Deduktivní klasifikátor - Deductive classifier

A deduktivní klasifikátor je typ umělá inteligence odvozovací stroj. Bere jako vstup sadu deklarací v a rámcový jazyk o doméně, jako je lékařský výzkum nebo molekulární biologie. Například jména třídy, podtřídy, vlastnosti a omezení přípustných hodnot. Klasifikátor určuje, zda jsou různá deklarace logicky konzistentní, a pokud ne, zvýrazní konkrétní nekonzistentní deklarace a nekonzistence mezi nimi. Pokud jsou deklarace konzistentní, klasifikátor pak může na základě vstupu uplatnit další informace. Může například přidat informace o existujících třídách, vytvořit další třídy atd. To se liší od tradičních odvozovacích strojů, které v pravidlech aktivují podmínky IF-THEN. Klasifikátory jsou také podobné věty provers v tom, že berou jako vstup a produkují výstup prostřednictvím Logika první objednávky. Klasifikátory pocházejí z KL-ONE Rámcové jazyky. Nyní, když jsou součástí podpůrné technologie EU, jsou stále významnější Sémantický web. Moderní klasifikátory využívají Jazyk webové ontologie. Modely, které analyzují a generují, se nazývají ontologie.[1]

Dějiny

Klasický problém v reprezentace znalostí umělá inteligence je kompromis mezi expresivní silou a výpočetní účinností systému reprezentace znalostí. Nejsilnější formou reprezentace znalostí je First Order Logic (FOL). Není však možné implementovat reprezentaci znalostí, která poskytuje úplnou expresivní sílu logiky prvního řádu. Taková reprezentace bude zahrnovat schopnost reprezentovat koncepty, jako je množina všech celých čísel, které nelze iterovat. Implementace tvrzení vyčísleného pro nekonečnou množinu podle definice vede k nerozhodnutelnému nekončícímu programu. Problém je však hlubší než nemožnost implementovat nekonečné množiny. Jak prokázal Levesque, čím blíže se mechanismus reprezentace znalostí dostane k FOL, tím je pravděpodobnější, že bude mít za následek výrazy, jejichž výpočet vyžaduje nekonečné nebo nepřijatelně velké prostředky.[2]

Výsledkem tohoto kompromisu byla velká raná práce na reprezentaci znalostí pro umělou inteligenci, která zahrnovala experimentování s různými kompromisy, které poskytují podmnožinu FOL s přijatelnou rychlostí výpočtu. Jedním z prvních a nejúspěšnějších kompromisů bylo vyvinout jazyky založené převážně na modus ponens, tj. IF-THEN pravidla. Systémy založené na pravidlech byly převládajícím mechanismem reprezentace znalostí pro prakticky všechny rané expertní systémy. Systémy založené na pravidlech poskytovaly přijatelnou výpočetní účinnost a přitom poskytovaly výkonnou reprezentaci znalostí. Pravidla byla také velmi intuitivní pro znalostní pracovníky. Jedním z datových bodů, které povzbuzovaly vědce k rozvoji reprezentace znalostí založené na pravidlech, byl psychologický výzkum, podle kterého lidé často představovali složitou logiku prostřednictvím pravidel.[3]

Po časném úspěchu systémů založených na pravidlech však došlo k všudypřítomnějšímu používání rámcových jazyků namísto nebo častěji v kombinaci s pravidly. Rámečky poskytovaly přirozenější způsob, jak reprezentovat určité typy konceptů, zejména konceptů v hierarchiích podčásti nebo podtřídy. To vedlo k vývoji nového druhu odvozovacího stroje známého jako klasifikátor. Klasifikátor by mohl analyzovat hierarchii tříd (známou také jako ontologie ) a zjistěte, zda byla platná. Pokud byla hierarchie neplatná, klasifikátor by zvýraznil nekonzistentní deklarace. Aby mohl jazyk využívat klasifikátor, vyžadoval formální základ. Prvním jazykem, který úspěšně předvedl klasifikátor, byla rodina jazyků KL-ONE. The LOOM jazyk od ISI byl silně ovlivněn KL-ONE. LOOM byl také ovlivněn rostoucí popularitou objektově orientovaných nástrojů a prostředí. Tkalcovský stav poskytoval kromě schopností jazyka Frame skutečnou objektově orientovanou schopnost (např. Předávání zpráv). Klasifikátoři hrají významnou roli ve vizi příští generace internetu známé jako sémantický web. Jazyk webové ontologie poskytuje formalismus, který lze ověřit a zdůvodnit pomocí klasifikátorů, jako jsou Hermit a Fact ++.[4]

Implementace

Protege Ontology Editor

Nejstarší verze klasifikátorů byly dokazující logické věty. První klasifikátor, který pracuje s a Rámcový jazyk byl KL-ONE klasifikátor.[5][6] Pozdější systém postavený na společném lispu byl LOOM z Ústavu informačních věd. LOOM poskytl skutečné objektově orientované schopnosti využívající společný objektový systém Lisp spolu s jazykem rámců.[7] V sémantickém webu Chráněnec nástroj od Stanford poskytuje klasifikátory (známé také jako argumenty) jako součást výchozího prostředí.[8]

externí odkazy

Reference

  1. ^ Berners-Lee, Tim; Hendler, James; Lassila, Ora (17. května 2001). „Sémantický web Nová forma webového obsahu, která má smysl pro počítače, rozpoutá revoluci nových možností“. Scientific American. 284 (5): 34–43. doi:10.1038 / scientificamerican0501-34. Archivovány od originál 24. dubna 2013.
  2. ^ Levesque, Hector; Ronald Brachman (1985). „Základní kompromis v reprezentaci a uvažování o znalostech“. V Ronald Brachman a Hector J. Levesque (ed.). Čtení ve znalostní reprezentaci. Morgan Kaufmann. p.49. ISBN  978-0-934613-01-9. Dobrou zprávou při snižování služby KR na prokázání věty je, že nyní máme velmi jasnou a velmi konkrétní představu o tom, co by měl systém KR dělat; špatnou novinkou je, že je také jasné, že služby nelze poskytovat ... rozhodování o tom, zda je věta ve FOL teorémem ... je neřešitelné.
  3. ^ Hayes-Roth, Frederick; Waterman, Donald; Lenat, Douglas (1983). Budování expertních systémů. Addison-Wesley. str.6–7. ISBN  978-0-201-10686-2.
  4. ^ MacGregor, Robert (1994). „Popisný klasifikátor predikátového počtu“ (PDF). AAAI - 94 sborníků. Citováno 17. července 2014.
  5. ^ Woods, W. A.; Schmolze, J. G. (1992). „Rodina KL-ONE“. Počítače a matematika s aplikacemi. 23 (2–5): 133–177. doi:10.1016/0898-1221(92)90139-9.
  6. ^ Brachman, R. J.; Schmolze, J. G. (1985). "Přehled systému reprezentace znalostí KL-ONE". Kognitivní věda. 9 (2): 171–216. doi:10.1207 / s15516709cog0902_1.
  7. ^ MacGregor, Robert (červen 1991). "Použití klasifikátoru popisu k vylepšení reprezentace znalostí". Expert IEEE. 6 (3): 41–46. doi:10.1109/64.87683.
  8. ^ „Protege Wiki: Reasoners, kteří se integrují s Protege“. Stanfordská Univerzita. Citováno 19. července 2014.