Case - Base Reasoning và khả năng tiếp cận bằng logic vị từ - Môn Thị trường và các định chế tài chính - Đại Học Kinh Tế - Đại học Đà Nẵng

Phương pháp tìm lòi giải dựa trên các ca suy luận mẫu đã có (Case-based reasoning - CBR) được khởi xướng từ thập kỷ 80 và ngày càng thu hút môi quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu [1, 2, 3, 4]. CBR hoạt động theo cơ chế so sánh bài toán cần giải với các bài toán mẫu dã có lời giải và tìm cách đưa ra một lời giải dựa trên lòi giải mẫu. Tài liệu giúp bạn tham khảo ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

Thông tin:
10 trang 4 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Case - Base Reasoning và khả năng tiếp cận bằng logic vị từ - Môn Thị trường và các định chế tài chính - Đại Học Kinh Tế - Đại học Đà Nẵng

Phương pháp tìm lòi giải dựa trên các ca suy luận mẫu đã có (Case-based reasoning - CBR) được khởi xướng từ thập kỷ 80 và ngày càng thu hút môi quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu [1, 2, 3, 4]. CBR hoạt động theo cơ chế so sánh bài toán cần giải với các bài toán mẫu dã có lời giải và tìm cách đưa ra một lời giải dựa trên lòi giải mẫu. Tài liệu giúp bạn tham khảo ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

39 20 lượt tải Tải xuống
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
TAP
CHI KHOA HOC ĐHQGHN, KHTN & CN, T.xx,
So
2004
4
,
CASE-BASED REASONING VA KHA NANG TIEP CAN
BANG LOGIC V TỪ
Nguyền Vit Hà, Phạm Ngọc Hùng, HĐàm
Trường Đại học Công nghệ, Đại học quốc gia Hà Ni
Trần Vũ Việt Anh
Đại học quốc gia Singapore
1
. Đặt vấn để
Phương pháp tìm lòi gii dựa trên c ca suy luận mẫu đã (Case-based reasoning -
CBR) được khởi ng tthập k 80 và ngày ng thu hút môi quan tâm của nhiu nhà
nghiên cứu [1, 2, 3, 4]. CBR hoạt động theo cơ chế so nh bài toán cần gii vi các i toán
mẫu li gii và tìm ch đưa ra một li gii dựa trên lòi gii mẫu. Đã nhiu hệ.
thống CBR được phát trin như các hệ chuyên gia chẩn đoán hỏng hóc, lp kế hoạch hay lập
luận vluật.
Tuy vậy, chê suy luặn của CBR vẫn chưa được nh thức hóa chặt chè. Nhiều
nghiên cứu và ng dụng ch chú trng vào việc tìm kiếm bài toán cũ tương tvà đưa ra li
giải mi bằng ch thay t tkhóa. Đặc tcủa CBR là sdụng li lòi gii cũ, do đó một
số ln trong c bước suy diễn đđưa ra lòi giải mi b loại bỏ. Điều này dẫn đến vân đề k
dám báo cưc tính đúng đắn vmặt logic của li giải mi. Thêm nữa, cài đặt CBR thường
ktông quát a do phải phôi hp giữa các tri thức kinh nghiệm là các lòi gii đã biết và
c tri thức tổng hợp vê miền i toán. Chưa tn ti ng dụng CBR nào tận dụng được năng
lực suy diễn và tính tưng minh của logic v từ. Trong bài báo y, chúng tôi phân tích ka
cạnh suy diễn ca CBR và đề xuất một phương thức cài đặt CBR bằng logic v t cấp một.
Trong phương thức này, li giải đóng vai trò là c kinh nghiệm suy luận giúp tăng tốc
cỉtìm li giải mi và tính đúng đắn của lòi giải mi được đảm bảo bằng suy diễn.
2
. Case-based reasoning
2.1
. Khái niệm
CBR là phương pháp tìm li giải dựa trên việc sdụng lại c li gii (ca suy luận)
trong quá khứ. CBR là phương pháp tương đối mới và chưa được hình thức a một cách
chặt chẽ. V bán, CBR tìm li gii như sau (nh 1) [2]:
Lưu c
ca suy luận
đã gặp trong quá khứ vào CSDL ca suy luận.
