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Programação em Lógica Indutiva Jacques Robin DI-UFPE.

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1 Programação em Lógica Indutiva Jacques Robin DI-UFPE

2 Aprendizagem Indutivo Programação em Lógica Programação em Lógica Indutiva (IPL) O que é ILP (Inductive Logic Programming)? * ILP x resto da aprendizagem Descobre conhecimento novo expressado em lógica da 1a ordem * ILP x resto da programação em lógica Inverte mecanismos de dedução para implementar indução

3 Learning Feedback MLP Kohonen ID3 VS EBL ILP Supervised Reinforcement Unsupervised Prior Knowlegde Probas Learning Paradigm Symbolic Stat Conex Evol Fuzzy Numeric Logic CBR Clustering BN GA Logic PRAM Regression kNN Learned Function L0L1 f:{0,1} {0,1}f:R Rf:N N Linear¬Linear None

4 Programação em Lógica * Teoria Lógica = Especificação Formal = Implementação = Programa = BD dedutivo = Base de Conhecimento (BC) * Programar = apenas declarar axiomas e regras * Axiomas da TL: fatos da BC parte extensional do BDD (dados explícitos de um BD tradicional) * Regras da TL (e da BC): parte intencional do BDD * Teoremas da TL: deduzidos a partir dos axiomas e das regras dados implícitos do BDD * Executar programa = consultar BDD = provar teorema

5 ILP na mapa da programação em lógica Inductive Pure Deductive Hybrid || OO CSP GPPL DBQL LP Proba DDB DOOD Florid Life Progol Foil Cigol Prolog Datalog Metalog Eqlog log Parlog Logtalk Eclipse CDB Types Z R FD CLP(R) Disco

6 Revisão de Deductive Logic Programming (DLP): Lógica da 1a ordem Fórmula Fórmula-Atômica | (Fórmula) | Fórmula |Quantificador Variável,... Fórmula, | Fórmula Conectivo Fórmula Fórmula-Atômica Predicado(Termo,...) | Termo = Termo Termo Função(termo,...) | Constante | Variável Conectivo | | | Quantificador | | ! Constante wumpus | agente | flecha |... Variável X | Wumpus | Agente |... Predicado adjacente | vivo |... Função em | brisa |...

7 Revisão de DLP: unificação * Substituição de variáveis de um termo (ou formula) f: conjunto de pares Var/termo * Unificação de 2 termos f e g: substituição S das variáveis de f e g tal que S(f)=S(g) 2 resultados: t S t r=S(f)=S(g) * Exemplos: ?- prof(X,disc(Y,dept(di,ufpe))) = prof(geber,disc(ia,Z)). X = geber, Y = ia, Z = dept(di,ufpe). ? prof(X,disc(X,dept(di,ufpe))) = prof(geber,disc(ia,Z)) fail * Unificador mais geral: com menor número de variáveis instanciadas * Substituição mínima: com menor número de pares Var/const

8 Revisão de DLP: Cláusulas de Horn * Formulas de L1 da forma: * Muitas mas nem todas as formulas de L1 tem conjunto equivalente de cláusulas de Horn, cex: * Lógica de Horn: * Geralmente, programação em lógica: baseada em usa hipótese do mundo fechado, ie., t tudo que não é mencionado nem deduzível suposto falso com negação por falha nas premissas, ie, t not p(X) verificado sse p(X) falha t verificado sse no BDE ou na conclusão de uma regra com premissas verificadas

9 Revisão de DLP: Resolução * Forma geral: * Exemplos:

10 Revisão de DLP: refutação usando resolução

11 West é criminoso? Da lógica da 1a ordem para Prolog * Em L1: P,W,N american(P) & weapon(W) & nation(N) & hostile(N) & sells(P,N,W) => criminal(P) 2. W owns(nono,W) & missile(W) 3. W owns(nono,W) & missile(W) => sells(west,nono,W) 7. X missile(W) => weapon(W) 8. X enemy(N,america) => hostile(N) 4. american(west) 5. nation(nono) 6. enemy(nono,america) 9. nation(america) * Em Prolog: criminal(P) :- american(P), weapon(W), nation(N), hostile(N), sells(P,N,W). owns(nono,m1). missile(m1). sells(west,nono,W) :- owns(nono,W), missile(W). weapon(W) :- missile(W). hostile(N) :- enemy(N,america). american(west). nation(nono). enemy(nono,america). nation(america).

