ia i unidadiii

7/30/2019 Ia i Unidadiii

1/65

3.1 Reglas de produccin.

3.2 Sintaxis de las reglas de produccin.

- A1 A2 ... An => C

- representacin objeto-atributo-valor

3.3 Semntica de las reglas deproduccin

3.3.1 Conocimiento causal.3.3.2 Conocimiento de diagnstico.

3.4 Arquitectura de un sistema de

Produccin (SP) ( Sistemasbasados en reglas, SBR).

3.4.1 Hechos.

3.4.2 Base de conocimientos.

3.4.3 Mecanismo de control

3.5 Ciclo de vida de un sistema deProduccin

11/05/2012 Martnez 1

Unidad IIISistemas de razonamiento lgico.


2/65

11/05/2012 Martnez et al. 2

Unidad III: Sistemas de razonamiento lgico.3.1 Reglas de produccin.

Introduccin

La conducta inteligente es generada por reglas.

Normalmente, la gente asocia la inteligencia con las regularidades de la

conducta, y explica una conducta de acuerdo a tales regularidades.

Aparentemente, la conducta inteligente surge como consecuencia de una

regla, aun cuando los agentes inteligentes no sepan de que regla se

trate.

Usos originales de las Reglas de Produccin

Teora de Autmatas

Gramticas formales

Diseo de Lenguajes de Programacin


3/65


Unidad III: Sistemas de razonamiento lgico.3.1 Reglas de produccin.

Introduccin

Usos actuales de las Reglas de Produccin

Modelacin Psicolgica

Sistemas Expertos

En SEs las reglas de produccin tambin se llaman reglas condicin accin

o reglas situacin - accin.


4/65


Unidad III: Sistemas de razonamiento lgico.


Las reglas de produccin generalmente se implementan para

manipular estructuras simblicas (listas o vectores) y no

cadenas de smbolos.

Por lo anterior, el vocabulario ahora consta de tres conjuntos:

1. Un conjunto N con los nombres de los objetos del

dominio

2. Un conjunto P con los nombres de las propiedades que

imputan atributos a los objetos.

3. Un conjunto Vde valores que estos atributos pueden

tomar.

La gramtica es una tripleta del tipo (objeto, atributo, valor)


5/65




Las premisas son llamadas condiciones (lado izquierdo

de la regla), y las acciones las conclusiones (ladoderecho de la regla).


6/65





7/65




Cada elemento de condicin debe ir encerrado entre

parntesis.

Los elementos de condicin del antecedentes van unidos por

el smbolo and

Los elementos de condicin estn formados por tomos

Un tomo puede ser una constante o una variable (precedidodel smbolo $)

($1 E $2)


8/65




Las variables utilizados en el consecuente, son reemplazados

por los valores que tengan en el

Antecedente

Predicados del consecuente: Aadir y Borrar

Las acciones del consecuente van unidos por el smboloand


9/65




El costo del envo se incrementa en 1000 pesetas si se recibe en el mismo

da

Si (envo $e $origen $destino) ^ (dia-entrega $e hoy ) ^ (coste $e $coste)

Entonces Borrar (coste $e $coste)

Aadir (coste $e $coste + 1000)

Constantes: envo, dia-entrega, coste, hoy

Variable: $e, $coste, $origen, $destino


10/65

11/05/2012 Martnez et al. 10



Ejemplos:

El costo del envo se incrementa en 1000 pesetas si se

recibe en el mismo da

Si la edad del paciente es inferior a 10 aos, tiene

manchas rojas y fiebre, entonces tiene varicela.

Si el coche no arranca, lo primero a revisar es la bateria

Si el dlar baja, entonces hay que comprar dlares


11/65

11/05/2012 Martnez et al. 11



Cada elemento de condicin debe ir encerrado entre parntesis.

Los elementos de condicin del antecedentes van unidos por el smbolo

and

Los elementos de condicin estn formados por tomos

Un tomo puede ser una constante o una variable (precedido del smbolo

$)

($1 E $2)

Las variables utilizados en el consecuente, son reemplazados por los

valores que tengan en el

Antecedente Predicados del consecuente: Aadir y Borrar

Las acciones del consecuente van unidos por el smbolo and


12/65

11/05/2012 Martnez et al. 12



Ejemplo.

Premisa: (Persona Nombre Pedro Edad 40 Trabajo

Ninguno)

Regla: (p desempleado(Persona Nombre Pedro Edad 40 Trabajo

Ninguno)

(MAKE Task demanda pensin paraPedro))

MAKE modifica la memoria de trabajo.


