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1 Inteligência Artificial Aula 5. 2 Esquema de Representação do Conhecimento baseado em Lógica Utiliza conhecimento declarativo, expresso por qualquer.

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1 1 Inteligência Artificial Aula 5

2 2 Esquema de Representação do Conhecimento baseado em Lógica Utiliza conhecimento declarativo, expresso por qualquer tipo de lógica: –primeira ordem; –multi-valorada; –fuzzy; desenvolvida por filósofos e matemáticos como processo de desenvolver inferências a partir de fatos;

3 3 Lógica fuzzy é uma lógica nebulosa com graus de certeza, validade, não existe V ou F e sim uma faixa onde as comprovações podem ser feitas FalsoVerdadeiro

4 4 A lógica de primeira ordem ou lógica de predicados mais utilizada na representação de conhecimento declarativo; uso de conectivos lógicos: – (e); – (ou); – (se então); – (se e somente se); – (não); – (quantificador universal- para todo); – (quantificador existencial - existe um);

5 5 através do uso de conectivos representamos sentenças, assumindo o valor verdadeiro ou falso na representação de fatos ou situações do domínio; através do uso dos quantificadores podemos generalizar relacionamento entre fatos; a representação de conhecimento através da lógica de predicados difundiu-se em IA através de duas implementações: –a linguagem PROLOG - implementa um subconjunto do cálculo de predicados através de conhecimento procedimental;

6 6 –provadores automáticos de teoremas, que implementam a prova da verdade ou falsidade de sentenças, confrontando-as com o c=banco de fatos existentes; fatos= predicados e argumentos; predicados = relacionamento entre os objetos ou o nome dos atributos dos objetos; objetos= argumentos dos predicados; exemplo: –todos os homens são mortais e Sócrates é homem podem ser representadas como: 1. x (Homem(x) Mortal(x)) 2. Homem (Sócrates)

7 7 – = quantificador universal; –Homem e Mortal são predicados; –x é uma variável; –Sócrates é uma constante; –vantagem na representação formal propiciada pela lógica é a derivação de novos fatos a partir de fatos já conhecidos como certos, as regras de inferência que podemos aplicar no exemplo acima são especialização e generalização ; –aplicando as regras de inferência nas premissas existentes derivamos: Sócrates é mortal, visto que é homem e todos os homens são mortais;

8 8 Regra de inferência = função sintática que, dado um conjunto de fórmulas lógicas, gera uma nova fórmula. ( raciocina baseada no conhecimento que já possui, gerando novos): –exemplos de regras de inferência expressas em lógica de primeira onde, sendo que A e B representam fórmula quaisquer: Modus Ponens (A (A B)) B Modus Tollens ( B A (A B)) A

9 9 Silogismo Hipotético ((A B) (B C )) (A C) Especialização x (A) A{x/a} Generalização A {x/a} x (A) onde A{x/a} significa a fórmula obtida pela substituição, na fórmula A, de todas as ocorrências da variável x por uma constante a; –popularização da representação baseada na lógica motivada pela inferência de novos fatos a partir de fatos antigos de forma mecanizada (linguagem faria este mecanismo de inferência em uma base de conhecimento pré- especificada);

10 10 Vantagens da representação baseada em lógica:Vantagens da representação baseada em lógica: –representação formal que possui um conjunto de regras de inferência através do qual, a partir de fatos iniciais se pode derivar outros fatos (que não estão explicitamente representados); –se pode garantir a verdade dos novos fatos deduzidos formalmente, se formem verdadeiros os fatos iniciais (raciocínio monotônico); –o fecho semântico, ou seja, o conjunto de inferências e conclusões que podem ser derivadas, á completamente especificado pelas regras de inferências;

11 11 –capacidade de explicação: dedução de novas regras através de regras já existentes, capacidade intuitiva de compreensão do domínio; –método de resolução é completo: a partir das regras de inferência, todas as conclusões possíveis logicamente implicadas pelo conjunto de fatos iniciais, podem ser provadas; –possui semântica formal bem entendida e aceita, uma notação sintática simples; Desvantagens da rep.baseada em lógica:Desvantagens da rep.baseada em lógica: –inadequado para: inferir novos dados a partir de dados incertos, valores relativos tipo muito quente, graus de certeza, crenças diferentes;

12 12 Generalizar seu conhecimento (raciocínio indutivo) a partir dos fatos iniciais; raciocinar analogicamente; –a lógica de predicados não fornece pistas quanto à localização dos fatos que serão utilizados na prova de um resultado desejado (apresenta dificuldades para representar conhecimento procedimental e/ou heurístico); –separa representação do conhecimento e processamento, sendo que a principal dificuldade consiste em determinar como os fatos armazenados na base podem ser usados, e não como devem ser armazenados; –potencialmente ineficiente, se não prestar atenção em como as cláusulas serão utilizadas;

13 13 –Falta de facilidades para estruturação do conhecimento, dificultando o uso desse esquema para grandes bases de conhecimento; exemplos STRIPS _ Stanford Research Institute Problem Solver projetado para resolver problemas de planejamento enfrentados por um robô ao rearranjar objetos e mover-se em um ambiente desordenado; exemplo de representações:exemplo de representações: –Marcos era um homem = Homem (Marcos); –Marcos nasceu um Pompéia = Pompeano (Marcos);

14 14 –Todos os que nasceram em Pompéia eram romanos = x: Pompeano (x) Romano(x); –César era um soberano = soberano (César); –Todos os romanos eram leais a César ou então odiavam-no = x: Romano (x) leal_a (x, César) odeia (x, César);

15 15 Regras de produção Exemplo de sistema de representação procedimental, baseado na lógica de primeira ordem (prolog constitui um exemplo desta abordagem); especialistas tendem a expressar suas técnicas de solução de problemas em termos de conjuntos de regras situação-ação; regras de produção = conhecimento é representado como uma coleção de regras do tipo se condição então ação;

16 16 –A ação corresponde a algum procedimento que acarreta uma conclusão ou mudança no estado corrente; –o conjunto de regras de produção é visto como uma representação de conhecimento procedimental, baseada em lógica de primeira ordem; este esquema representa uma das melhores meios disponíveis para codificação da experiência de especialistas, na resolução de problemas; regra de produção carater estímulo-resposta na representação ;

17 17 Principais propriedades das regras de produção: –incorporam conhecimento prático (heurístico) em regras se-então; –sua habilidade cresce em uma taxa proporcional ao crescimento da base de conhecimento (crescimento incremental); –pode resolver um grande intervalo de problemas possivelmente complexos utilizando regras relativamente simples e combinando os resultados de maneira apropriada; –podem explicar suas conclusões refazendo suas linhas de raciocínio e traduzindo a lógica de cada regra empregada em linguagem natural;

18 18 Cada regra aproxima um fragmento independente do conhecimento (conhecimento refinado com a adição de nova regra); as regras de produção descrevem as relações entre os objetos do domínio ( se... então...); –os objetos tem diversos atributos ligados a ele


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