步骤：（1）定义谓词及个体。（2）变元赋值。（3）用连接词连接各个谓词，形成谓词公式。例如：用一阶谓词逻辑表示下列关系数据库。住户房间电话号码房间Zhang201491201Li201492201Wang202451202Zhao203451203OccupantTelephone用一阶谓词表示：Occupant（Zhang，201）Occupant（Li，201）Occupant（Wang，202）Occupant（Zhao，203）Telephone（491，201）Telephone（492，201）Telephone（451，202）Telephone（451，203）12一阶谓词逻辑知识表示方法13一阶谓词逻辑表示法的特点优点：①自然性②精确性③严密性④容易实现应用：（1）自动问答系统（Green等人研制的QA3系统）（2）机器人行动规划系统（Fikes等人研制的STRIPS系统）（3）机器博弈系统（Filman等人研制的FOL系统）（4）问题求解系统（Kowalski等设计的PS系统）局限性：①不能表示不确定的知识②组合爆炸③效率低产生式表示法“产生式”：1943年，美国数学家波斯特（E.Post）首先提出。1972年，纽厄尔和西蒙在研究人类的认知模型中开发了基于规则的产生式系统。产生式通常用于表示事实、规则以及它们的不确定性度量，适合于表示事实性知识和规则性知识。1415产生式表示法1.确定性规则知识的产生式表示2.不确定性规则知识的产生式表示基本形式：IFPTHENQ或者：例如：r4：IF动物会...