13/65

11/05/2012 Martnez et al. 13



No son REGLAS

Problema 1: Una regla no es una estructura If ... Then ... Else

Ri: Si Condicin-1 LCondicin-2 LCondicin-3 L...

Entonces acciones-1

En caso contrario acciones -2

Solucin:

Identificar las condiciones que no se cumplen para la ejecucin de laacciones-2

Identificar condiciones adicionales en alguno de los bloques d

acciones

Crear dos reglas, una para cada bloque de acciones.


14/65

11/05/2012 Martnez et al. 14



No son REGLAS

Problema 2: No pueden aparecer OR en el consecuente de la regla

Ri: Si Condicin-1 LCondicin-2 LCondicin-3 L...

Entonces acciones-1 V acciones-2

Solucin:

Crear dos reglas, una para cada bloque de acciones.

Establecer prioridades entre las reglas

Identificar condiciones adicionalesRi: Si Condicin-1 LCondicin-2 LCondicin-3 L...Entonces acciones-1

Rj: Si Condicin-1 LCondicin-2 LCondicin-3 L...

Entonces acciones-2

Ri ms prioritaria que Rj


15/65

11/05/2012 Martnez et al. 15



No son REGLAS

Problema 3: No deben aparecer OR en el antecedente de la regla

Ri: Si Condicin-1 V Condicin-2

Entonces Acciones

Soluciones:

Crear dos reglas, una para cada bloque de condiciones

Establecer prioridades entre las reglas

Intentar averiguar si faltan condiciones en alguna de las reglas Comprobar que las acciones son realmente las mismas

Ri: Si Condicin-1 Entonces acciones

Rj: Si Condicin-2 Entonces acciones

Ri ms prioritaria que Rj

A la regla Rj se le aade la condicin-3


16/65

11/05/2012 Martnez et al. 16



No son REGLASProblema 4: En el consecuente de la regla no hay elementos de

decisin

Ri Si Condiciones-1 LCondicin-2 LCondicin-3 L...Entonces acciones-1

Si condiciones-4 L...

Entonces acciones-2

IF - ANIDADOS


17/65

11/05/2012 Martnez et al. 17



Solucin:

Nunca se deben introducir elementos de decisin en el consecuente de

la regla

Introducir sealizadores que provoquen la ejecucin prioritaria de reglas

con tales elementos

No olvidar borrar los sealizadoresRi: Si Condiciones-1 LCondicin-2 LCondicin-3 L...

Entonces acciones-1

Aadir (S)

Rj: Si S ^ condiciones-4 L

Entonces acciones-2Borrar (S)

Rj no se puede ejecutar

si no se ha ejecutado antes Ri

Las reglas con sealizadores, las mas prioritarias


18/65

11/05/2012 Martnez et al. 18



No son REGLAS

Problema 5: Desde una regla nunca se puede lanzar otra regla

Ri: Si Condicin-1 LCondicin-2Entonces Rj

Solucin:

Introducir sealizadores que provoquen la ejecucin de la regla Rj

No olvidar borrar los sealizadores al ejecutar la regla Rj


19/65

11/05/2012 Martnez et al. 19


3.3 Semntica de las reglas de produccin


20/65

11/05/2012 Martnez et al. 20




21/65

11/05/2012 Martnez et al. 21



Su funcin principal es generar una conducta. Dado un

conjunto de entradas, las reglas determinan una salida

dada (paradigma de programacin).

Las reglas de produccin determinan como se deben

manipular las estructuras simblicas que representan el

estado actual de mundo para alcanzar la representacin

ms prxima a la solucin.


22/65

11/05/2012 Martnez et al. 22



Control de la Conducta del Interprete

El interprete de un conjunto de reglas de produccin puede describirse entrminos de un ciclo reconocimiento acto consistente de los pasos:

1. Asociarlas premisas patrn de las reglas con los elementos de la

memoria de trabajo.2. Si hay ms de una regla por disparar, escogersolo una (resolucin de

conflictos).

3. Aplicar la regla agregando o borrando a la vez algn elemento de lamemoria de trabajo. Regresar al paso 1.

Normalmente, el elemento de arranque se inserta al inicio del cmputo. Los

paros vienen como consecuencia de la falta de reglas aplicables o por laaccin de una regla.

Instanciaciones, reglas deterministas y no deterministas.


