Mesterséges Intelligencia MI Tudásbázis építése Dobrowiecki Tadeusz Eredics Péter, és mások BME I.E. 437, 463-28-99
[email protected], http://www.mit.bme.hu/general/staff/tade
A tudásbázis építése
tudásbeszerzés (knowledge acquisition): tudásmérnök valódi szakértő tudásszervezés (knowledge engineering): a tudásbázis építése ontológia szervezése (ontological engineering) A jó és a rossz tudásbázis tulajdonságai - egy jó tudásreprezentációs nyelv: nagy kifejező erejű, tömör, egyértelmű, környezet-érzéketlen, hatékony - tudásbázis: letisztázott, korrekt, csak fontos relációk kompromisszum: tömörség korrektség
Tudásbázis fogyasztója: az emberi olvasó és a következtető gép Gyakori hiba: - embernek értelmesnek tűnő predikátumnevek használata - értelmesek lesznek-e a következtető eljárásnak is?
A tudásbázis építése – mire lehet szükség objektumok, relációk … csoportosulások, szervezetek, halmazok, képviselők … objektumok részei, struktúrái, … objektumok méretei … objektumok és relációk változása az időben … ... (valódi objektumok modellezése ágens agyában …) ágens agyában létező objektum(fogalmak) modellezése ágens agyában? (cogito ergo sum?) …
3
Tudásszervezés (Knowledge Engineering) lépései 1. Döntsük el, miről fogunk beszélni: objektumok, tények, relációk (ontológia)
házi állatok, kutyák
2. Döntsük el predikátumok, függvények nagy(x), hangos(x), és konstansok szótárát: harapós(x), kölyke(x), … logikai szintű nevek (amire szabad kezünk van)
3. A tárgytartományra vonatkozó általános tudás kódolása: logikai állítások = axiómák, precíz módon, a következtetési eljárás automatizmusához
x. harapós(x) → harapós(kölyke(x))
4. Specifikus problémaegyedek leírása: ha az ontológia jó, könnyű, mert a nyelv adott
5. Kérdések megfogalmazása a következtető eljárás számára, válaszok fogadása: jutalom: helyettünk már csak a gép dolgozik (formális hitelességgel)
Bodri = kölyke(Cézár) nagy(Bodri), … harapós(Bodri)?
Általános ontológia
általános ontológia többé-kevésbé minden speciális problémában jó Figyelem: Minden általánosítás alól létezik kivétel, vagy a részletesebb információ hiányában csupán az alapértelmezést tekinthetjük, vagy pedig minden általánosítás csak egy bizonyos mértékig érvényes. Bár a “paradicsom piros” egy hasznos szabály, van zöld, sárga és narancssárga paradicsom is. Kivételkezelés kérdése a logikában?
Kategóriák - több objektumnak is közös tulajdonságai vannak - kategóriák rendeződnek egy egységes taxonómikus hierarchiába Bár a világgal való kölcsönhatás az egyedi objektumok szintjén történik, a következtetések zöme a kategóriák szintjén valósul meg. Ágens:
észlelések
bizonyos objektum jelenlétét érzékeli
érzékelt tulajdonságok kategória
objektum milyen kategóriához tartozik
az objektumra vonatkozó további előrejelzések
elsőrendű logika: a kategóriák reprezentálása (két módja) - unáris predikátumok: paradicsom(x) - a kategória reifikálása: paradicsomok halmaza egy konstans x egy paradicsom, x Paradicsomok, eleme(x, Paradicsomok)
öröklődés: jó elv a tudásbázis szervezésére és egyszerűsítésére. Ha az Élelem kategória minden egyes esete ehető és a Gyümölcs az Élelem, az Alma viszont a Gyümölcs egy alosztálya, akkor tudjuk, hogy minden alma ehető. Ezek után: x. x Paradicsomok Piros(x) Gömbölyű(x) ?
Természetes fajták kategória: a. szigorú definíció (pl. háromszög) b. a többség un. természetes fajta nincs letisztult definíciója
Paradicsomok vörös színűek, kb. gömbszerűek, kb. 5-8 cm átmérőjűek, vékony, de erős bőrrel, belül hússal, magvakkal és lével.
Lehet egy kocka alakú paradicsom? Lehet sárga? Paradicsom még, ha 1 m átmérőjű? …
Egy ágens nem lehet biztos, hogy az általa érzékelt objektum valóban egy paradicsom (hátha kivétel).
Szét kell választani mindazt, ami egy kategória minden egyes egyedére igaz, attól, ami a kategória tipikus egyedeire igaz: Paradicsomok Tipikus(Paradicsomok) c. Tipikus(c) c A természetes fajtákra vonatkozó tudás többsége valóban a tipikus egyedekről szól: x. x Tipikus(Paradicsomok) Piros(x) Gömbölyű(x) Ily módon képesek vagyunk a kategóriákra vonatkozó fontos tényeket feljegyezni, anélkül, hogy pontos definíciókat kellene megadnunk.