12 West é criminoso? Prova em Prolog criminal(P) :- american(P), weapon(W), nation(N), hostile(N), sells(P,N,W). owns(nono,m1). missile(m1). sells(west,nono,W) :- owns(nono,W), missile(W). weapon(W) :- missile(W). hostile(N) :- enemy(N,america). american(west). nation(america). enemy(nono,america). nation(nono). criminal(west)? <- yes. american(west)? -> yes. weapon(W)? <- W = m1. t missile(W)? -> W = m1. nation(N)? -> N = america. hostile(america)? <- no. t enemy(america,america)? -> no. backtrack: nation(N), N \ {america}? -> N = nono. hostile(nono)? <- yes. t enemy(nono,america)? -> yes. sells(west,nono,m1)? <- yes. t owns(nono,m1)? -> yes. t missile(nono,m1)? -> yes.

13 Motivação de ILP: porque querer induzir representações em lógica da 1a ordem? * ID3, version-space, redes neurais e redes bayesianas: induzem representações em lógica de ordem 0 não conseguem induzir relações abstratas e definições recursivas nem conseguem usar essas como conhecimento a priori do domínio * Tarefa de DLP : dados fatos Xi e conhecimento a priori B deduzir conclusões f(Xi) tal que: Xi,f(Xi) Xi B |= f(Xi) * Tarefa de ILP: indução como inverso de dedução dados exemplos (Xi,f(Xi)) e conhecimento a priori B aprende hipótese H tal que: Xi,f(Xi) Xi B H |= f(Xi) com Xi, f(Xi), B e H representados em L1

14 Aprender relação abstrata com ILP: daughter(D,P) = f(father,female,male,mother). Conhecimento a priori * Intencional: * parent(F,C) :- father(F,C). * parent(M,C) :- mother(P,C). * Extensional: * father(pat,ann). * father(tom,sue). * female(ann). * female(eve). * female(sue). * male(pat). * male(tom). * mother(eve,sue). * mother(ann,tom). Exemplos * Positivos: * daughter(sue,eve). * daughter(ann,pat). * Negativos: * not daughter(tom,ann). * not daughter(eve,ann). Objetivo: * Induzir: * daughter(D,P) :- female(D), parent(P,D).

15 Aprender daughter(D,P) com atributos (L0) Conhecimento a priori (extensional) name1 = ann … name5 = tom father11 = F … father31 = T … father54 = T mother11 = F … mother55 = F female1 = T … female5 = F male1 = F... Exemplos * Positivos: daughter42 = T daughter13 = T * Negativos: daughter11 = F … daughter44 = F Consegue induzir: * daughter(D,P) :- female(D), parent(P,D), D = {1,2,3,4,5}, P = {1,2,3,4,5}.

16 Aprender definição recursiva com ILP: ancestor = f(parent, ancestor). Conhecimento a priori * Intencional: parent(F,C) :- father(F,C). parent(M,C) :- mother(P,C). * Extensional: father(pat,ann). father(tom,sue). female(ann). female(eve). female(sue). male(pat). male(tom). mother(eve,sue). mother(ann,tom). Exemplos * Positivos: ancestor(tom,sue). ancestor(eve,sue).... * Negativos: not ancestor(ann,eve). not ancestor(sue,eve).... * Definição induzida: ancestor(A,D) :- parent(A,D). ancestor(A,D) :- parent(A,P), ancestor(P,D).

17 Dimensões de ILP * Tarefa: Grau de automação: interativo x autónomo Incremental (na apresentação dos dados): sim/não Semântica: monótona normal, monótona definita, não-monótona Descoberta de predicados: com/se Entrada: D+, D+^D-, D+^B, D+^D-^B Saída: um x vários predicados, LP x CLP * Abordagem: Operadores: -subsumption, rlgg, resolução ou implicação inversa Restrições da linguagem de hipótese L(H) (language bias): t sintáticas x semânticas t parametrizadas x declarativas Estratégia de busca: t Global: especialização (top-down) x generalização (bottom-up) t Local (preference bias):

