Иван Братко - Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

Я могу использовать с ,

чтобы проверить по правилу П c , что d , и

…

Я могу использовать y ,

чтобы проверить по правилу П y , что z , и

z — это ваш исходный вопрос.

Объяснение — это демонстрация того, как система намерена использовать информацию, которую она хочет получить от пользователя. Намерения системы демонстрируются в виде цепочки правил и целей, соединяющей эту информацию с исходным вопросом.

Рис. 14.8. Объяснение типа "почему". На вопрос "Почему вас интересует текущая цель?" дается объяснение в виде цепочки правил и целей, соединяющей текущую цель с исходным вопросом пользователя, находящимся в верхушке дерева. Эта цепочка называется трассой.

Будем называть такую цепочку трассой . Трассу можно себе представлять как цепочку правил, соединяющую в И/ИЛИ-дереве вопросов текущую цель с целью самого верхнего уровня так, как это показано на рис. 14.8. Таким образом, для формирования ответа на вопрос "почему" нужно двигаться в пространстве поиска от текущей цели вверх вплоть до самой верхней цели. Для того, чтобы суметь это сделать, нам придется в процессе рассуждений сохранять трассу в явном виде.

Получив ответ на свой вопрос, пользователь возможно захочет увидеть, как система пришла к такому заключению. Один из подходящих способов ответить на вопрос "как" — это представить доказательство, т.е. те правила и подцели, которые использовались для достижения полученного заключения. Это доказательство в случае нашего языка записи правил имеет вид решающего И/ИЛИ-дерева. Поэтому наша машина логического вывода будет не просто отвечать на вопрос, соответствующий цели самого верхнего уровня — этого нам недостаточно, а будет выдавать в качестве ответа решающее И/ИЛИ-дерево, составленное из имен правил и подцелей. Затем это дерево можно будет отобразить на выходе системы в качестве объяснения типа "как". Объяснению можно придать удобную для восприятия форму, если каждое поддерево печатать с надлежащим отступом, например:

питер это хищник

было выведено по прав3 из

питер это млекопитающее

было выведено по прав1 из

питер имеет шерсть

было сказано

и

питер ест мясо

было сказано

Теперь мы приступим к реализации нашей оболочки, следуя тем идеям, которые обсуждались в предыдущем разделе. На рис. 14.9 показаны основные объекты, которыми манипулирует оболочка. Цель — это вопрос, подлежащий рассмотрению; Трасса — это цепочка, составленная из "целей-предков" и правил, находящихся между вершиной Цельи вопросом самого верхнего уровня; Ответ — решающее дерево типа И/ИЛИ для вершины Цель.

Рис. 14.9. Отношение рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ).

Ответ — это И/ИЛИ решающее дерево для целевого утверждения Цель.

Основными процедурами оболочки будут:

рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ)

Эта процедура находит ответ Ответна вопрос Цель. Процедура

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ)

порождает решения для тех вопросов Цель, которые можно задавать пользователю. Она спрашивает пользователя об истинности утверждения Цель, а также отвечает на вопросы "почему". Процедура

выдать( Ответ)

выводит результат и отвечает на вопросы "как". Все эти процедуры приводятся в действие процедурой-драйвером эксперт.

Центральной процедурой оболочки является процедура

рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ)

которая будет находить ответ Ответна заданный вопрос Цель, используя принципы, намеченные в общих чертах в разд. 14.4.1: найти Цельсреди фактов базы знаний, или применить правило из базы знаний, или спросить пользователя, или же обработать Целькак И/ИЛИ-комбинацию подцелей.

Аргументы имеют следующий смысл и следующую структуру:

Цель

вопрос, подлежащий рассмотрению, представленный как И/ИЛИ-комбинация простых утверждений, например

X имеет перья или X летает или

X откладывает яйца

Трасса

цепочка, составленная из целей-предков и правил, расположенных между Цельи исходной целью самого верхнего уровня. Представляется как список, состоящий из элементов вида

Цель по Прав

что означает: Цельрассматривалась с использованием правила Прав. Например, пусть исходной целью будет "питер это тигр", а текущей целью — "питер ест мясо". В соответствии с базой знаний рис. 14.5 имеем трассу

[( питер это хищник) по прав3,

( питер это тигр) по прав5 ]

Смысл ее можно выразить так:

Я могу использовать "питер ест мясо" для того, чтобы проверить по прав3, что "питер это хищник".

Далее, я могу использовать "питер это хищник" для того, чтобы проверить по прав5, что "питер это тигр".

Ответ

решающее И/ИЛИ-дерево для вопроса Цель. Общая форма представления для объекта Ответ:

Заключение было Найдено

где Найдено — это обоснование для результата Заключение. Следующие три примера иллюстрируют различные варианты ответов:

(1) ( соед( радиатор, предохр1) это правда) было

'найдено как факт'

(2) (питер ест мясо) это ложь было сказано

(3) (питер это хищник) это правда было

( 'выведено по' прав3 из

(питер это млекопитающее) это правда было

( 'выведено по' прав1 из

(питер имеет шерсть) это правда было сказано)

и

(питер ест мясо) это правда было сказано )

На рис. 14.10 показана прологовская программа для процедуры рассмотреть. В этой программе реализованы принципы разд. 14.4.1 с использованием только что описанных структур данных.

% Процедура

%

% рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ)

%

% находит Ответ на вопрос Цель. Трасса - это цепочка

% целей-предков и правил. "рассмотреть" стремится найти

% положительный ответ на вопрос. Ответ "ложь" выдается

% только в том случае, когда рассмотрены все возможности,

% и все они дали результат "ложь".

:- op( 900, xfx, :).

:- op( 800, xfx, было).