23/65

11/05/2012 Martnez et al. 23


3.3 Semntica de las reglas de produccinControl de la Conducta del Interprete

Control Global. En general no usa conocimiento sobre el dominio. Se implementa en

hardware.

Control Local. Son dependientes del dominio, se implementan en software en forma

de meta-reglas.

Resolucin de Conflictos (Sensibilidad, Estabilidad)

Refractividad. No se puede disparar ms de una regla con los mismos datos. Eliminar

del conjunto conflicto las instanciaciones que ya hayan sido ejecutadas con

anterioridad.Novedad. Los elementos de la memoria de trabajo se pueden etiquetar para saber

cuando fueron agregadas.

Especificidad. Las instanciaciones de reglas ms especificas son preferibles sobre

aquellas ms generales.


24/65

11/05/2012 Martnez et al. 24


.


25/65

11/05/2012 Martnez et al. 25


3.3.1 Conocimiento causal.

Habilidad para inferir informacin sobre alguna faceta desconocida a partir de la

informacin disponible

Establecer las causas del fallo de un sistema a partir de los

sntomas observados

Clasificar objetos en categoras a partir de la observacin de laspropiedades de los mismos

Las generalizaciones habituales nos dicen cmo son las cosas: Las catedrales

castellanas son gticas. Forman juicios descriptivos de la realidad. A diferencia

de ellas, las generalizaciones causales nos explican el porqu de las cosas: Por

qu se ha muerto mi perro? Por qu hay paro? Por qu se adelantan las

elecciones?


26/65

11/05/2012 Martnez et al. 26



Relacin que vincula dos ideas a travs de una conexin supuestamente

necesaria.

Es uno de los tres principios de asociacin.

La causalidad no tiene carcter necesario cuando se aplica a las cuestiones de

hecho, sino que se funda en la costumbre:

La repeticin (o conjuncin constante) no es ms que una creencia;

es algo que esperamos que suceda,

no algo que deba suceder necesariamente sino

algo que debe ser evaluado en trminos de posibilidad.

En la medida en que el concepto de causalidad no puede aplicarse a hechos que

todava no han sucedido, porque no tenemos evidencia lo todava no acaecido, la

falta de un concepto de causalidad nos conduce necesariamente al escepticismo.


27/65

11/05/2012 Martnez et al. 27



La causalidad

El argumento causal pretende razonar la existencia de una causa para

determinado efecto. Su conclusin dice:

A causa B.

Mi perro ha muerto porque comi un cebo envenenado.

Esto no es ms que una manera de hablar, ya que, en rigor, no sabemos cmo

una causa produce un efecto. Abro un grifo y cae agua; le piso la cola al gato y

malla; tomo una aspirina y se esfuma mi dolor de cabeza; arrimo fuego a la

cera y sta se derrite; pulso las teclas del ordenador y aparecen letras en la

pantalla...


28/65

11/05/2012 Martnez et al. 28



El mundo est lleno de prodigios que no s sabe cmo se producen pero que

van seguidos.

Veo el rayo,

escucho el gran tronazo que le sigue

y digo: el rayo es la causa del trueno.

Sin duda representa un gran progreso dejar de atribuir los meteoros a la clera

de los dioses, pero limitado. Nunca le vemos la cara a una causa. No sabemos

qu es. No percibimos cmo germina un efecto.

Constatamos que determinadas acciones o sucesos se acompaan de otros.

Comprobamos que determinadas cosas a las que, para entendernos, llamamos

causas, se siguen de otras distintas consideradas efectos.


29/65

11/05/2012 Martnez et al. 29



Una causa es lo que hace a cualquier otra cosa empezar a existir, ya sea una

simple idea, una sustancia o un modo; y es efecto lo que obtiene su comienzo

de alguna otra cosa.

o

En el momento de orinar sent que el lquido tena olor de esprragos. Haba

comido, haca dos horas, una tortilla con esprragos. Comprend la ley de la

causalidad JOSEP PLA


30/65

11/05/2012 Martnez et al. 30



Las relaciones

Hablamos de causa cuando al fenmeno en cuestin, el efecto, le acompaa o

le precede otro con el que podemos asociarlo. Percibimos una relacin regular

entre la aparicin de dos sucesos.

As, pues, nuestra primera pregunta en la investigacin de una causa es acerca

de esa relacin:

Qu ha intervenido para modificar la marcha habitual de los

acontecimientos?

