人工智能中的表达形式和问题求解方法
语义网络和描述匹配
表达形式
- 好的表达形式是好的问题求解的关键
- 好的表达形式支持清晰明确的、揭示约束的描述
- 如何评价表达形式
- 好的表达形式能使重要的对象和关系明朗化:可对发生的事态一目了然
- 好的表达形式揭示自然的约束条件:可表达一对象或关系如何影响另一对象或关系
- 好的表达形式将对象和关系结合在一起:将极少用到的细节排除在视野外,但是一旦需要,仍可取到
- 好的表达形式是透明的,可理解正在说的是什么或正在说些什么
- 好的表达形式是完备的:可说出需要说的一切
- 好的表达形式是简洁的:可高效的输出需要说的东西
- 好的表达形式是快捷的:可快速存储和检索信息
- 好的表达形式是可计算的:可用一个现存的过程来生成它
- 一种表达形式具有 4 个基本部分
- 词法部分
- 确定表达形式的词汇表中哪些符号是允许的
- 结构部分
- 描述词法符号如何排列的约束
- 过程部分
- 规定存取过程,用于生成和修改各种描述,并用这些描述来回答问题
- 语义部分
- 确定一种将描述与意义关联的方式 一种表达形式的 4 个基本部分,和通用程序设计语言的编译器很像,编译器包含词法解析、语法解析、语义分析。词法解析需要规定词法可用的符号集合,词法符号集合中的元素根据一定的约束组合,例如在 JavaScript 中,变量定义的约束条件是不能以数字开头。编译器可以说是一个好的表达形式的实现,和编译器对应的好的表达形式是 BNF。
语义网络
语义网络常作为一种知识表达形式,用于描述人对事物的认识。它是一个有向图,由节点和连线组成,节点表示概念,连线表示概念之间的语义关系。
在语义网络树的基础上产生的变种包括: - 语义树 - 搜索树 - 目标树 - 决策树 - K 纬树 - 识别树 - 博弈树 - 框架系统 - 收缩网 - 标记网 - 时段网 - 算术约束网 - 状态空间
语义网络的形式
- 词法上,有节点、连线和应用特定的连接标记
- 结构上,每条连线连接一个尾节点至一个首节点
- 语义上,节点和连线表示应用特定的实体
- 构造子
- 构造一个节点
- 给定一个连线标记和两个待连接的节点,构造一条连线
- 读子
- 产生从某给定节点出发的一个所有连线的表
- 产生到达某给定节点的一个所有连线的表
- 产生某给定连线的尾节点
- 产生某给定连线的首节点
- 产生某给定连线的连接标记
描述-匹配法
描述-匹配法的基本概念:识别一个对象可分两步进行,首先描述此对象,之后在描述库中搜索一个与其匹配的描述。
通过描述-匹配法识别一个对象的过程如下: - 用一种合适的表达形式描述该对象 - 在描述苦衷搜索,直到找到一个描述与该对象描述匹配,或最终找不到为止。 - 若发现匹配,则成功,否则失败
描述-匹配法,可以描述对象的特征,从而完成通过特征的匹配。比如识别一个动物是不是猫,首先要描述出猫的特征和待识别对象的特征,然后进行匹配。
除了通过特征匹配外,还可进行类比的处理。在处理类比问题时,要描述的是类比变换的规则,通过变换的规则进行匹配。 例如给出一种 A 转换为 B 的描述,求解从 C 到 D 的转换是不是用的转换规则和 A 到 B 类似。
如何求解问题和知识理解
在面临新的问题时,需要作如下考虑: - 涉及什么类型的知识? - 知识应该如何表达? - 需要多少知识? - 究竟需要什么知识?