Upload
others
View
30
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
KandunganKandunganBab 4 Minggu 6 Jan 2005
Jenis PenaakulanStrategi PenakbiranStrategi Kawalan
PENAAKULAN DAN PENAKBIRAN KE ATAS PENGETAHUAN
DefinisiDefinisi
Penaakulan
Proses menggunakan fakta, pengetahuan dan strategi penyelesaian masalah untuk menghasilkan kesimpulan bagi menyelesaikan masalah dan membuat keputusan.
DefinisiDefinisi
Penakbiran
Teknik yang digunakan untuk menaakul.
Proses mendaptkan maklumat baru daripada maklumat yang telah diketahui/sedia ada.
Jenis PenaakulanJenis Penaakulan
Non-monotonic Deduktif
Induktif
AbduktifAnalogikal
Common-Sense
Jenis PenaakulanJenis Penaakulan
Penaakulan Deduktif
Menghasilkan maklumat baru daripada maklumat yang telah diketahui.
Contoh:
Premis : gempa_bumi ombak_tsunamiFakta : gempa_bumiRumus : ombak_tsunami
Jenis PenaakulanJenis Penaakulan
Penaakulan Induktif
Menghasilkan rumus baru daripada set fakta yang terhad.
• Contoh:
Fakta 1 : mukta suka makan rotiFakta 2 : raftah suka makan rotiFakta 3 : imran suka makan roti
Rumus : semua orang suka makan roti
Nota:Lebih banyak fakta diperolehi, lebih tepat rumus.
Jenis PenaakulanJenis Penaakulan
Penaakulan Abduktif
Satu bentuk penaakulan deduktif.
Menghasilkan rumus daripada maklumat yang diketahui tetapi rumus tersebut tidak semestinya benar.
• Contoh:
Premis : pensyarah_ada_kursus kelas_batalFakta : pensyarah_ada_kursus Rumus : adakah kelas batal?
Jenis PenaakulanJenis Penaakulan
Penaakulan Analogikal
Rumus dihasilkan daripada pemahaman umum tentang sesuatu konsep/peristiwa/situasi yang telah ada.
• Contoh:
Pertanyaan:“Apakah makanan kegemaran Saraswathy”
Fakta 1 : Orang India suka makan capatiFakta 2 : Saraswathy adalah orang IndiaRumus : Saraswathy suka makan capati.
Jenis PenaakulanJenis Penaakulan
Penaakulan Common-Sense
Bergantung kepada pertimbangan yang wajar berbanding logik.
• Rumus dihasilkan berdasarkan kepada pengalaman (menggunakan pengetahuan heursitik yang ada).
Jenis PenaakulanJenis Penaakulan
Penaakulan Non-monotonic
Berdasarkan maklumat yang tidak statik.
• Rumus dihasilkan berubah-ubah berdasarkan fakta semasa mengenai konsep, situasi atau peristiwa yang diwakilkan.
• Contoh: harga saham, nilai tukaran asing
Konsep PentingKonsep Penting
Konsep penting dalam penaakulan dan penakbiran
Unifikasi (Unification)Padanan corak
(Pattern Matching)
Padanan CorakPadanan Corak
Memadankan simbol-simbol yang membentuk satu usulan dengan simbol-simbol yang membentuk satu usulan yang lain.
Sekiranya sama, maka kedua-dua usulan tersebut dikatakan padan.
Corak 1
Corak 2
Corak 3
Corak 4
Tak padan kerana tak sama dengan corak 1
Padanan CorakPadanan Corak
Perwakilan simbol perlu sama.
Contoh:
Premis : A BFakta : ARumus : B
Premis : lapar makanFakta : laparRumus : makan
Kedua-dua A (dalam premis dan Fakta) mesti mewakili perkara yang sama.
Padanan CorakPadanan Corak
Pembolehubah juga boleh digunakan.
Contoh:
makan(ali, A)makan(B, nasi) A dan B merupakan pembolehubah.