18 Algoritmo genérico de ILP inicialize fila de hipótese FH * repetir delete H de FH escolha regras de inferências R1, …, Rk em R induz H1, …, Hn aplicando R1, …, Rk a H coloca H1, …, Hn em FH pode FH até satisfazer critérioDeParada para FH * Qualquer algoritmo de ILP: é uma instância desse algoritmo com definições e implementações particulares para: inicialize, delete, escolha, pode e critérioDeParada

19 Generalizacão x Especialização Generalização (busca bottom-up) * parte da hipótese a mais específica: um exemplo + * iterativamente generaliza-la * aplicando regras de indução * até a 1a que cobre: todos os exemplos + nenhum exemplo - inicializa : FH <- {h0}, h0 D+ * deleta: * escolha: * pode: critérioDeParada : Especialização (busca top-down) * parte da hipótese a mais geral: c(…,X,…) :-. * iterativamente especializa-la * aplicando regras de dedução * até a 1a que cobre: todos os exemplos + nenhum exemplo - inicializa : FH <- {c(…,X,…) :-.}. * deleta: * escolha: * pode: critérioDeParada :

20 Semântica monótona * Propriedades: Consistência a priori: B D- |= F Necessidade a priori: B | F Consistência a posteriori: B D- H |= F Completude a posteriori: B H |= D+ * Casos particulares: Monótona definida: t Monótona normal com B e H limitado a cláusulas definidas, t ie, c(X,Y) :- p(X), q(Y) mas não T :- p(X), q(Y). Monótona baseada em exemplos: t Monótona definida com todos D fatos instanciados (unit ground clauses) t ie, c(a,b) ou not c(a,b) mas nem c(X,b), nem c(a,b) :- p(a),q(b).

21 Modelos de Herbrand * M(L) modelo de Herbrand de um programa lógico L sse: M(L) = {p(…, c, …) | p pred(L) c const(L) L |= p(…,c,…)} = todos os fatos instanciados formados a partir de predicados e constantes de L e deriváveis a partir de L * Exemplo: L: male(paulo). female(ana). male(joao). parent(paulo,joao). parent(ana,joao). father(F,C) :- parent(F,C), male(F). mother(M,C) :- parent(F,C), female(M). M(L): male(paulo). female(ana). male(joao). parent(paulo,joao). parent(ana,joao). father(paulo,joao). mother(ana,joao). * Thm: L sem not M(L) mínimo

22 Semântica não-monótona * Pressupostos: D+ B D- = L(H) - B via hipótese do mundo fechado B limitado a cláusulas definidas M+(B) = modelo de Herbrand mínimo de B * Propriedades: Validade: H M+(B) Completude: H |= M+(B) Minimal: G H G inválido ou incompleto * Mais conservadora do que semântica monótona: B = {bird(tweety). bird(oliver).} D+ = {flies(tweety).} Com semântica monótona, flies(X) :- bird(X). H Com semântica não-monótona, flies(X) :- bird(X). H

23 Regras e operadores para ILP * Especialização (refinamento) baseado em -Subsumption * Relative Least General Generalization (RLGG) * Resolução inversa em V * Resolução inversa em W (invenção de predicados) * Implicação inversa * Derivação inversa (inverse entailment)

24 -Generalização ( -Subsumption) -Generalização ( -Subsumption) * G -generaliza S sse substituição, (G) S * ie, G se unifica com uma parte de S * ex, com = {D/ann}, daughter(D,P) :- female(D). -generaliza daughter(ann,P) :- female(ann), parent(P,ann). * Sugere 2 operadores de especializações: aplicar substituição e acrescentar premissa * (G -generaliza S) (G |= S) -- G entails S * mas ((G |= S) (G -generaliza S)) * contrex, G: humano(paiDe(H)) :- humano(H). S: humano(paide(paiDe(H))) :- humano(H). G |= S, porém G não -generaliza S

25 Generalização mínima relativa * Generalização mínima de 2 termos T e L (literais): substituição dos sub-termos que não se casam com variáveis ex, lgg(daughter(mary,ann),daughter(eve,tom)) = daughther(D,P) unificação inversa * Generalização mínima de 2 cláusulas: lgg(C1 :- P1, …, Q1., C2 :- P2, …, Q2) = lgg(C1,C2) :- lgg(P1,P2), …, lgg(Q1,Q2). ex, lgg(daughter(mary,ann) :- female(mary),parent(ann,mary)., daughter(eve,tom) :- female(eve),parent(tom,eve).) = = daughter(D,P) :- female(D), parent(P,D). * Generalização mínima de 2 termos C1 e C2 relativa a BDE = {D1, …, Dn} a priori: rlgg(C1,C2) = lgg(C1 :- D1, …, Dn., C2 :- D1, …, Dn)