Qu cosa nueva ha ocurrido?Qu cambio se ha producido para que cambien las cosas? En una

palabra: con qu se relaciona esto que acaba de ocurrir?


31/65


32/65

11/05/2012 Martnez et al. 32



El argumento causal sencillo.

A la vista de lo dicho, podemos distinguir dos situaciones: los casos sencillos (con

una causa definida) y los complicados (en los que puede intervenir una

constelacin de causas).

En el caso sencillo, apreciamos una relacin manifiesta: Al fenmeno B le precede

regularmente el fenmeno A como condicin suficiente y necesaria.

A causa B porque:

Generalmente si ocurre A, se da B (condicin suficiente)

Y, generalmente, si no ocurre A, no se da B (condicin necesaria)Cuando ensayo con la trompeta, mi vecina golpea la pared.

Cuando no ensayo con la trompeta, mi vecina no golpea la pared.

Est claro que mi vecina golpea la pared porque ensayo con la trompeta.


33/65

11/05/2012 Martnez et al. 33



Es preciso, pues, comprobar que siempre o casi siempre que acta la causa, se

produce el efecto. Y, al revs, que cuando aqulla falta, nunca o casi nunca surge

el efecto. Si no es as, no podemos considerar que exista una relacin de causa-

efecto:Dicen los griegos que los vientos etesias son la causa de crecer el Nilo, porque le

impiden desaguar en el mar. Pero muchas veces no han soplado los etesias y el Nilo

hace lo mismo HERODOTO.

Claro est que no basta con una observacin aislada. Hay muchos acontecimientos que

ocurren de manera simultnea o sucesiva por pura casualidad:

Durante el ltimo eclipse una vaca pari un ternero con cinco patas.

Luis tuvo el accidente el da que dej su amuleto en casa


34/65

11/05/2012 Martnez et al. 34



Descartamos la casualidad comprobando la regularidad con que aparece larelacin, lo que exige varios casos u observaciones repetidas. Esto es una

generalizacin y exige, como se sabe, observaciones mltiples de resultado

homogneo: A siempre, casi siempre, con frecuencia, conduce a B. Generalmente, cuando duermo en esa habitacin me da el asma.

Y si no?

No.

Decimos generalmente porque, como en toda generalizacin presuntiva o

incompleta, siempre hay excepciones. Por ejemplo: frotar una cerilla causa su

encendido porque:Generalmente cuando se frota una cerilla, se enciende (salvo si est mojada)

Generalmente, cuando una cerilla no se frota, no se enciende (salvo que le arrimemosuna llama).

Casi siempre que ensayo con la trompeta, mi vecina golpea la pared (no siempre est

en casa).

Generalmente, cuando no ensayo con la trompeta, no golpea la pared (salvo que yo

practique con la guitarra elctrica)


35/65

11/05/2012 Martnez et al. 35

Se basa en el anlisis formal y estadstico de el comportamiento de

algunos elementos en diferentes situaciones


3.3.2 Conocimiento de diagnstico.


36/65

11/05/2012 Martnez et al. 36

Se basa en el anlisis formal y estadstico de el comportamiento de

algunos elementos en diferentes situaciones




37/65

11/05/2012 Martnez et al. 37



Modelo MYCIN

Universidad de Stanford

Propsito: diagnstico y tratamiento de enfermedades infecciosas de la

sangre

Emplea reglas de produccin y encadenamiento dirigido por objetivo

Introdujo el concepto de factor de certeza permitiendo el razonamiento

con incertidumbre

Un factor de certeza es un nmero que indica el grado de confianza que se

puede tener en una determinada respuesta


38/65

11/05/2012 Martnez et al. 38


3.4 Arquitectura de un sistema de Produccin (SP) ( Sistemas

basados en reglas, SBR).


39/65

11/05/2012 Martnez et al. 39





40/65


41/65

11/05/2012 Martnez et al. 41

Operaciones bsicas





42/65

11/05/2012 Martnez et al. 42

3.4.1 Hechos.




Se le denomina Hecho: a una declaracin de que algo es verdadero,es decir es un hecho conocido, o una afirmacin (fact).

Hechos no estructurados:

Listas, Strings, etc.

Conjunto de pares: Variable-Valor

Conjunto de tuplas Objeto Atributo

Valor

Patrones

Otras representaciones:

Declarativas (lgica), Estructurales (redes,

frames),

Hecho: Var. cuyo valor es una cte. ocjto. de ctes.

Informacin que es nica.

Sexo, Edad, Temperatura, ...