A memegang nilai “nasi” dan B memegang nilai “ali”
makan( ali, A)
makan( B, nasi)
UnifikasiUnifikasi
Hasil daripada:
makan ( noraini, Apa )
makan ( Siapa, mee )
Padanan predikat mempunyai nama/ simbol yang sama
Pengantian pem-bolehubah dengan argumen (instantiation) dalam predikat yang berpadanan
UnifikasiUnifikasi
Dua predikat dalam FOPL (spt: A dan B) boleh unify apabila:
1. nama kedua-duanya sama (jika pemalar)2. melambangkan pembolehubah yang sama (jika pembolehubah)3. jika A pembolehubah dan B bukan pembolehubah, B akan
mengantikan nilai A4. jika B pembolehubah dan A bukan pembolehubah, A akan
mengantikan nilai B5. jika A satu predikat dengan functor F A dan B satu predikat
dengan functor F B dan nama F A dan F B adalah sama:
• tentukan set argumen bagi A, [X1, X2,…,XN]• tentukan set argumen bagi B, [Y1, Y2,…,YN]• Bagi setiap pasangan argumen (XL,YL), dimana L
mewakili kedudukan argumen dalam predikat, unify XL
dan YL.
UnifikasiUnifikasi
Contoh:
1) buku(kepintaran_buatan, penulis(ahmad, kasim))
2) buku(X, penulis(Y, Z))
3) buku(X, Y)
4) buku(kepintaranbuatan, Z)
5) buku(Kepintaranbuatan, P)
6) buku(X, Y, Z)
UnifikasiUnifikasi
Contoh:
Tidak unifyX=cheng; X=nasi
makan(X, X)makan(cheng, nasi)
unifyX=Y; X=nasi
makan(nasi, nasi)
makan(Y, nasi)makan(X,X)
Tidak unifyX=cheng; X=nasi
makan(X, nasi)makan(cheng, X)
unifyX=cheng; Y=nasi
makan(cheng, nasi)
makan(X, Y)makan(cheng, nasi)
unifyX=cheng; Y=nasi
makan(cheng, nasi)
makan(cheng, Y)makan(X, nasi)
unifymakan(cheng, nasi)makan(cheng, nasi)
BA
Hasil unifikasiPredikat
UnifikasiUnifikasi
Contoh:
makan(X, Y) makan(palwani, X)
makan(hashim, karipap, satay)makan(chong, mee, ayam)makan(palwani, mee)makan(johan, bihun)makan(palwani, mee, bihun)
makan(palwani, Y)
makan(palwani, mee) makan(X, Y)
makan(palwani, mee)
makan(johan, bihun)
PenakbiranPenakbiran
Sistem Pintar memodelkan proses taakulan manusia menggunakan teknik takbiran.
Ingatan Jangka Panjang(Productions)
Ingatan Jangka Pendek (Situasi)
Penakbiran
Tindakan
Situasi
Set PeraturanEnjin Takbiran - Menjalankan penaakulan
PenakbiranPenakbiran
Teknik Penakbiran
Teknik Penakbiran
Modus Ponens
Modus Tollens
Hypothetical Syllogism
Resolusi
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Modus Ponens
Bekerja dengan aksiom bagi mentakbir fakta baru.
A BA _B
Diketahui A benar, jika A B maka B juga benar.
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Modus Ponens
Contoh:
“Sekiranya saya penat saya tidur awal. Saya penat.”
A = penatB = tidur_awal
penat tidur_awalpenat____________tidur_awal
((AB) ^ A) B
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Modus Tollens
A B¬B _¬AContoh:
“Sekiranya saya penat saya tidur awal. Saya tidak tidur awal.”A = penat A = tidak_penatB = tidur_awal B = tidak_tidur_awal
penat tidur_awaltidak_tidur_awal__tidak_penat
¬¬
((AB) ^ B) A
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Hypothetical Syllogism
A BB CA C
Contoh: “Pekerja yang malas tidak akan bekerja. Sekiranya tidak bekerja, pekerja itu akan diberhentikan”A = malas B = tidak_bekerjaC = diberhentikan
malas tidak_bekerjatidak_bekerja diberhentikanmalas diberhentikan
((AB) ^ (BC)) (AC)
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi
Digunakan untuk membuktikan rumus yang telah dibuat.