Khi tìm li gii cho một bài toán mi, trước tiên tìm kiếm c i toán tương t
trong CSDL ca suy luận.
5
1
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
52
Nguyen Việt , Phm Nuc ng.
Đưa ra li gii mối bàng ch hiệu chỉnh lòi gii của ca suy luận tìm được.
Lưu ca suy luận mi tạo ra vào CSDL ca suy luận.
Ca suy luận thông tng được biểu din i dạng một bộ gồm
đặc tbài toán
và
lời
giải.
Qtrình tìm li giải cho bài toán mi
được
bắt đầu bằng việc tìm kiếm ca suy luận
tương tự. Đặc tđược to ra bằng ch chỉ
số
hóa các đặc trưng và việc tìm kiếm thông
tng được thực hiện bằng ch so sánh các chỉ sô" này.
Lòi giải của ca suy luận tng được biểu diễn bằng c khung tri thức (frame). Các
khung tri thức phù hợp vi việc mô tnhiu khái niệm tri thức khác nhau, nhất là các tri
thức dưối dạng kinh nghim.
Qtrình tạo ra li giải mi t li gii đã có thường được tiến nh theo hai bước: tái
sứ dụng và hiệu chỉnh. Trưc tiên, li gii được tái sử dụng thông qua c phương pháp
đơn giản nthay ttkhóa. Sau đó, cần hiệu chnh li gii này sao cho thực sự phù hợp
vi bài tn cần giải. Việc hiệu chỉnh phụ thuộc rt nhiều vào miền ng dụng và hiện tại thì
vi mỗi hệ CBR cụ thê thì người ta lại phát triển một cơ chê riêng. Có tnói hiu chỉnh
chính là nhân tô quyết định sự thành công của CBR và chưa có một chiệu chính thế
áp dụng một ch tống quát.
Lời gii mi đưc tạo ra có tđược cập nhật vào CSDL ca suy luận đê sdụng lại
trong tương lai. Việc cập nhật không nhất thiết là tm ca suy luận mi mà có thê là hiệu
chỉnh ca suy luận cđế cho mang tính đại din n. CSDL ca suy luận cũng không nhất
thiết chỉ lưu c ca suy luận thành công mà cũng thể chứa cả các ca suy luận không
thành công.
CBR đang được nghiên cứu và ng dụng một ch rng rãi, đặc biệt là vi những hệ
chuyên gia cần ti các tri thức dạng kinh nghiệm. Một số’ các nghiên cứu điển nh là h
chuyên gia tạo món ăn Trung Hoa CHEF, chẩn đoán bệnh PROTOS, gii quyết xung đột
quốc tê MEDIATOR, tư vn luật HYPO. CBR cũng bắt đầu được ng dụng hiệu quả trong
công nghiệp và kinh doanh như hệ tr giúp khác ng SMART của Compaq, hệ tr giúp
thiêt kê CLAVIER của Lockheed [3]. Một hưỏng nghiên cứu mi là phát triển c hệ
CBR
hội thoại
cho pp người sử dụng tham gia vào quá trình hiệu chỉnh lòi gii [5].
Tp clìí Khoa hc ĐHQGHN. KITN & CN.
T
.
x
x
.
S4, 2004
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
Casc-based rciisonin và khá Iiăiiíí tiếp cn hng logic vtừ____________________________________________________53
RETRIEVE
Problem
New
Case
/
Previous
Cases
*
General
Knowledge
Retrieved
Case
ì
A
\
Learned
T
/
Case
1
Repaired
_____________
Case
REUSE
Suggested
solution
REVISE
RETAIN
Confirmed
solution
Hình 1. Case-based reasoning.
2.2
. Tìm hiếu CBR thông qua chun gia CHEF
CHEF [4] là một hệ chuyên gia tr giúp việc tạo ch cbiến món ăn Trung Hoa.
CHEF chứa 10 ca suy luận vcách chế biến món ăn và một sô' tri thức tổng hợp vnấu ăn.
Hình 2 mô tcách chê biến món “đậu xào thịt bò”.
