Inteligência Artificial. Sistemas Baseados em Conhecimento. Técnicas para Representação de Conhecimento Continuação

Transcrição

1 Universidade Estadual do Oeste do Paraná Curso de Bacharelado em Ciência da Computação Inteligência Artificial Sistemas Baseados em Conhecimento Técnicas para Representação de Conhecimento Continuação

2 Roteiro Retomada sobre Técnicas e Lógica Lógica Regras de produção Redes semânticas Frames Árvores de Decisão Scripts Sistemas híbridos Processo de desenvolvimento do um SBC

3 Modelos ou Técnicas para RC Regras de Produção (Sistemas de Produção)

4 Modelos ou Técnicas para RC Regras de Produção: Se (lado 1 do triângulo A) = (lado 2 do triângulo A) e = (lado 3 do triângulo A) Então escreva Triângulo Eqüilátero.

5 Modelos ou Técnicas para RC Redes Semânticas

6 Redes Semânticas (Carlos, Ita)

7 Redes Semânticas (Carlos, Ita)

8 Modelos ou Técnicas para RC Frames

9 Métodos de RC (Elaine Rich) Frames: Um frame é uma coleção de atributos, em geral, chamados de escaninhos (slots), e valores a eles associados, que descrevem alguma entidade do mundo.

10 Métodos de RC (Rezende - USP) Frames: Animal faz comer pássaro É um Mamífero É um Tem pelos Cão É um

11 Slots valores Métodos de RC (Rezende - USP) Frames: Totó uma instância da classe Cão : Cão É um mamífero Nome Totó Raça Pastor alemão Pelo Longo Sexo Macho

12 Representação do Conhecimento Algumas técnicas p/representação de conhecimento: Lógica Regras de produção Redes semânticas Frames Árvores de Decisão Scripts Esquemas Híbridos

13 Métodos de RC Árvores de Decisão

14 Métodos de RC Árvores de Decisão: Uma árvore de decisão é formada por um conjunto de nós de decisão (perguntas) que permitem encontrar uma resposta (se existente). Árvore: Jogar vôlei? sim não

15 Métodos de RC Árvores de Decisão: Uma árvore de decisão utiliza a estratégia dividirpara-conquistar: Um problema complexo é decomposto em sub problemas mais simples. Recursivamente a mesma estratégia é aplicada a cada sub problema.

16 Métodos de RC Árvores de Decisão: As árvores de decisão tomam como entrada uma situação descrita por um conjunto de atributos e retorna uma decisão, que é o valor predito para o valor de entrada. Dada uma entrada/pergunta, qual é a melhor saída / resposta?

17 Métodos de RC Árvores de Decisão: São hierarquicamente arranjadas. Cada nó corresponde a uma situação ou a uma ação. Os arcos são rotulados com os valores possíveis do teste. Em cada nó ocorre um teste tendo como resposta sim ou não.

18 Estruturação do Conhecimento sobre Plano de saúde Situações e Ações

19 Métodos de RC O fator crítico nas Árvores de Decisão: Decidir que propriedades ou atributos estão disponíveis para descrever os fatos e as regras domínio; É preciso pensar em como gerar a árvore, ou seja, como organizar as regras, considerando sua importância, tendo em vista o objetivo final.

20 Métodos de RC Aplicações das Árvores de Decisão: CONHECIMENTO COM HIERARQUIA Exemplos Diagnóstico médico Defeito de equipamento Credito bancário...

21 Métodos de RC Exemplo de uso de Árvores de Decisão: Escolha de um Restaurante Existem alternativas?, existe um bar no local?, dia da semana, estado da fome, estado do restaurante, preço, chuva, reserva, tipo de comida, tempo de espera...

22 Esperar por uma mesa? Estado rest. Sim Não Não Vazio Medio Sim Não Bar Não Reservas Sim Sim Cheio Alternati va Sim Sim Esper a > Não Sim Não Dia Semana Sim Não Final Fome Sim Não Sim 0-10 Sim Sim Alternat. Não Não Chove Sim Sim Sim

23 Métodos de RC Árvores de Decisão: Além da facilidade para representar conhecimento hierárquico, o uso de árvores para representar o conhecimento possui como vantagem a existência de várias técnicas de buscas que operam em árvores e, consequentemente, tem obtido sucesso em diversas aplicações.

24 Métodos de RC Árvores de Decisão Vantagens: Estrutura de fácil manipulação e visualização; Produzem modelos que podem ser facilmente interpretados por humanos; Dispõem de diversas técnicas para manipulação

25 Métodos de RC Árvores de Decisão: Desvantagens: Um mesmo conceito pode ser representado por árvores diferentes; Árvores muito grandes se tornam difíceis de interpretar, alterar e consultar; Dificultam a representação de conhecimento não hierárquico;

26 Métodos de RC O que fazer quando duas ou mais regras entram em conflito? Nenhuma conclusão? Informar? Usar a regra mais importante/genérica? O que fazer quando nenhuma regra se aplica? Nenhuma conclusão? Informar? Usar a regra mais frequente?

27 Métodos de RC Árvores de Decisão: Valores Ausentes Têm algum significado? Sim ausente é um valor a parte Não ausente deve ser tratado especialmente S1: associar a instância ao ramo mais popular S2: dividir a instância em partes Usar pesos?