• Bagi membuktikan rumus tersebut betul, resolusi menggunakan nilai negatif(¬) sebagai nilai salah satu daripada fakta awal dalam proses pembuktian.
• Pembuktian ini dinamakan “proof by refutation”
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi
Contoh:Andaikan wujud 2 aksiom
A v B (A benar ATAU B benar) dan¬B v C (B tidak benar ATAU C benar)
Penambahan logik dilakukan
A v B ¬B v C A v C
Proses berterusan sehingga percanggahan dihasilkan.
Nota: B dan ¬B boleh dihapuskan
Nota:
Dipanggil sebagai resolvent.
Nota:
Percanggahan berlaku apabila hasil akhir (misalnya P) tidak sama dengan fakta awal (misalnya ¬P)
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi
• Semua pernyataan predikat perlu ditukar ke bentuk klausa – guna petua kesetaraan.
• Contoh:
“semua manusia akan mati”
Predikat : ∀(X) (manusia(X) mati(X))Klausa : ¬manusia(X) v mati(X)
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi – petua kesetaraan1. P ∧ (Q ∧ R) ⇔ (P ∧ Q) ∧ R Associatively of conjunction
2. P ∨ (Q ∨ R) ⇔ (P ∨ Q) ∨ R Associatively of disjunction
3. P ∧ Q ⇔ Q ∧ P Commutatively of conjunction
4. P ∨ Q ⇔ Q ∨ P Commutatively of disjunction
5. P ∧ (Q ∨ R) ⇔ (P ∧ Q) ∨ (P ∧ R) Distributives of ∧ over ∨
6. P ∨ (Q ∧ R) ⇔ (P ∨ Q) ∧ (P ∨ R) Distributives of ∨ over ∧
7. ¬(P ∧ Q) ⇔ ¬P ∨ ¬Q de Morgan’s Law
8. ¬(P ∨ Q) ⇔ ¬P ∧ ¬Q de Morgan’s Law
9. P Q ⇔ ¬Q ¬P Contraposition
10. ¬¬P ⇔ P Double negation
11. P Q ⇔ ¬P ∨ Q
12. P Q ⇔ (P Q) ∧ (Q P)
13. P Q ⇔ (P ∧ Q) ∨ (¬P ∧ ¬Q)
14. P ∧ ¬P ⇔ False
15. P ∨ ¬P ⇔ True
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi – Algoritma
1. Andaikan ¬P BENAR
2. Tunjukan aksiom dan ¬P bercanggah
3. Buat kesimpulan yang ¬P PALSU sebab wujud percanggahan
4. Buat kesimpulan P BENAR kerana ¬P PALSU
Resolusi – Proses
1. Tukar premis atau aksiom kebentuk klausa.
2. Tambah penafian pada pernyataan yang hendak dibuktikan. Misalnya pernyataan P, penafian bagi P ialah ¬P.
3. Resolve semua klausa.
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi – Contoh
Kita hendak buktikan
“Ciko akan mati”
dari pernyataan
“Ciko seekor kucing”
dan
“Semua kucing adalah haiwan”
dan
“Semua haiwan akan mati”
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi
Tukar premis ke bentuk klausa – guna petua kesetaraan.