A half pound of beef
Two tablespoons of soy sauce
One teaspoon of rice wine
A half tablespoon of corn starch
One teaspoon of sugar
A half pound of green bean
One teaspoon of salt
One chunk of garlic
Chop the garlic into pieces the size of matchheads
Shred the beef
Marinate the beef in the garlic, sugar, corn starch, rice wine and soy sauce
Stir fry the spices, rice wine and beef for one minute
Add the green bean to the spices, rice wine and beef
Stir fry the spices, rice wine, green bean and beef for three minutes
Add the salt to the spices, rice wine, green bean and beef
Hình 2. Cách chế biến “đậu xào tht bò”.
Gisử, chúng ta cần ch chế biến p lơ xào tht bò”. Khi đó tcác thông tin “thịt
bò”, xào” và tri thức p lơvà đậu” cùng là rau”, CHEF tìm ra cách chế biến gần giông
nhất là đậu xào thịt bò”. Nếu ch đơn thuần thay “xúp lơvào v trí của “đậuthì chưa t
gọi là tạo ra một ch chê biến mi. CHEF vận dụng các tri thức vnấu ăn khác đhiu
chỉnh ch chê biến này. Trước tiên, ts khác nhau vkích thước giữa “đậu” và “xúp lơ”,
4
Tp chí Khoa hc DHQGH
N. KHTN CN. ĩ.XX. S4. 200
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
54 Nguyn Việt , Phm Ngc ng.
CHEF sẽ thêm công đoạn ti xúp lơ trước khi xào. Thêm nữa, tcác tri thức xúp lơ chứa nhiều c”, thịt
không nên xào vói nhiu nước”, và nếu xào chung không ngon t tho riêng rè”, CHEF chnh sa
ch chế biến thành “xào xúp lơ vthịt hò riêng rè”. Hình 3 là cách chê biến xúp lơ xào thịt do CHEF to
ra.
Rõ ràng, CHEF không chỉ đơn thuần là hệ thông tìm kiếm/thay thế mà còn năng lực suy diễn dựa trên
c luật.
2.3. Biêu diễn tri thức suy diên
Trong c hệ thông CBR, tri thức được lưu song song bằng hai dạng: ca suy luận và luật suy diễn. Ca
suy luận là các tri thức dạng kinh nghiệm và luật là các tri thức đã đưc nh thức hóa cao cho suy din. Ví dụ,
CHEF chứa ca suy luận là c ch chế biến một số món ăn điển nh và các luật n“nếu xào chung không
ngon t xào riêng rẽ”. CHEF vặn dụng luật này đê đưa ra cách giải quyết là xào xúp lơ và tht bò riêng rẽ. Bng
việc sử dụng c luật, CBR hiệu chnh lòi gii của ca suy luận trong quá khứ và đưa ra li gii mi phù hợp vi
bài toán. Nga là, CBR không chỉ đơn thuần là htìm kiếm mà còn là một hệ suy diễn và thông qua việc suy
diễn CBR tìm ch đảm bảo tính thỏa đáng của li gii. Tuy nhiên vic phôi hợp giữa ca suv luận và luật suy
diễn tng rất phức tp và kxây dựng được một chê tông quát.
Gisử, nếu CBR chứa các luật đú đ thê tsuy diễn ra lòi giải cho c ca suy luận mẫu thì hiển
nhiên cũng sẽ suy diễn ra li gii cho i toán mi mà không cần tham khảo ti ca suy luận mẫu. Tc là
trong trưòng hợp đặc biệt này CBR đảm bảo đưc tính đúng đan vmặt logic của li giải. Vậy trong trường hp
này ý nga của ca suy luận nằm chỗ o? Bản chất của ca suy luận mẫu trong hệ thông là làm tăng hiu suất
tìm lòi giải. Trong thực tế, con người vẫn thường tìm li gii bằng dựa vào kinh nghiệm giải c bài toán tương
ttrong quá khứ. Vic xuât phát tlòi gii của tình huống tương tsrút ngắn thi gian đê đưa ra lòi gii cn
thiết. Giống như vậy, c ca suy luận mẫu chính là c kinh nghiệm giúp hệ thống thu hẹp không gian tìm kiếm
li giải.