28 Métodos de RC Scripts ou Roteiros

29 Métodos de RC (Elaine Rich) Scripts/Roteiros: Um script (Schank e Abelson, 1977), ou roteiro é uma estrutura que descreve uma sequência esteriotipada (pré concepção) de eventos em um determinado contexto; Scripts são uma especialização de frames, projetados para manipular situações (além de objetos).

30 Métodos de RC (Elaine Rich) Scripts/Roteiros: Os scripts são úteis porque, no mundo real, os eventos ocorrem segundo padrões. Esses padrões aparecem por causa do relacionamento causal entre os eventos; Os eventos descritos em um script formam uma cadeia causal (geralmente grande); Um evento aciona outro.

31 Métodos de RC (Elaine Rich) Scripts/Roteiros: O começo da cadeia é o conjunto de condições de entrada que permitem a ocorrência dos primeiros eventos do script. O final da cadeia é o conjunto de resultados que podem permitir a ocorrência de eventos posteriores ou de sequências de eventos.

32 Métodos de RC (Elaine Rich) Scripts/Roteiros: Dentro da cadeia, os eventos são conectados a eventos anteriores (que o ativam) e a eventos posteriores (que são ativados por ele); Em scripts, os nós são eventos, e os links entre eles são elementos causais (um evento provoca a ação de outro evento a ele ligado).

33 Métodos de RC (Morimoto - USP) Scripts/Roteiros: Considere a frase: Vovó levou Piu-Piu ao veterinário depois que ele brigou com Frajola. Concluída a visita ao veterinário, ela voltou para casa De nosso conhecimento sobre pássaros e veterinários, podemos inferir alguns detalhes: Piu-Piu estava doente/machucado; O veterinário tratou de Piu-Piu; Vovó pagou o veterinário; Vovó voltou para casa com Piu-Piu; O cenário acima é mais provável que: Vovó olhou para o veterinário, não gostou dele e voltou para casa (com ou sem o Piu-Piu).

34 Métodos de RC Scripts/Roteiros: Um script é como um roteiro de cinema, e como tal, é preciso considerar alguns elementos, como: Quais são os papéis dos objetos/pessoas no script; Quais objetos de cena se relacionam ao script; Quais são as motivações ou entradas condicionais para a execução do script; Quais cenas devem ocorrer; Em qual ordem elas devem ocorrer.

35 Métodos de RC Scripts/Roteiros: Antes de se projetar um script, é necessário ter uma sequência básica inicial; Por exemplo, na ida a um restaurante, há uma sequência de eventos que se pode esperar: Entrar no restaurante Pedir refeição comer pagar sair

36 Métodos de RC Scripts/Roteiros: É possível detalhar cada um dos eventos básicos em uma série de sub-eventos. Por exemplo, no caso de entrar no restaurante, pode-se prever: Esperar por Uma mesa Estacionar o carro Entrar no restaurante Ir até a mesa Ler o cardápio

37 Métodos de RC (Rezende, USP) Scripts/Roteiros: O script do restaurante poderia ser pensado como: Papéis: cliente, garçon, cozinheiro; Objetos de cena: mesas, cadeiras, garfos, facas, pratos,copos, garrafas de bebida, toalhas...; Entradas condicionais: se há o prato solicitado, se há a bebida solicitada, se o cliente não se comportar, se o cliente fiou satisfeito...; Cenas que devem ocorrer: recepção ao cliente, instalação em uma mesa, pedido da refeição, pedido da bebida, serviço de refeição e bebida, pagamento da conta, saída do restaurante. Em qual ordem elas devem ocorrer...

38 Métodos de RC (Rezende, USP) Scripts/Roteiros: O script do restaurante poderia ser pensado como: Cena 1: entrar no restaurante: Estacionar o carro; Entrar no restaurante; Instalar-se em uma mesa; Cena 2: pedir a refeição: Ler o cardápio; Escolher pela refeição; Escolher a bebida; Cena 3:...

39 Métodos de RC: comentários Scripts/Roteiros: Os scripts ou roteiros podem ser utilizados em conjuntos com outras técnicas, incluindo OO e regras de produção

40 Métodos de RC Esquemas Híbridos

41 Métodos de RC: Esquemas Híbridos Esquemas híbridos: Envolvem a utilização de dois ou mais modelos ou técnicas de representação de conhecimento.

42 Considerações finais Técnicas de representação de conhecimento são propostas visando contribuir na melhor organização e caracterização do conhecimento para fins computacionais O primeiro passo para representar conhecimento é identificar a cadeia de eventos/situações que podem / devem ser representadas (texto) Tecnicamente, as representações de conhecimento podem ser consideradas equivalentes

43 Considerações finais Algumas representações são mais adequadas / convenientes para alguns tipos de problemas / domínios A herança é uma forma importante de inferência, permitindo que as propriedades de objetos sejam deduzidas a partir de sua pertinência a categorias.

44 Processo de Desenvolvimento de um SBC (Rezende) O processo de desenvolvimento de um SBC compreende: Gerenciamento de atividades: planejamento, escalonamento, registro e análise Gerenciamento de configuração: gerenciamento do produto e de mudanças Gerenciamento de recursos: previsão, aquisição e otimização do uso dos recursos.

45 Processo de Desenvolvimento de um SBC (Rezende)