Ingegneria della conoscenza e sistemi esperti Dario Bianchi, 1999 Conoscenza e ragionamento

Ingegneria della conoscenza e sistemi esperti Dario Bianchi , 1999

Conoscenza e ragionamento


Basi di conoscenza

•Base di conoscenza (Knowledge Base o KB). Un insieme di rappresentazioni relative ad aspetti del mondo espresso in formule di un Linguaggio di rappresentazione della conoscenza.•Approccio dichiarativo

•si può asserire (TELL) qualcosa nella KB

•si può interrogare (ASK) la KB. Le risposte devono essere conseguenza della dell KB

•Livello dell’implementazione •strutture dati•algoritmi per manipolarle

Motore inferenziale

Base di conoscenza

Algoritmi indipendenti dal dominio

Contenuto specifico del dominio


Un agente basato sulla conoscenza

L’agente deve essere in grado di:

•Rappresentare stati, azioni, etc.

•Incorporare nuove percezioni

•Aggiornare la rappresentazione interna del mondo

•Dedurre proprietà nascoste del momdo

•Dedurre azioni appropriate


Il mondo dei Wumpus

Pit indica una buca, Stench un fetore, Brezze delle brezze, Gold l’oro


Il mondo dei Wumpus

•Percezioni: brezza, fetore, luccichio

•Azioni: gira sinistra, gira destra, avanza, prendi, posa, spara

•Obiettivo: prendere l’oro e portarlo nella posizione di partenza evitando le posizioni in cui c’è una buca o un Wumpus

•Ambiente: •I quadrati adiacenti al wumpus sono fetidi

•I quadrati adiacenti ad una buca sono ventilati

•Luccichio solo nello quadrato dove c’è l’oro

•Sparare uccide il wumpus se rivolti verso di lui

•Sparare utilizza l’unica freccia

•Prendere e’ possibili se si è nello stesso quadrato dell’oro•Posa lascia l’oro nel medesimo quadrato


Agire e ragionare nel mondo dei Wumpus

(a) situazione iniziale percezione = []

(b) dopo una mossa percezione = [Brezza]


Agire e ragionare nel mondo dei Wumpus

(a) dopo la terza mossa, percezione = [Fetore]

(b) dopo la quinta mossa percezione = [Fetore,Brezza,Luccichio]


Logica

•La logica è un linguaggio formale per rappresentare delle informazioni e per trarre delle conclusioni

•La sintassi definisce le proposizioni ammissibili del linguaggio

•La semantica definisce il “significato” delle proposizioni cioè la verità di una proposizione in un mondo

Es. il linguaggio dell’aritmetica:

x + 2 >= y è una proposizione

x2 + y > non è una proposizione

x + 2 >= y e’vera se e solo se x+2 non è minore di y

x + 2 >= y è vera in un mondo dove x = 7, y = 1

x + 2 >= y è falsa in un mondo dove x = 0, y = 6


Tipi di logica

•Esistono differenti tipi di logiche


Implicazione

|KBLa base di conoscenza KB implica Se e solo se

è vero in tutti I mondi dobe KB è veroEs. La KB contenente “I Giants hanno vinto” e “I Reds hanno vinto” implica “Sia I Giants che I Reds hanno vinto”


Inferenza

La proposizione può essere derivata dalla KB con la procedura iiKB |

La procedura i è corretta se

ogni volta che

è anche vero che

La procedura i è completa se

ogni volta che

è anche vero che

iKB |

iKB ||KB

|KB


Logica proposizionale - Sintassi

I simboli e le costanti sono proposizioni.

Se è una proposizione anche è una proposizione.

Se e sono proposizioni anche è una proposizione.




21, PP falsetrue,

S

1S 2S21 SS

1S

1S

1S

2S

2S

2S

21 SS

21 SS

21 SS

S


Logica proposizionale - Semantica

Tavole di verità


Logica proposizionale - Semantica

Mostrare mediante le tavole di verità che la formula

è valida (vera in ogni interpretazione).

PHHP ))((


Logica proposizionale




Logica proposizionale - Regole di inferenza

,:

,:eRisoluzion

,:unitaria eRisoluzion

, :Ponens Modus

come scrivere può si |

oppure








Logica proposizionale per il mondo dei wumpus

1,21,22,12,11,11,1 B S B S B S

:percezione di Formule



un wumpus cé 1,3 quadrato nel cioé

W

:derivare puó si inferenza di regole le usando

S :R4

confinanti quelli di unoin o quadrato

nel un wumpus essere deve ci fetore del c`é se

S:R3

S:R2

S:R1

un wumpus c`é adiacenti quadrati nei né

quadrato nel né fetore hanon quadratoun se

:Regole

1,3

1,12,22,13,1 1,2

3,12,22,11,1 1,2

1,32,21,21,1 2,1

1,22,11,1 1,1

WWWW

WWWW

WWWW

WWW



Traduzione della conoscenza in azione:

se il wumpus è nel quadrato di fronte avanzare è una cattiva idea.

[2,1]in un wumpus éc' eEst ad rivolto [1,1]in é agenteL'1,21,1 AvanzaWEstA A

L’agente proposizionale


Limiti della logica proposizionale per il mondo dei wumpus

Le regole che abbiamo scritto devono essere ripetute per ogni quadrato e per ogni orientamento dell’agente.

Se consideriamo una griglia 4*4 e 4 diverse orientazioni dell’agente abbiamo 4*4*4=64 copie della stessa regola.

Un secondo problema riguarda il tempo. Se per t = 0 l’agente

è in [1,1] e vale al tempo t = 1 andrà dimenticato

mentre sara vero se l’agente si sposta in quel quadrato. Dobbiamo cioè tenere conto del tempo.

Dovremo ricorrere a una logica più ricca: la logica dei predicati del primo ordine.

1,1A

1,2A1,1A

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