A half pound of beef
Two tablespoons of soy sauce
One teaspoon of rice wine
A half tablespoon of corn starch One
teaspoon of sugar
A half pound of brocoli
One teaspoon of salt One
chunk of garlic
Chop the garlic into pieces the size of matchheads
Shred the beef
Marinate the beef in the garlic, sugar, corn starch, rice wine and soy sauce
Chop the broccoli into pieces the size of chunks
Stir fry the broccoli for three minutes
Stir fry the spices, rice wine and beef for one minute
Add the broccoli to the spices, rice wine and beef
Stir fry the spices, rice wine, broccoli and beef for a half minutes Add the salt
to the spices, rice wine, green bean and beef
Hình 3. Cách chế biến xúp lơ xào thịt ".
Tp clìí Khoa hc DHQdHN. KH N & CN. T.xx. So 4. 2004
Case-based reasoning; và ká năniỊ liếp cn bim logic vtừ 55
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
Năng lực của c hsuy diễn được quyết đnh bởi lưng kiến thức và phương pháp suy din. Tng
tng, vi c phương pháp suy din ng hiệu quả t ng lực biếu diễn ng thấp. Do đó, không phải lúc
nào chúng ta ng dề dàng nh thức hóa đưc các tri thức, nhất là tri thức kinh nghiệm dưới dạng c luật suy
diễn. điểm này, c ca suy luận ngoài việc làm tăng hiệu suất tìm li gii n là một phương pháp hỗ tr đác
lực cho chúng ta trong việc biểu diễn tri thức.
Mặt khác, bằng việc sử dụng c ca suy din, việc bô sung (học) tri thức đưc tiến nh một cách t
nhiên. Nếu người sử dụng chấp nhận lòi giải t tcập nhật vào CSDL ca suy luận. Nvậy, vi c bài
toán tương tchúng ta hoàn toàn thy vọng hệ thống đưa ra lòi gii vi tíc độ nhanh n.
Tóm li, CBR là phương pháp tìm li giải kết hp giữa suy diễn và vận dụng kinh nghiệm chứ không
loại bỏ suy diễn. Memory-based reasoning (MBR) là phương pháp phát trin dựa trên CBR theo ng chỉ vận
dụng kinh nghiệm và loại bhắn suy diễn [6]. MBR thông thường đưc cài đặt trên c máy tính song song và
tận dụng năng lực tính toán cao này đê tìm ca suy luận tương ttc CSDL ln [7]. Trong c phương pháp
này, vấn đề đánh giá độ tương t đê tìm ca suy luận mẫu thỏa đáng nhất là đặc bit quan trọng. Vic hình thức
hóa độ tương t cũng k khăn như vic hình thức hóa các tri thức dạng kinh nghiệm. Suy luận tương t
(analogical reasoning - analogy) là một ch tiêp cận sử dụng sự tương tvào việc tìm li giải [8]. Kc với
CBR tính độ tương ttrong cùng một miền bài toán, analogy tính đtương tgiữa cấu trúc của c miền bài
toán và tìm ch ánh xạ tri thức tmiền y sang miền kia.
3. Cài đặt CBR bằng logic vị từ
Trong mục này chúng tôi đề xuất một phương thức i đặt CBR bằng logic v tcấp một. Lời gii cho
một bài tn mi được suy diễn bằng ch ưu tiên áp dụng c luật đà đưc sdụng trong ca suy luận mẫu.
Phương thức này cho phép đảm bảo tính đúng đắn vê mặt logic của li gii do được suy diễn tc luật chứa
trong hthông. Các ca suy luận mẫu lưu tr trong hệ thông đưc xem như là các kinh nghiệm suv luận và s
làm tăng tính hiệu quả trong việc tìm lòi giải. Chúng tôi gii hạn i toán là c bài toán dạng Yes/No và sử
dụng phương pháp phản bác (SLD) đchứng minh.
3.1. Biêu diên ca suy luận
1) Đặc tca suy luận và tính độ tương t
Chúng tôi định nga đặc ti toán là tập c v t xuất hin trong câu hỏi và trong c điu kiện (s
thực) của i toán. Ví dụ, vi bài toán
Tp chi Khoa hc ĐHQGHN. KHTN & CN, T.xx, So 4, 2004
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
56
Nguyn Việt , Phm Nec ng..
Bài toán 1
Sự thực:
skilful(John)
mechanic(John)
truck(T)
Câu hỏi:
repair(John, T)
t đặc ttương ứng sẽ là tp hợp {skilful, mechanic, truck, repair}.
