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n Incremental n Aprende conceitos estruturais Aprende o conceito de um arco através de exemplos e contra-exemplos a ele fornecidos O Sistema ARCHES de Winston
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O Sistema ARCHES de Winston (Cont) 1. É um arco2. Não é um arco 3. Não é um arco 4. É um arco
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Conceito (Sistema ARCHES de Winston ) 1. Um arco consiste de três partes, dois postes e um lintel 2. Os dois postes têm forma retangular enquanto que o lintel pode ser uma classe de polígonos. Isto pode ser concluído dos exemplos 1 e 4 3. Os dois postes não podem se tocar. Isto pode ser concluído do exemplo negativo 2 4. Os dois postes devem suportar o lintel. Isto pode ser concluído do exemplo negativo 3
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Aprendizado por Exemplos: Sistema Arches 1. É um arco (+) 4. É um arco (+) 2. Não é um arco (-) 3. Não é um arco (-) a. Um arco consiste de três partes, dois postes e um lintel b. Os dois postes têm forma retangular enquanto o lintel pode ser uma classe de polígonos. Isto pode ser concluído dos exemplos 1 e 4 c. Os dois postes não podem se tocar. Isto pode ser concluído do exemplo negativo 2 d. Os dois postes devem suportar o lintel. Isto pode ser concluído do exemplo negativo 3
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Aprendizado de um Conceito C em Arches Para aprender um conceito C de uma dada seqüência de exemplos E 1, E 2,..., E n, na qual o primeiro exemplo E 1 deve ser obrigatoriamente um exemplo positivo de C, faça: 1. Adote E 1 como hipótese inicial H 1 sobre C 2. Processe todos os exemplos restantes da seguinte forma: Para cada E i (i = 2, 3,...) faça (a) Compare a hipótese corrente H i-1 com E i ; seja D o resultado dessa comparação (diferença entre H i-1 e E i ) (b) Atualize H i-1 de acordo com D, verificando também se Ei é um exemplo positivo ou negativo. O resultado desta atualização é uma hipótese refinada H i sobre C. O resultado final deste procedimento é H n, que representa o entendimento do sistema sobre o conceito C.
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Aprendizado de um Conceito C em Arches As duas operações principais do algoritmo visto são a comparação e a atualização da hipótese corrente, que, para serem implementadas, precisam ser refinadas. Deve ser observado que ambas as operações não são fáceis de implementar e variam bastante entre os diferentes sistemas de AM que as utilizam.
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Redes Semânticas Redes Semânticas são essencialmente grafos nos quais os nós correspondem a entidades cujas ligações indicam as relações entre essas entidades.
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Representação dos Exemplos tem_como_parte H1H1 suporta retângulo é_um - E3E3 retângulo é_um tem_como_parte + E4E4 suporta triângulo retângulo é_um tem_como_parte E2E2 - suporta retângulo é_um encosta tem_como_parte
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Exemplo A diferença D entre H 1 e E 2 é a relação extra, encosta, em E 2. Como esta é a única diferença, o sistema conclui que esta relação extra é a razão de E 2 não ser um arco. O sistema atualiza então a hipótese corrente H 1, aplicando o seguinte princípio de aprendizado heurístico: Se o exemplo é negativo e o exemplo contém a relação R que não está na hipótese corrente H Então proíba R em H (adicione não_deve_R em H) Aplicando-se esta regra a H 1, obtém-se uma nova hipótese H 2, que possui uma ligação extra não_deve_encostar. Então diz- se que H 2 é uma hipótese mais específica que H 1. tem_como_parte H1H1 suporta retângulo é_um H 1 torna-se a hipótese corrente do que um arco é E 2 é um contra-exemplo de um arco H 2 é uma hipótese mais específica que H 1. - E2E2 suporta retângulo encosta é_um suporta retângulo é_um não_deve_encostar H2H2 tem_como_parte
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Exemplo - E3E3 retângulo é_um tem_como_parte suporta retângulo é_um não_deve_encostar H2H2 Hipótese corrente Outro exemplo negativo de um arco Observar que as duas ligações suporta, presentes em H 2, não estão presentes em E 3. Então, é necessário que o sistema escolha uma das explicações: Nova hipótese Supondo que o aprendiz, que é mais “radical”, escolha a explicação 3, então ele chega numa nova hipótese H 3. Para manipular a falta de ligações podemos usar a regra da condição-ação: 1. E 3 não é um arco porque a ligação suporta à esquerda está faltando 2. E 3 não é um arco porque a ligação suporta à direita está faltando 3. E 3 não é um arco porque ambas as ligações suporta estão faltando Se o exemplo é negativo e o exemplo não contém a relação R que está presente na hipótese corrente H Então R deve ser uma condição necessária na nova hipótese. (adicione deve_R em H). deve- suportar retângulo não_deve_encostar H3H3 deve- suportar tem_como_parte
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Exemplo Observar que a mentalidade do aprendiz pode ser modelada, tanto para eleição das explicações referentes às diferenças entre hipóteses, quanto pela eleição do tipo de regra condição-ação a ser utilizada; Variando essas regras, o estilo de aprendizado pode variar entre dois extremos: em um deles tem-se um aprendizado cauteloso, prudente e precavido, no outro tem-se um aprendizado tipo “radical”.
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Exemplo deve- suportar retângulo não_deve_encostar H3H3 deve- suportar Hipótese corrente + E4E4 suporta triângulo retângulo é_um Outro exemplo positivo de um arco Nova hipótese Comparando E 4 com H 3 : em E 4 a parte de cima é um triângulo e em H 3 é um retângulo; Observamos que tanto retângulo quanto triângulo são pólígonos convexos (conhecimento de fundo); Logo, podemos atualizar a hipótese corrente para obter a hipótese H 4. Diz-se então, que a hipótese corrente foi generalizada. tem_como_parte H4H4 polígono_convexo retângulo deve- suportar é_um deve- suportar não_deve_encostar
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Exemplo H4H4 polígono_convexo retângulo deve- suportar é_um deve- suportar Nova hipótese A nova hipótese agora permite que a parte de cima seja um trapézio, por exemplo, mesmo que não tenha sido mostrado nenhum arco com um trapézio. Se for mostrado este novo exemplo ao sistema, ele será classificado pelo sistema como arco, pois sua representação em rede semântica satisfaz completamente o conceito de arco aprendido pelo sistema (i.e. a hipótese H 4 ). suporta trapézio retângulo é_um novo_objeto Um novo objeto e sua representação
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