2011-2012 VIMIA313
Mesterséges intelligencia, Dobrowiecki - Eredics, BME-MIT
9
Mértékek (arány, intervallum, ordinális, nominális)
http://hu.wikipedia.org/wiki/Mérési_skálák
Egyszerű kvantitatív mértékek reprezentálása könnyű: ára(A) = 10, ára(B) = 15, nagyobb(ára(B), ára(A)) Más mérték is van – „a gyakorlat nehéz, a desszert finom és a vers szép”. A mértékek legfontosabb tulajdonsága, hogy többségben rendezettek. „Az A tanár adta feladatok nehezebbek, mint azok, amiket a B tanár adott”. „Egy nehezebb feladatnál kevesebb pontot lehet elérni”: e, f. Feladat(e) Feladat(f) Ad(A, e) Ad(B, f) (Nehézség(e) Nehézség(f)) e, f. Feladat(e) Feladat(f) (Nehézség(e) Nehézség(f)) (VárhatóEredmény(e) VárhatóEredmény(f))
Összetett objektumok objektumok kategóriákba rendeződnek - alkotó struktúrájuk szerint A „része” reláció tranzitív és reflexív. Része(Budapest, Magyarország) Része(Magyarország, KözépEurópa) Része(KözépEuropa, Európa) E tényekből , és a Része tranzitivitásából kikövetkeztethetjük, hogy Része(Budapest, Európa). x, y, z. Része(x, y) Része(y, z) Része(x, z)
Az idő, a tér és a változás
A szituáció kalkulusnak két problémája van: - a szituációk időben pillanatnyi jellegűek - időben egyetlen egy cselekvés történik egyszerre (nem mindig elég)
Eseménykalkulus egy konkrét univerzum: “térbeli” + „időbeli” dimenzió egy esemény: univerzum (téridő) egy “darabja”, mind időbeli, mind térbeli kiterjedéssel.
részesemény: RészEsemény(AngliaiCsata, WWII) intervallum, hely Benne(NewYork, USA) folyamat, folytonos esemény, állapot, fizikai objektum folyó esemény pl. Római Birodalom tér/idő alakulása temporális logikák: a modális logikák egy változata "p" - "p a jövőben, minden pillanatban igaz lesz" "p" - "p a jövőben, valamikor igaz lesz".
Folyó események (ld. jegyzet) 2011-2012 VIMIA313
Szubsztanciák A természetes nyelv: ellentmondásos intuíció. Létezik-e ParadicsomLé-nek nevezhető objektum? A valóság nagy része a példányosításnak – az elkülönülő objektumokra való felbontásnak – látszólag ellenáll. A valóság ez a része: az „anyag”, ill. a „dolog”. Malac, vaj objektumok: - megszámlálható - nem megszámlálható - akármilyen része a vaj-objektumnak szintén vaj-objektum - sajnos nem lesz két malacunk, ha a malacot ketté szeljük
x, y x Vaj Része(y, x) y Vaj
(az anyag a rész mentén öröklődik, a dolog nem: következtetésnél fontos!)
Szubsztanciák belső tulajdonságok: inkább magához az objektum szubsztanciájához tartoznak, mint az objektum egészéhez. Ha valamit ketté vágunk, részei a belső tulajdonságukat megtartják legyen ez sűrűség, forráspont, íz, szín, a tulajdonos azonossága, stb. külső tulajdonságok éppen az ellenkezője: olyan tulajdonságokat, mint a súlyt, hosszat, alakot, funkciót, stb. melyeket a részekre bontásnál megtartani nem lehet. Az Anyag kategória a legáltalánosabb szubsztancia kategória, egyetlen belső tulajdonsága sincs. A Dolog a diszkrét objektumok legáltalánosabb kategóriája, egyetlen külső tulajdonsága sincs. egy valós objektum lehet Anyag, de lehet Dolog is (pl. egy tó) de csinálhatunk „dolgot” „anyagból” (pl. 1 kg vaj) (ontológiai elkötelezettség)
CYC Doug Lenat, 1984 – nagyjából máig, Columbia Desk Encyclopedia (mint az emberi tudás) kódolása kb. 20 év: 700 év ember, 70 m$, 600.000 fogalom, 2 millió axióma, 6000 mikro elmélet + esemény kalkulus kidolgozása http://www.cyc.com/ http://opencyc.org/
Mentális objektumok és hiedelmek - egy ágens - saját hiedelmei + mások hiedelmei – miért kell? Mentális objektumok:
Ágens hisz B-t.
Ágens tud B-t.
Hiszi(Ágens, x) - vajon milyen objektum az x? x logikai állítás nem lehet. (Superman = Clark) = (Hiszi(Lujza, Repül(Superman)) Hiszi(Lujza, Repül(Clark))) Referenciális átláthatóság: egy termet a vele ekvivalens termmel szabadon helyettesíthetünk. Elmosódott kontextus Megoldás: szintaktikai elmélet, metanyelvek modális logikák (szintaktika, szemantika, bizonyítás elmélet)
Hiszi_Lujza( „Repül(Superman)” )
meta-nyelv
Hiszi-Lujza Repül(Superman)
modális operátor p 0 1
p 0 1
Hiszi-Lujza p 0 0
p = Szép-az-idő „pesszimista”
p 1 0
Hiszi-Lujza p 0 1
Hiszi-Lujza p 1 0
„jól informált”
„mérges malac” „túlzott optimista”
Min múlik valóban a modális állítás igazságértéke? Mert ezt be kell építeni a logika szemantikájába!
Hiszi-Lujza p 1 1