Có nhiều phương pháp để so nh đgiông nhau ca đặc tả, đây chúng tôi tính đ
tương t
sim(Cj, cý
giữa hai đặc t
Cj
và
c2
như sau:
sim(c1 , c2) = ——
(1)
nx
+ n2
trong đó
s
là
số
c v tgiông nhau giữa hai đặc tả; n7,
n2
lần lưt là sô' v ttrong từng đặc
tá. Như vậy độ tương tsẽ nhận giá tr t 0 đến 1.
2)
Lời gii của ca suy luận
Lòi giải của một ca suy luận được định nga là tập các luật gii đưc ng trong y
chứng minh của ca đó. Gisử hệ thông sử dụng c luật sau đế chứng minh bài tn 1:
skilful(x) maintain(x, y) -> repair(x, y)
mechanic(x) vehicle(y) -> maintain(x, y)
truck(x) -> vehicle(x)
Khi đó lòi gii của ca suy luận tương ứng chính là tập chứa các luật này. Hình 4
minh họa một ca suy luận hoàn chnh.
Description
skilful, mechanic, truck, repair
Solution
skilful(x) maintain(x, y) -> repair(x, y),
mechanic(x) vehicle(y) -> maintain(x, y),
truck (x) -> vehicle(x)
Hình 4. Ví dụ vca suy luận
3.2
. Qtrình tìm lời gii
Việc tìm li giải cho một bài toán mi đưc tiến nh như sau:
-
tạo đặc tcho i toán
-
sử dụng công thức (1) tìm ca suy luận mẫu phù hợp nhất vi bài tn
-
chứng minh bài toán bằng ch ưu tiên áp dụng c luật của ca sử dụng mẫu
Điêrn khác bit so vi c hệ CBR khác là phương pháp tái sđụng/hiệu chỉnh li
giải. Lời giải mi được đưa ra bằng phương pháp SLD chứ không phải đưc tạo ra trc tiếp
Tp chí Khoa hc ĐHQGHN. KHTN & CN. r .XX, So 4, 2004
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
Casc-bỉiscd reasoning và khii nãnu liếp cn bansz Ionic vt 57
tli gii củ. Tuy nhiên, thay vì áp dụng các luật một ch tuần tt chúng ta ưu tiên áp dụng c luật trong
li giải của ca suy luận tương tự.
Xét bài toán sau:
Bài toán 2 Sthực:
skilful(Tom)
mechanic(Tom)
motorbike(M) Câu hỏi:
re pair (Tom, M)
Đặc tcủa i toán này sê là {skilful, mechanic, motorbike, repair}. Đtương t giừa đặc ty và đặc
tca ca suy luận trong nh 4 theo công thức (1) là 0,75. Gisử đây là ca suy luận gần giông nhất vi i toán
2. Chúng ta củng gisrằng hệ thông chứa một tập c luật suy diễn mô ttrong nh 5. Khi đó hệ thông sẽ ưu
tiên áp dụng c luật của ca suy luận nói trên và tạo ra được cây chứng minh và ngưi sdụng sẽ nhận được u
trli “Yes”. Các luật được áp dụng trong y chứng minh sẽ là r200, r201, r203.
3.3. Khảo t
Chúng ta tthấy lòi giải (tập c luật đưc sdụng) của ca suy luận và lòi giải cho bài toán là rất
giống nhau. Tuy chúng ta suy diễn tcác luật của hệ thông nhưng đồng thòi, trên ka cạnh một hệ CBR, ng
thnói rng chúng ta đã thành công trong việc hiệu chỉnh lòi giải mẫu thành li giải cho bài toán mi.