26 Generalização mínima relativa: exemplo Com BDE = {parent(ann,mary). parent(ann,tom). parent(tom,eve). parent(tom,ian). female(ann). female(mary). female(eve).} rlgg(daughter(mary,ann)., daughter(eve,tom).) = lgg(daughter(mary,ann) :- BDE., daughter(eve,tom) :- BDE. ). = daughter(D,P) :- BDE, parent(ann,D0), parent(P,D), parent(P1,D1), parent(P2,D2), parent(P3,D3), parent(P4,D4), female(D1), female(D2), female(D). = daughther(D,P) :- parent(P,D),female(D). Em GOLEM: * premissas redundantes podadas usando bias semântico limitando busca a cláusulas determinadas.

27 Resolução inversa em V * Absorção: * Identificacão: * Para L1: necessidade de inverter unificação: achatar cláusulas introduzindo um novo predicado de aridade n+1 para cada função de aridade n ex, member(a,[a,b]) ou member(a,.(a,.(b,nil))) chateado em member(U,V) :- a(U), dot(V,U,X), dot(X,Y,Z), b(Y), nil(Z). unificação de 2 cláusulas achatadas reduz-se a casamento de padrão das suas premissas. * Limitação: vocabulário fixo de predicados

28 Exemplo de resolução inversa em V: encadeamento de 2 absorções E1: daughter(mary,ann). B1: parent(ann,mary). B2: female(mary). H1: daughter(mary,P) :- parent(P,mary). H2: daughter(D,P) :- parent(P,D), female(D). :{ann/P} :{mary/D} q1 = b21 = parent q2 = female p1 = p2 = daughter a11 = b11 = a21 = T

29 Resolução inversa em W: invenção de predicados * Intra-construção: * Inter-construção: * Limitações: incapacidade em inverter derivação envolvendo várias vezes a mesma cláusula hipotética complexidade da busca aumenta com conhecimento a priori ex, intra-construção: 2 cláusulas 3 cláusulas

30 Exemplo de invenção de predicado com intra-construção ancestor(A,D) :- ancestor(A,F), father(F,D). ancestor(A,D) :- ancestor(A,M), mother(M,D). ancestor(A,D) :- ancestor(A,P), q(P,D). q(P,D) :- father(P,D). q(P,D) :- mother(P,D). :{F/P}:{M/P} q = parent b1 = father p = a1 = ancestor c1 = mother

31 Busca top-down em reticulado de refinamento * Adaptação de ID3 para representação da 1a ordem * Espaço de hipótese: reticulado no qual cada no -generaliza seus filhos em cima: conclusão a aprender sem premissa em baixo: contradição ou hipótese mais específica Hms tal que: t Hms B |= D+ (e Hms B | D-) * Percorre reticulado de cima para baixo em largura 1a * Cada passo implementa uma abordagem gerar & testar gerar: todas as hipóteses Hn em L(H) refinando a hipótese atual testar: função heurística de: t número de D+ tal que: Hn B |= D+ t número de D- tal que: Hn B |= D- t tamanho de Hn

32 Busca top-down em reticulado de refinamento: exemplo daughter(D,P). daughter(D,D). daughter(D,P) :- parent(P,D). daughter(D,P) :- parent(D,X). daughter(D,P) :- female(D). daughter(D,P) :- female(D), female(D). daughter(D,P) :- female(D), parent(P,D).... daughter(D,P) :- parent(P,D), female(D)....