¬haiwan(Y) v mati(Y)∀(Y)(haiwan(Y)mati(Y))kucing(ciko)kucing(ciko)¬kucing(X) v haiwan(X)∀(X)(kucing(X)haiwan(X))mati(ciko)mati(ciko)KlausaPredikat
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi
Tambah penafian pada klausa yang hendak dibuktikan.
mati(ciko) ¬ mati(ciko)
¬haiwan(Y) v mati(Y)kucing(ciko)¬kucing(X) v haiwan(X)¬ mati(ciko)mati(ciko)Klausa
Teknik PenakbiranTeknik Penakbiran
Resolusi
Resolve semua klausa
¬kucing(X) v haiwan(X) ¬haiwan(Y) v mati(Y)
¬kucing(X) v mati(X)
mati(ciko) ¬mati(ciko)Terbukti!Wujud percanggahan mati(ciko) didapati BENAR maka ¬mati(ciko) adalah PALSU.
kucing(ciko)
X/Y
ciko/X
Strategi KawalanStrategi Kawalan
KaedahRantaian ke belakang(Backward Chaining)
Rantaian ke hadapan(Forward Chaining)
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke hadapan
• Bermula di bahagian IF petua, iaitu bahagian fakta masalah.
• Contoh:
Diberi A dan B adalah benar.
1. A C2. B ^ C D3. D E
Dalam rumus (1) A digunakan untuk merumuskan C. Seterusnya, B dan C digunakan untuk merumuskan D. D kemudiannya digunakan untuk merumuskan E
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke hadapan
Strategi taadbiran yang bermula dengan satu set fakta yang diketahui
menghuraikan fakta baru menggunakan petua yang premisnya berpadanan dengan fakta yang diketahui dan proses ini berterusan sehingga:
gol ditemui tiada petua lagi yg premisnya berpadanan
dengan fakta diketahui atau fakta yang dihuraikan
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke hadapan
• Data Driven
• Aplikasi yang sesuai:
mengawasi dan mendiagnosis sistem kawalan proses masa nyata iaitu data sentiasa diperolehi, diubahsuai dan dikemaskini
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke hadapan - contoh
Diberi fakta berikut:
Fakta-1 : ibu bagi adam ialah sitiFakta-2 : ibu bagi aliza ialah siti
Andaikan ada petua-petua berikut
Petua-1:IF ibu_bapa bagi X AND ibu_bapa bagi Y ialah PTHEN X adik_beradik Y
Petua-2:IF ibu bagi X ialah P THEN ibu_bapa bagi X ialah P
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke hadapan - contohmenyimpan padanan bahagian IF pada syarat petua dalam pangkalan petua
PETUA-1 padan?? TIDAK sebab tiada fakta ibu_bapa
PETUA-2 padan?? YA kedua-dua fakta-1 dan 2 padan
5. Engin taadbiran perlu mengambil satu fakta berpadanan ibu bagi adam ialah siti
6. masukkan Fakta-3: ibu_bapa adam ialah siti7. Petua-1 belum padan, maka guna Petua-28. Oleh kerana ibu bagi aliza ialah siti
masukkan Fakta-4: ibu_bapa aliza ialah siti10. Sekarang, Petua-1 padan, guna Fakta-3 dan
Fakta-4 masukkan 11. Fakta-5 : adam ialah adik_beradik alizaBerhenti carian (data-driven)
Petua-1:
IF ibu_bapa bagi X AND ibu_bapa bagi Y ialah P
THEN X adik_beradik Y
Petua-2:
IF ibu bagi X ialah P
THEN ibu_bapa bagi X ialah P
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke hadapan
• bertindak dgn baik jika masalah yang hendak diselesaikan bermula dgn pengumpulan maklumat dan mencari apa yang boleh diselesaikan
• boleh menyediakan sejumlah maklumat yang boleh dipertimbangkan dari hanya sejumlah kecil data
• satu pendekatan yang baik utk tugas penyelesaian masalah seperti perancangan, pengawasan, kawalan & pentafsiran
• Tidak dapat mengenal pasti sesetengah fakta/petua yang lebih penting dari yang lain. Sistem akan menanyakan semua soalan yang mungkin walaupun ia mungkin hanya perlu bertanyakan bbrp soalan sahaja utk mencapai keputusan
• Sistem mungkin bertanyakan soalan yang tidak berkaitan
Kelebihan Kelemahan
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke belakang
• Strategi taadbiran yang bertujuan membuktikan hipotesis dengan cara mengumpulkan maklumat yang menyokong
• bermula dengan matlamat untuk dibuktikan, memeriksa working memory samada matlamat telah ditambah
• Sebelum matlamat dapat dibuktikan, premis yang digunakan untuk menghasilkan matlamat perlu dibuktikan terlebih dahulu.