Varriables multi valor

Valor puede ser un grupo de ctes.

Enfermedad, Sntomas,{ sexo = hombre, edad = 27,

dolencia = { fiebre, dolor abdominal },

enfermedad = { aneurisma artico }

}


43/65

11/05/2012 Martnez et al. 43

3.4.2 Base de conocimientos.




Al conjunto de afirmaciones se le conoce a menudo con el nombre de

Memoria de Trabajo o Base de Afirmaciones

- almacena datos y conclusiones

De igual forma, al conjunto de reglas se lo denomina base de reglas oBase de Conocimiento.

- Almacena el conocimiento del dominio

d d d l


44/65

11/05/2012 Martnez et al. 44

Ejemplo




Base de Conocimiento

Si hist-credito & solvente & refer

Entonces otorga-prestSi tarjetas-credito > 2 Entonces

hist-credito

Si hipoteca-casa OR prest-carro

Entonces hist-credito

Si ingresos > pago-mensual x 3Entonces solvente

Si ref-1 & ref-2 & ref-3

Entonces refer

Memoria de Trabajo

ingresos=1000

pago-mensual=200

hipoteca-casa

ref-Maria

ref-Juan

ref-Pedro

id d Si d i l i


45/65

11/05/2012 Martnez et al. 45

Memoria de Trabajo.




Al conjunto de afirmaciones se le

conoce a menudo con el nombre

de Memoria de Trabajo o Basede Afirmaciones o Base deConocimientos

De igual forma, al conjunto de

reglas se lo denomina base de

reglas.

U id d III Si d i l i


46/65

11/05/2012 Martnez et al. 46

3.4.3 Mecanismo de control




U id d III Si d i l i


47/65

11/05/2012 Martnez et al. 47



basados en reglas, SBR).3.4.3 Mecanismo de control

U id d III Si t d i t l i


48/65

11/05/2012 Martnez et al. 48

Encadenamiento progresivo y regresivo






49/65

11/05/2012 Martnez et al. 49






50/65

11/05/2012 Martnez et al. 50

Encadenamiento progresivo


3.4 3.5 Ciclo de vida de un sistema de Produccin



51/65

11/05/2012 Martnez et al. 51


3.5 Ciclo de vida de un sistema de Produccin

Fases:

Unificacin (Matching o Casamiento).- En este paso, en las reglas en la base de

conocimientos se prueban los hechos conocidos al momento para ver cules son las que

resulten satisfechas. Para decir que una regla ha sido satisfecha, se requiere que todas

las premisas o antecedentes de la regla resuelvan a verdadero.

Resolucin de Conflictos.- Es posible que en la fase de unificacin resulten satisfechas

varias reglas. La resolucin de conflictos involucra la seleccin de la regla que tenga la

ms alta prioridad de entre el conjunto de reglas que han sido satisfechas.

Ejecucin.- El ltimo paso en la interpretacin de reglas es la ejecucin de la regla. La

ejecucin puede dar lugar a uno o dos resultados posibles: nuevo hecho (o hechos)

pueden ser derivados y aadidos a la base de hechos, o una nueva regla (o reglas)

pueden ser aadidas al conjunto de reglas (base de conocimiento) que el sistema

considera para ejecucin.

Unidad III Sistemas de razonamiento lgico


52/65

11/05/2012 Martnez et al. 52


3.5 Ciclo de vida de un sistema de Produccin (ejemplo)

Unidad III: Sistemas de razonamiento lgico


53/65

11/05/2012 Martnez et al. 53



Reglas



54/65

11/05/2012 Martnez et al. 54



Reglas



55/65

11/05/2012 Martnez et al. 55



Reglas



56/65

11/05/2012 Martnez et al. 56



Reglas



57/65

11/05/2012 Martnez et al. 57



Reglas



58/65

11/05/2012 Martnez et al. 58



Razonamiento Progresivo



59/65

11/05/2012 Martnez et al. 59



Razonamiento Progresivo (hacia delante)



60/65

11/05/2012 Martnez et al. 60



Razonamiento Progresivo (hacia delante)



61/65

11/05/2012 Martnez et al. 61



Razonamiento Regresivo (hacia atrs)



62/65

11/05/2012 Martnez et al. 62






63/65

11/05/2012 Martnez et al. 63






64/65

11/05/2012 Martnez et al. 64






65/65



Ventajas y Desventajas: Cuando usar cada uno?

ia i unidadiii

Documents