بازنمایی و استدلال دانش
بازنمایی و استدلال دانش شاخهای از هوش مصنوعی است که به رمزگذاری حقایق مربوط به جهان به شکلی که رایانه بتواند از آن استفاده کند و استخراج نتایج جدید از آن دانش رمزگذاری شده میپردازد.
Definition
بازنمایی و استدلال دانش مطالعه چگونگی بیان آنچه یک عامل میداند در یک زبان رسمی و چگونگی محاسبه پیامدهای منطقی آن دانش است، به طوری که عامل بتواند به سوالات پاسخ دهد و در مورد نحوه عمل تصمیم بگیرد.
Scope
این حوزه شامل فرمالیسمهای مورد استفاده برای بازنمایی نمادین دانش و رویههای استنتاجی است که بر روی آنها عمل میکنند: منطق گزارهای و مرتبه اول با اثبات قضیه و حل، شبکههای معنایی، فریمها و هستیشناسیها، منطقهای توصیف، و استدلال غیریکنواخت و پیشفرض. این حوزه به بررسی چگونگی مبادله بین گویایی یک بازنمایی و قابلیت پیگیری استدلال، و چگونگی پرسوجو و نگهداری پایگاههای دانش میپردازد. بازنماییهای آماری و یادگرفته شده دانش به زیرشاخه یادگیری ماشین تعلق دارند، و استدلال به طور خاص در مورد احتمال تحت عنوان استدلال در شرایط عدم قطعیت مورد بررسی قرار میگیرد.
Sub-topics
Core questions
- چگونه میتوان حقایق، قوانین و روابط مربوط به یک دامنه را در یک زبان رسمی و قابل استفاده توسط ماشین بیان کرد؟
- چه رویههای استنتاجی حقایق جدیدی را که از یک پایگاه دانش پیروی میکنند، استخراج میکنند و آیا آنها صحیح و کامل هستند؟
- چگونه گویایی یک بازنمایی با هزینه محاسباتی استدلال با آن مبادله میشود؟
- چگونه استدلال باید اطلاعات ناقص و مفروضات پیشفرض را که ممکن است بعداً پس گرفته شوند، مدیریت کند؟
Key concepts
- منطق گزارهای و مرتبه اول
- استلزام و استنتاج
- حل و اثبات قضیه
- شبکههای معنایی و فریمها
- هستیشناسیها
- منطقهای توصیف
- استدلال غیریکنواخت و پیشفرض
- مشکل فریم
- مبادله گویایی در برابر قابلیت پیگیری
Key theories
- منطق به عنوان یک زبان بازنمایی
- منطق گزارهای و مرتبه اول یک نحو رسمی و یک معناشناسی مدلمحور را فراهم میکنند که در آن استلزام، استنتاج صحیح را در بر میگیرد و به بازنمایی دانش یک مفهوم دقیق از اینکه چه نتایجی توسط یک پایگاه دانش تضمین میشوند، میدهد.
- حل و استنتاج خودکار
- اصل حل رابینسون، استنتاج منطقی را به یک قاعده واحد و قابل مکانیزه بر روی بندها کاهش میدهد، که اثبات قضیه کامل رد برای منطق مرتبه اول را ممکن میسازد و زیربنای برنامهنویسی منطقی و سیستمهای استدلال خودکار است.
- مشکل فریم و استدلال عقل سلیم
- مککارتی و هیز دشواری بازنمایی آنچه تغییر میکند و آنچه تغییر نمیکند هنگام وقوع اقدامات (مشکل فریم) را شناسایی کردند، که چالشهای عمیقی را در رسمیسازی دانش عقل سلیم آشکار ساخت و الهامبخش بسیاری از کارهای بعدی در منطق غیریکنواخت شد.
Clinical relevance
بازنمایی دانش زیربنای سیستمهای خبره، وب معنایی و دادههای پیوندی، کاربردهای مبتنی بر هستیشناسی در زیستپزشکی و مهندسی، پاسخگویی به پرسوجو بر روی پایگاههای دانش ساختاریافته، و تأیید رسمی سیستمها است؛ هستیشناسیهای ساخته شده بر اساس منطقهای توصیف برای گرافهای دانش در مقیاس بزرگ محوری هستند.
History
بازنمایی دانش مبتنی بر منطق با پیشنهاد مککارتی در سال ۱۹۵۹ برای یک «مشاور» آغاز شد و با تحلیل مشکل فریم مککارتی-هیز (۱۹۶۹) و اصل حل رابینسون (۱۹۶۵) تعمیق یافت. رویکردهای ساختاریافته موازی منجر به شبکههای معنایی و فریمهای مینسکای در دهه ۱۹۷۰ شد که بعدها به عنوان منطقهای توصیف که زیربنای هستیشناسیهای مدرن هستند، رسمی شدند.
Debates
- بازنماییهای منطقی در برابر رویهای و ساختاریافته
- یک بحث طولانیمدت، بازنمایی دانش به صورت اعلانی در منطق، با استنتاج عمومی، را در برابر بازنماییهای ساختاریافته یا رویهای (فریمها، شبکههای معنایی، اسکریپتها) که استدلال میشود سازمان عقل سلیم را بهتر به تصویر میکشند، مقایسه میکند؛ منطقهای توصیف تا حدی این دو را با ارائه یک معناشناسی منطقی به بازنماییهای ساختاریافته آشتی دادند.
Key figures
- John McCarthy
- Patrick J. Hayes
- John Alan Robinson
- Ronald J. Brachman
- Hector J. Levesque
- Marvin Minsky
Related topics
Seminal works
- mccarthy1969
- robinson1965
- brachman2004
Frequently asked questions
- تفاوت بین بازنمایی دانش و پایگاه داده چیست؟
- یک پایگاه داده حقایق صریح را ذخیره میکند و به پرسوجوها در مورد آنها پاسخ میدهد، در حالی که یک سیستم بازنمایی دانش همچنین قوانین و روابط عمومی را رمزگذاری میکند و از استنتاج برای استخراج حقایقی استفاده میکند که هرگز به صراحت ذخیره نشدهاند. تأکید در بازنمایی دانش بر استدلال است، نه فقط بازیابی.
- چرا بین گویایی و قابلیت پیگیری مبادله وجود دارد؟
- زبانهای گویاتر میتوانند حقایق ظریفتری را بیان کنند، اما معمولاً استنتاج را از نظر محاسباتی دشوارتر، و گاهی اوقات غیرقابل تصمیمگیری میکنند. تحقیقات بازنمایی دانش به دنبال زبانهایی مانند برخی منطقهای توصیف است که به اندازه کافی گویا باشند تا مفید واقع شوند، در حالی که استدلال را قابل تصمیمگیری و کارآمد نگه دارند.