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke belakang
• Goal Driven
• Bermula dengan matlamat iaitu bahagian THEN dalam sesuatu petua.
Contoh:
1. A C2. B ^ C D3. D E
E merupakan matlamat yang dicapai daripada premis A, B, C, D. Bagi membuktikan E, premis A, B, C, D perlu dibuktikan terlebih dahulu.
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke belakang
• Aplikasi aplikasi yg mempunyai lebih banyak input drp kesudahan yang mungkin seperti diagnosis.
• Kebolehannya menjelajah kebelakang drp beberapa kesimpulan ke banyak input, menjadikannya lebih cekap daripada rantaian ke hadapan.
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke belakang - contoh
Diberi fakta berikut:
Fakta-1 : ibu bagi adam ialah sitiFakta-2 : ibu bagi aliza ialah siti
Andaikan ada petua-petua berikut
Petua-1:IF ibu_bapa bagi X AND ibu_bapa bagi Y ialah PTHEN X adik_beradik Y
Petua-2:IF ibu bagi X ialah P THEN ibu_bapa bagi X ialah P
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke belakang - contohBermula dengan gol dan cuba taadbir dari bahagian THEN petua (goal driven)
Mula dengan GOL/query : aliza adik_beradik SIAPA?
5. cuba padankan gol dengan fakta, tapi tiada fakta berkenaan adik_beradik
6. kemudian, cuba padankan gol dengan bahagian THEN petua : Petua-1?
7. perlu buktikan bahagian IF petua-1 benar. SUBGOL: taadbir ibu_bapa aliza
8. menyebabkan engin taadbiran mencuba Petua-2 untuk mencari ibu_bapa aliza
Petua-1:
IF ibu_bapa bagi X AND ibu_bapa bagi Y ialah P
THEN X adik_beradik Y
Petua-2:
IF ibu bagi X ialah P
THEN ibu_bapa bagi X ialah P
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke belakang - contohBermula dengan gol dan cuba taadbir dari bahagian THEN petua (goal driven)
Petua-2 buktikan bhg IF dgn memadankan Fakta-1 (ibu kepada aliza ialah siti) engin secara automatik meunifikasikan p/u X ke aliza dan P ke siti oleh itu bhg IF Petua-1 juga BENAR: ibu_bapa aliza ialah siti.
untuk buktikan sebahagian lagi Petua-1, perlu buktikan ibu_bapa Y ialah P rujuk Petua-2 pula, utk menentukan ibu_bapa sebagai bhg THEN padankan Fakta-2: ibu adam ialah siti oleh itu bhg kedua syarat BENAR: ibu_bapa adam ialah siti
oleh kerana engin telah buktikan syarat di Petua-1 BENAR GOL asal BENAR : aliza adik-beradik adam
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke belakang
• Bertindak dgn baik untuk masalah yg bermula dgn membentuk hipotesis dan mencari penyelesaian samada ia boleh dibuktikan.
• Fokus kepada gol/matlamat yang diberi. Ia menghasilkan siri soalan yg berkaitan keadaan yg sesuai bagi pengguna.
• Rantaian kehadapan cuba mentaadbir semua penyelesaian yang mungkin drp maklumat yg ada tetapi rantaian kebelakang mencari hanya sebahagian pangkalan pengetahuan yg berkaitan dengan masalah.
• pendekatan baik utk penyelesaian masalah spt diagnosis, prescription & debugging
Kelebihan
Strategi KawalanStrategi Kawalan
Rantaian ke belakang
Ia akan terus mengikut langkah taakulan yang ditetapkan walaupun ia sepatutnya meninggalkan langkah tersebut dan bertukar ke langkah lain.
Kelemahan