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

O Sistema ARCHES de Winston (Cont) 1. É um arco2. Não é um arco 3. Não é um arco 4. É um arco

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

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

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.

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.

Redes Semânticas Redes Semânticas são essencialmente grafos nos quais os nós correspondem a entidades cujas ligações indicam as relações entre essas entidades.

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

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

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

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”.

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

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