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史忠植高级人工智能(中科院)第五章.pdf

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高级人工智能 第五章 案例推理 史忠植 中国科学院计算技术研究所 第五章案例推理 5.1概述 5.2流程 5.3案例表示 5.4案例检索 5.5相似性 5.6案例复用 5.7案例推理工具 5.8案例推理应用 2012-03-14史忠植高级人工智能2 什么是案例？ “案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.” •案例是事件。 •案例是含有问题或疑难情境在内的事件。 •案例是典型的事件。 •案例是真实发生的事件。 概述 案例（case）：“案例是一段带有上下文信息的知识， 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，一个案例应具有如下特性： 案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。 案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。 案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。 2012-03-14史忠植高级人工智能4 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案例，然后把该案例中的有 关信息和知识复用到新问题的求解之中。 在基于案例推理(Case-BasedReasoning,简称CBR)中， 把当前所面临的问题或情况称为目标案例(targetcase)， 而把记忆的问题或情况称为源案例(basecase)。粗略 地说，基于案例推理就是由目标案例的提示而获得记 忆中的源案例，并由源案例来指导目标案例求解的一 种策略。 2012-03-14史忠植高级人工智能5 概述 基于案例推理中知识表示是以案例为基础，案例 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，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，基于案例推理能很好发挥作用。 2012-03-14史忠植高级人工智能6 概述 2012-03-14史忠植高级人工智能7 案例推理发展简况 2012-03-14史忠植高级人工智能8 案例推理发展简况 2012-03-14史忠植高级人工智能9 案例推理发展简况 中国科学院计算技术研究所智能信息处理开放实验室在 基于案例推理方面进行了一系列研究。 •1991年提出了记忆网模型和案例检索算法。 •1993年研制了基于案例学习的内燃机油产品设计系 统EOFDS。 •1994年开发了基于案例推理的天气预报系统。 •1995年开发了基于案例推理的轧钢规程系统 •1996年开发了基于案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 2012-03-14史忠植高级人工智能10 实际案例 2012-03-14史忠植高级人工智能11 实际案例 2012-03-14史忠植高级人工智能12 案例问题求解 2012-03-14史忠植高级人工智能13 案例问题求解 2012-03-14史忠植高级人工智能14 案例问题求解 2012-03-14史忠植高级人工智能15 案例问题求解 2012-03-14史忠植高级人工智能16 案例问题求解 2012-03-14史忠植高级人工智能17 基于案例学习的一般过程 2012-03-14史忠植高级人工智能18 基于案例学习的一般过程 2012-03-14史忠植高级人工智能19 案例存储 2012-03-14史忠植高级人工智能20 基于案例学习的一般过程 2012-03-14史忠植高级人工智能21 主要问题 (1)案例表示:基于案例推理方法的效率和案例表示紧密相关。案例表示涉及 这样几个问题:选择什么信息存放在一个案例中；如何选择合适的案例内容描述 结构；案例库如何组织和索引。对于那些数量达到成千上万、而且十分复杂的案 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案例，从中识别和抽取检索源案例库的 信息。 (3)案例检索:利用检索信息从源案例库中检索并选择潜在可用的源案例。基 于案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 忆或案例库中回忆出与当前问题相关的最佳案例。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案例质量的高低，因此这步非常关 键。一般讲，案例匹配不是精确的，只能是部分匹配或近似匹配。因此，它要求 有一个