33 Derivação inversa * Como: B H |= D B D |= H B D |= M(B D) |= H H |= M(B D) G -generaliza S G |= S * Então, H pode ser computado em 2 passos: 1: Deduz M(B D) a partir de B e D 2: Calcula H = {h L(H) | h -generaliza M(B D)}

34 Restrições de L(H): motivação * Se L(H) contem qualquer cláusula de Horn gerável: por refinamento da cláusula sem premissa por resolução inversa de 2 elementos de B U D+ * Então: espaço de busca (seja bottom-up ou top-down) grande demais para ser explorado eficientemente as vezes até infinito * Restrição de L(H): meta-conhecimento heurístico a priori permitindo limitar espaço de busca

35 Restrições sintáticas de L(H) * Conhecimento estrutural a priori sobre as hipóteses: preciso e específico do domínio ou heurístico e geral * Dimensões: explícito/implícito parametrizado/declarativo * Formalismos de declaração explícito de bias sintático: conjuntos de cláusulas e predicados gramática de cláusulas definidas (DCG -- Definite Clause Grammar ) t formalismo built-in da programação em lógica para parsing and geração de linguagens) cláusulas da 2a ordem

36 Exemplo de restrições sintáticas declaradas com conjuntos de cláusulas e predicados { father(F,C) :- { male(F); female(F) }, parent(F,C); mother(M,C) :- { male(M); female(M) }, parent(M,C) } { father(F,C) :- male(F), female(F), parent(F.C); father(F,C) :- male(F), parent(F,C); father(F,C) :- female(F), parent(F.C); father(F,C) :- parent(F,C); mother(M,C) :- male(M), female(M), parent(M,C); mother(M,C) :- male(M), parent(M,C); mother(M,C) :- female(M), parent(MÇ); mother(M,C) :- parent(M,C);

37 Exemplo de restrições sintáticas declaradas com DCG head(father(P,C)). head(mother(P,C)). body(father(P,C) --> m(P),f(P),[parent(P,C)]. body(mother(P,C) --> m(P),f(P),[parent(P,C)]. m(M) --> [ ]. m(M) --> [male(M)]. f(M) --> [ ]. f(M) --> [female(M)].

38 Exemplo de restrições sintáticas declaradas com cláusulas da 2a ordem Q(P,F) :- R(P,F). Q(P,F) :- S(P). Q(P,F) :- S(P), R(P,F). Q(P,F) :- S1(P), S2(P), R(P,F). * Substituição da 2a ordem * = {Q/father,S/male,R/parent} * seleciona cláusula: father(P,F) :- male(P), parent(P,F).

39 Restrições sintáticas parametrizadas * lista dos nomes de predicado permitidos em hipóteses * número máximo de premissas por cláusula * número máximo de variáveis por cláusula * profundidade máxima dos termos das cláusulas * nível máximo dos termos das cláusulas: variável V é ligada em cláusula C :- P1, …, Pn sse: t V C, ou t i {1, …, n}, W V: V Pi W Pi W ligada em C :- P1, …, Pn. cláusula ligada sse todas suas variáveis são ligadas t ex, p(X) :- q(Z) não ligada, p(X) :- q(X,Y),r(Y,Z),u(Z,W) ligada. nível n(t) de um termo t em cláusula ligada C :- P1, …, Pn: t 0 se t C, ou 1 + min(n(s)) se t Pi s Pi t ex, n(C, grandfather(G) :- male(G), parent(G,F), parent(F,C)) = 2

40 Restrições semânticas de L(H): tipos e modos * Tipos: const(a). const(b). … clist([]). clist([H|T]) :- const(H), clist(T). * Modos: restrições sobre predicados na conclusão (modeh) ou premissa (modeb) das regras número de vezes que um predicado pode ser satisfeito tipos dos seus argumentos instanciação dos seus argumentos (constante #, variável de entrada + ou variável de saída -) ex: modos para append :- modeh(1,append(+clist,+clist,-clist))? :- modeh(1,append([+const|+clist],+clist,[-const|-clist]))? :- modeh(1,append(#clist,+clist,-clist))? :- modeb(1,append(+clist,+clist,-clist))? * Determinação:

41 Restrições semânticas de L(H): determinação * h(…,X0i,...) :- p1(...,X1j,…), …, pn(…,Xnk,…). determinada dados um conhecimento a priori B e exemplos D sse: as instanciações dos X0j, …, Xij restringem os X(i+1)j a um único valor, ie, i {1,…,n}, Xij pi, Xkl, k < I, ! v tal que: t Xij/v compatível com Xkl/vkl * Exemplo: D: parent(jef,paul). parent(jef,ann). male(paul). female(ann). hasFather(C) :- parent(P,C). determinada: P/jef isFather(F) :- parent(F,C). não determinada: C/{paul;ann} * Torna aprendizagem eficiente (porém incompleto)

