Penalaran Nonmonotonik

Penalaran nonmonotonik memformalkan inferensi di mana penambahan informasi baru dapat menarik kembali kesimpulan yang telah ditarik sebelumnya, menangkap karakter pemikiran akal sehat yang dapat dibatalkan dan sarat dengan asumsi bawaan.

Definition

Sistem penalaran bersifat nonmonotonik ketika kumpulan kesimpulan tidak tumbuh secara monotonik dengan premis: mempelajari fakta baru dapat membatalkan inferensi sebelumnya, seperti ketika menemukan bahwa burung tertentu adalah penguin menarik kembali kesimpulan default bahwa ia dapat terbang.

Scope

Topik ini mencakup logika dan metode untuk penalaran dengan informasi tidak lengkap dan asumsi bawaan, di mana kesimpulan bersifat tentatif dan dapat ditarik kembali: logika default, sirkumskripsi, asumsi dunia tertutup, negasi sebagai kegagalan, dan gagasan yang lebih luas tentang inferensi yang dapat dibatalkan. Ini membahas mengapa monotonisitas logika klasik tidak memadai untuk penalaran akal sehat dan bagaimana formalisme nonmonotonik mengembalikan kemampuan untuk melompat ke dan kemudian merevisi kesimpulan. Pendekatan probabilistik terhadap ketidakpastian dibahas dalam penalaran di bawah ketidakpastian.

Core questions

• Mengapa logika klasik bersifat monotonik, dan mengapa penalaran akal sehat membutuhkan nonmonotonisitas?
• Bagaimana aturan default memberikan kesimpulan tentatif tanpa adanya bukti yang bertentangan?
• Bagaimana sirkumskripsi meminimalkan perluasan predikat abnormalitas untuk menangkap asumsi bawaan?
• Bagaimana konflik antara asumsi bawaan dan pengecualian diselesaikan ketika informasi baru tiba?

Key concepts

• monotonisitas vs. nonmonotonisitas
• aturan default dan ekstensi
• sirkumskripsi
• asumsi dunia tertutup
• negasi sebagai kegagalan
• inferensi yang dapat dibatalkan
• predikat abnormalitas
• revisi kepercayaan

Key theories

Logika default

Logika default Reiter menambah logika klasik dengan aturan default berbentuk 'jika A berlaku dan konsisten untuk mengasumsikan B, maka simpulkan B,' menghasilkan kumpulan kesimpulan (ekstensi) yang memberikan asumsi bawaan akal sehat sambil tetap dapat ditarik kembali.

Sirkumskripsi

Sirkumskripsi McCarthy adalah inferensi nonmonotonik yang meminimalkan perluasan predikat terpilih (abnormalitas), memformalkan asumsi bahwa segala sesuatu senormal mungkin sesuai fakta yang diketahui dan dengan demikian membenarkan kesimpulan default.

Asumsi dunia tertutup dan negasi sebagai kegagalan

Memperlakukan tidak adanya fakta dari basis pengetahuan sebagai bukti kepalsuannya (asumsi dunia tertutup, yang direalisasikan secara operasional sebagai negasi sebagai kegagalan) adalah mekanisme nonmonotonik yang banyak digunakan, sentral dalam pemrograman logika dan basis data.

Clinical relevance

Mekanisme nonmonotonik muncul di mana pun sistem harus bernalar dengan informasi tidak lengkap dan asumsi bawaan yang masuk akal: pemrograman logika dan basis data deduktif (melalui negasi sebagai kegagalan), sistem pakar berbasis aturan dengan pengecualian, pemrograman set jawaban untuk penalaran kombinatorial, dan model formal penalaran akal sehat dan hukum.

History

Sekelompok makalah fundamental dalam edisi khusus Artificial Intelligence tahun 1980, termasuk logika default Reiter dan sirkumskripsi McCarthy, meluncurkan studi formal penalaran nonmonotonik sebagai tanggapan terhadap masalah bingkai dan ketidakcukupan logika klasik untuk akal sehat. Bidang ini kemudian berkembang menjadi pemrograman set jawaban dan revisi kepercayaan.

Key figures

• Raymond Reiter
• John McCarthy
• Drew McDermott
• Jon Doyle
• Robert C. Moore

Seminal works

• reiter1980
• mccarthy1980

Frequently asked questions

Apa arti 'nonmonotonik'?

Dalam logika klasik, penambahan premis tidak pernah menghilangkan kesimpulan: kumpulan teorema hanya bertambah, yang disebut monotonik. Penalaran bersifat nonmonotonik ketika informasi baru dapat menyebabkan kesimpulan sebelumnya ditarik kembali, seperti yang terjadi dengan asumsi default yang ternyata memiliki pengecualian.

Mengapa logika klasik tidak dapat menangani asumsi bawaan akal sehat?

Logika klasik bersifat monotonik, sehingga asumsi bawaan seperti 'burung umumnya terbang' tidak dapat dinyatakan sebagai aturan ketat tanpa menjadi salah untuk pengecualian seperti penguin. Logika nonmonotonik memungkinkan asumsi bawaan tersebut berlaku secara tentatif dan dikesampingkan ketika fakta spesifik yang bertentangan diketahui.