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人工智能逻辑推理的基础与原理,人工智能推理一般有几种方式

时间:2023-05-05 09:02:35 阅读:284700 作者:3827

推理的基本概念 推理推理方式:从推出的途径来划分演绎推理归纳推理默认推理 从推理时用到的知识的确定性来划分确定性推理不确定性推理 按进展来划分单调推理非单调推理 按推理中是否用到与推理有关的启发性知识来划分启发式推理非启发式推理 推理的方向正向推理逆向推理混合推理双向推理 冲突消解策略自然演绎推理

推理 推理方式: 从推出的途径来划分 演绎推理 归纳推理 默认推理 从推理时用到的知识的确定性来划分 确定性推理 不确定性推理 按进展来划分 单调推理 非单调推理 按推理中是否用到与推理有关的启发性知识来划分 启发式推理 非启发式推理 推理的方向 正向推理 逆向推理 混合推理 双向推理 冲突消解策略 自然演绎推理

推理:
人们在对各种事物进行分析、综合并最后做出决策时,通常是从已知的事实出发,通过运用已掌握的知识,找出其中蕴含的事实,或归纳出新的事实,这一过程通常称为推理。即,从初始证据出发,按某种策略不断运用知识库中的已知知识,逐步推出结论的过程。

推理的方式:
从推出结论的过程来划分,推理可分为演绎推理、归纳推理和默认推理。
演绎推理是从全称判断推导出单称判断的过程。
演绎推理有多种形式,经常用的是三段论式。
首先来一个例子:
大前提:足球运动员的身体都是强壮的。
小前提:帅气的戒指是一名足球运动员。
结论:帅气的戒指的身体是强壮的。

由上面的例子我们可以归纳出三段论的基本形式:
大前提:已知的一般性知识或假设。
小前提:关于所研究的具体情况或个别事实的判断。
结论:由大前提推出的适合于小前提所示情况的新判断。

归纳推理是从足够多的事例中总结出一般性结论的推理过程,是一种从个别到一般的推理。
从事例选取的广泛性来划分:
完全归纳推理,在推理时考虑了相应事物的全部对象,并根据这些对象是否具有某种属性,从而推出这个事物是否具有这种属性。
不完全归纳推理出的结论不具有必然性,属于非必然性推理,而完全归纳推理是必然性推理。但由于要考察事物的所有对象通常都比较困难,因而大多数归纳推理都是不完全归纳推理。

默认推理又称为缺省推理,是指在条件不完备的情况下假设某些条件已经成立,然后进行推理。
例如,在条件A已经成立的情况下,如果不知道B是否已经成立,那么就假设B成立,并在这个假设的前提下进行推理,推导出某个结论。

在推理的过程中,如果发现结果与事实不符合,那么就要撤销掉所做的默认以及由此默认推出的所有结论,回到原来的地方重新进行推理。

按推理时所用的知识来划分,推理可分为确定性推理和不确定性推理。
确定性推理是指所用的知识与证据都是确定的,那么推出的结论也是确定的。
不确定性推理是指所用的知识与证据不都是确定的,自然推出的结论也是不确定的。

按推理过程中推出的结论是否越来越接近最终目标来划分,可分为单调推理非单调推理

单调推理就是在推理过程中随着推理向前推进以及新知识的加入,推出的结论会越来越接近最终目标。
非单调推理就是在推理过程中由于新知识的加入,不仅没有加强已推出的结论,反而要否定它,使推理退回到前面的某一步,然后重新开始。
例如,当知道X是一只鸟时,一般认为X会飞,但之后知道X是企鹅,而企鹅是不会飞的,则取消直接家兔的X能飞的结论,而加入X是不会飞的结论。

按推理过程中是否运用与推理有关的启发性知识来划分,分为启发式推理非启发式推理
**启发性知识:**是指与问题有关,且能够加速推理的过程的知识。
例如,推理的目标是要在脑膜炎,肺炎,流感这三种疾病中选择一个,又有r1,r2,r3这三条产生式可用,其中r1推出的是脑膜炎,r2推出的是肺炎,r3推出的是流感。如果知道本地区正在盛行流感,则应该优先考虑r3这个产生式,“本地区正在盛行流感”就是与问题求解有关的启发性知识。

推理的方向:
正向推理是以已知的事实为出发点的一种推理。
逆向推理
基本思想是:首先选定一个目标,然后寻找支持该假设的证据,若所需的证据都能够找到,则说明假设成立。
混合推理:
正向和逆向相结合。
混合推理可分为两种情况:第一种是,先进行正向推理,帮助选择某个目标,即从已知事实演绎出部分结果,然后再用逆向推理证实该目标或提高其可信度;另一种情况是先假设一个目标进行逆向推理,然后再利用逆向推理中得到的信息进行正向推理,以推出更多的结论。

双向推理
基本思想:一方面根据已知事实进行正向推理,但并不推到最终目标;另一方面从某假设目标出发进行逆向推理,但不推至原始事实,而是让它们在中途相遇,即由正向推理所得到的中间结论恰好是逆向推理此时所需要的证据。

冲突消解策略
一个事实匹配了多个知识的时候,称这种情况为冲突,此时需要按一定的策略解决冲突,以便从中挑出一个知识用于当前的推理,这一解决冲突的过程称为冲突消解。解决冲突时所用的方法称为冲突消解策略。

目前已有多种消解冲突策略,其基本思想就是对知识进行排序。
1.按规则的针对性排序。
如果产生式r1和r2同时被选取,r1包含了r2中的全部条件,并且还包含了别的条件,那么我们说产生式r1具有更大的针对性,r2具有更大的通用性,选用 r1,因为要求较多,结论更接近于目标,可缩短推理过程。

2.按已知事实的新鲜性排序。
人们把数据库中后生成的事实称为新鲜的事实,优先用新推出的事实。

3.按匹配度排序
在不确定性推理中,如果从KB中选取的知识有多条与事实的匹配度都达到了阈值,那么就选择匹配度最大的那条产生式进行推理。

4.按条件个数排序
如果多条产生式推出的结论相同,那么用条件最少的那个。

自然演绎推理
基本推理规则:
P规则:任何证明可引入前提。
T规则:任何中间结论都可以用作后继证明的前提。
假言推理:P,P->Q =>Q.
拒取式推理:P->Q, #Q =>#P.(#在这里表示逻辑运算符”非“)。

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