42 Preferências sintáticas e probabilísticas * (H) = número de bits na codificação mínima de H * Thm: H que minimiza (H) em L(H) também maximiza P(H|B E) ie, a hipótese mais concisa sempre corresponde a mais verossímil * Prova: Thm de Bayes + Thm de Shannon * Justificação téorica do navalha de Occam

43 PROGOL: nas dimensões de ILP * Tarefa: Grau de automação: interativo ou autônomo Incremental (na apresentação dos dados): sim ou não Semântica: não-monótona Descoberta de predicados: ? Entrada: D+ ou D+^D- ou D+^B ou D+^D-^B Saída: um ou vários predicados, LP * Abordagem: Operadores: derivação inversa, -generalização Restrições da linguagem de hipótese L(H) (language bias): t sintáticas e semânticas t parametrizadas e declarativas Estratégia de busca: t Global: top-down, mais bottom-up bounded t Local: poda espaço usando função heurística f(H) estimando poderDePredição(H) x concisão(H)

44 PROGOL: algoritmo * Instância do algoritmo genérico de ILP com: inicialize: H = {obj(…,X,…) :- }. delete: d E, B H |= E escolha: H que maximiza f(H), função heurística de busca aproximando (poderDePredição(H),concisão(H)) pode : hipóteses mais específicas que M(B D) hipóteses que não pode mais melhorar f(H) * critérioDeParada: |falsos+| + |falsos-| < limiar de ruído, ou E =

45 PROGOL: função heurística de busca * f(H) = (P(p-n-c-h+1))/p, com: P = |E+| p = |E+ deduzidos de H| (verdadeiros +) n = |E- deduzidos de H| (falsos -) c = |H| (em número de literais) h = |variáveis de saída não restritas|

46 PROGOL: construir hipótese + específica % Restrições semânticas de L(H) :- set(r, 10000) % max Prolog unif :- set(h, 100) % max Prolog search depth :- modeh(1,implies5(+bool5, +bool5, -bool5). :- modeb(1,or5(+bool5, +bool5, -bool5). :- modeb(1,not5(+bool5, -bool5). bool5(X) :- integer(X), X => 0, X <= 4. % B: conhecimento a priori not5(I,Out) :- Out is 4 - I. or5(X,X,X). or5(I,J,Out) :- I > J, Out is I. or5(I,J,Out) :- I < J, Out is J. % E+: exemplos positivos implies5(4,4,4). implies5(4,0,0). implies5(0,4,4). implies5(1,2,3) % E-: exemplos negativos :- implies5(2,0,0). :- implies5(4,2,4). 1/ d= implies5(4,4,4) mode declar or5(4,4,4) M(B d) not5(4,0) M(B d) or5(4,0,4) M(B d) or5(0,4,4) M(B d) or5(0,0,0) M(B d) not5(4,0) M(B d) M(B d) = or5(4,4,4) not5(4,0) or5(4,0,4) or5(0,4,4) or5(0,0,0) not5(4,0) implies5(4,4,4). maxspec{h | h H |= e} = or5(A,A,A) not5(A,B) or5(A,B,A) or5(B,A,A) or5(B,B, B) not5(B,A) implies5(A,A,A). CProgol Version 4.4 |- consult(implies5a)? [No contradictions found] yes |- generalise(implies5/3)? [Generalising implies5(4,4,4).] [Most specific clause is] implies5(A,A,A) :- or5(A,A,A), not5(A,B), or5(A,B,A), or5(B,A,A), or5(B,B,B), not5(B,A).

47 PROGOL: Generalizar hipótese + especifica 1 % Restrições semânticas de L(H) :- set(r, 10000) % max Prolog unif :- set(h, 100) % max Prolog search depth :- modeh(1,implies5(+bool5, +bool5, -bool5). :- modeh(1,or5(+bool5, +bool5, -bool5). :- modeh(1,not5(+bool5, -bool5). bool5(X) :- integer(X), X => 0, X <= 4. % B: conhecimento a priori not5(I,Out) :- Out is 4 - I. or5(X,X,X). or5(I,J,Out) :- I > J, Out is I. or5(I,J,Out) :- I < J, Out is J. % E+: exemplos positivos implies5(4,4,4). implies5(4,0,0). implies5(0,4,4). implies5(1,2,3) % E-: exemplos negativos :- implies5(2,0,0). :- implies5(4,2,4). % Generalising implies5(A,A,A). [C:0,1,0,0 implies5(A,A,A).] [C:-5,1,1,0 implies5(A,B,A).] % pruned [C:2,3,1,0 implies5(A,B,B).] % 1st tried [C:0,2,0,1 implies5(A,A,B).] % pruned [C:1,5,2,1 implies5(A,B,C).] % 2nd % Specialising implies5(A,B,B) [C:0,3,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(B,B,B).] [C:0,3,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(B,B,C).] [C:0,2,0,0 implies5(A,B,B) :- or5(A,B,B).] [C:-2,2,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(A,B,A).] [C:0,3,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(A,B,C).] [C:0,2,0,0 implies5(A,B,B) :- or5(B,A,B).] [C:-2,2,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(B,A,A).] [C:0,3,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(B,A,C).] [C:0,3,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(A,A,A).] [C:0,3,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(A,A,C).] [C:0,3,1,0 implies5(A,B,B) :- not5(B,C).] [C:0,3,1,0 implies5(A,B,B) :- not5(A,C).] [C:-2,3,1,0 implies5(A,B,B) :- not5(B,C), or5(B,C,D).]... [C:-2,3,1,0 implies5(A,B,B) :- or5(A,A,C), not5(C,D).]

48 PROGOL: Generalizar hipótese + especifica 2 % Specialising implies5(A,B,C) [C:0,5,2,1 implies5(A,B,C) :- or5(A,A,A).]... [C:0,5,2,1 implies5(A,B,C) :- or5(B,B,D).] [C:-2,3,1,0 implies5(A,B,C) :- or5(B,B,C), not5(C,D).]... [C:0,4,0,1 implies5(A,B,C) :- or5(A,B,B), not5(B,D).] [C:0,5,2,1 implies5(A,B,C) :- not5(A,D).] [C:0,5,2,1 implies5(A,B,C) :- not5(B,D).] [C:0,4,0,0 implies5(A,B,C) :- or5(B,A,B), not5(A,D), or5(A,D,C).]... [C:-1,4,0,1 implies5(A,B,C) :- or5(A,B,B), not5(B,D), not5(D,E).] [C:0,4,1,0 implies5(A,B,C) :- not5(A,D), or5(A,D,C).] [C:-1,5,2,1 implies5(A,B,C) :- not5(A,D), or5(A,D,E).] [C:2,5,0,0 implies5(A,B,C) :- not5(A,D), or5(B,D,C).] % BINGO! [C:-3,3,1,1 implies5(A,B,C) :- not5(A,D), or5(B,D,B).] [C:-1,5,2,1 implies5(A,B,C) :- not5(A,D), or5(B,D,E).] [122 explored search nodes, f=2,p=5,n=0,h=0] [5 redundant clauses retracted] % Restrições semânticas de L(H) :- set(r, 10000) % max Prolog unif :- set(h, 100) % max Prolog search depth :- modeh(1,implies5(+bool5, +bool5, -bool5). :- modeh(1,or5(+bool5, +bool5, -bool5). :- modeh(1,not5(+bool5, -bool5). bool5(X) :- integer(X), X => 0, X <= 4. % B: conhecimento a priori not5(I,Out) :- Out is 4 - I. or5(X,X,X). or5(I,J,Out) :- I > J, Out is I. or5(I,J,Out) :- I < J, Out is J. % E+: exemplos positivos implies5(4,4,4). implies5(4,0,0). implies5(0,4,4). implies5(1,2,3) % E-: exemplos negativos :- implies5(2,0,0). :- implies5(4,2,4).

49 PROGOL: exemplo com ruído

50 Aplicações de ILP para KDD: previsão

51 Outras aplicações de ILP para KDD Outras aplicações de ILP para KDD * Classificação:

52 Aplicações de ILP para Engenharia de Software

53 ILP x outros métodos de aprendizagem * Vantagens de ILP? * Vantagens dos outros métodos?

54 Assuntos de pesquisa atual em ILP

55 Referências


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