Lòi giải thu đưc hiến nhiên là lòi gii đúng đắn do được suy diễn tc sự thực và luật trong hệ
thông. Ý nga của ca suy luận mẫu là chỗ góp phần tăng tốc độ tìm kiếm li giải. Rõ ràng, việc Ưu tiên áp
dụng c luật của ca mẫu hạn chê đưc sbùng nổ của không gian tìm kiếm trong quá trình xây dựng y
chứng minh. Nếu không ưu tiên sử dụng c luật trong ca suy luận mẫu, việc tìm kiếm tđược tiến hành vi
nhiều nhánh không liên quan gì đến lòi gii cuối cùng. Hình 6 mô tkhông gian tìm kiếm truyền thông, tc à
không Ưu tiên các luật của ca suy luận mẫu. Các luật nskilful(x) assemble(x, y) -> repair(x,
y)và electronic_engineer(x) electrical_good(y)-> assemble(x, y) đưc sử dụng trước và tạo ra một nhánh tìm
kiếm không cần thiết (nửa cây bên trái). Vi c CSDL luật ln, không gian tìm kiếm tb bùng dẫn đến
không tìm được lòi giải trong một thời gian cho trước. Vi phương thức đề xuất, chúng ta ưu tiên áp dụng c
luật của ca suy luận mẫu và khi đó chúng ta ch cần tìm kiếm trong một không gian hẹp. Ví dụ như vi bài tn
nêu trên là.nửa bên phải, phần in đậm trong nh 6.
Tp chi Khoa hc DHQGHN. KHTN á CN. T.xx, S4, 2004
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
Nụuyễn Việỉ Hà. Phạm Niiọc ng.
r100: skilful(x) assemble(x, y) -> repair(x, y)
r101: electronic_engineer(x) electrical_good(y) -> assemble(x, y)
r102: television(x) -> electrical_good(x)
r103: radio(x) -> electrical_good(x)
r200: skilful(x) maintain(x, y) -> repair(x, y)
r201: mechanic(x) vehicle (y) -> maintain(x, y)
r202: truck (x) -> vehicle(x)
r203: motorbike(x) -> vehicle(x)
Tóm lại, vi phương thức đxuất chúng ta tn dụng đưc
ưu điểm của CBR là s
dụng lại kinh nghiệm và ưu điếm của logic v tlà năng lực suy diễn và tính đúng đắn.
Thêm nữa, phương thức này dề ng i đặt và vận dụng cho lp c bài toán thông dụng
vẫn đưc cài bằng logic v từ. Mt điểm cần lưu ý đây là các ca suy luận mẫu u trên mi
chí áp dụng cho trường hợp lòi gii khẳng định, tức là tồn tại một cây chứng minh. Vi
trưng hợp phủ định, chúng ta sphải thử mọi nhánh tìm kiếm tvà thời gian để đưa
ra câu tr
lời
phủ định tương đương vi thời gian suy luận trong c hệ tng suy luận
truyền thông.
Hình 5. Các luật suy diễn của hệ thống.
~repair(Tom, M)
A-
-
skilful(Tom)
V
~assemble(Tom, M)
r100
~skilful(Tom)
V
~maintain(Tom, M)
~assemble(Tom, M)
~maintain(Tom, M)
~'eectronic_engineer(Tom)
V
electronical_good(M
)
~mechanic(Tom)
V
vehicle(M
)
-
~vehicle(M)
~truck(M)
-
motorbike(M
)
Hình 6. Không gian tìm kiếm truyền thông.
Tp chí Khoa hc ĐHQGtìN. Kill N & CN.
r.xx.
So 4. 2004
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
Case-based reasoning và khá ãng tiếp cn bng loeic vtừ
59
4
. Kết luận
Trong bài báo y, chúng tôi đã khảo t CBR trên góc độ là một hệ suy din và chỉ rõ
bản chất của mô nh này. Tri thức trong CBR được biêu diễn bằng một mô nh lai giữa
c kinh nghiệm suy luận và luật. i giải được đưa ra dựa trên sự vận dụng đồng thòi hai
loại tri thức y. Có thê nói CBR rất gần vi mô nh suy luận của con ngưi.
Chúng tôi đề xuất một phương thức i đặt CBR bằng logic v tp một. Trong
phương thức này, i gii của ca suy luận mẫu được lưu bằng tập các luật giải trong cây suy
luận. i gii của i toán mi đưc tìm kiếm hiệu quả bằng việc suy luận ttập các luật
giải cua ca suy luận mẫu. Điểm mi của phương thức này là đảm bảo đưc tính đúng đắn v
mặt logic của li giải. Phương thức đê xuất ý nga quan trọng trong việc đưa ra một ch
tiếp cặn nh thức cho CBR. Hướng nghiên cu tiếp theo của chúng tôi là nh thc hóa
chặt chè và khảo sát tính hiệu quả của phương thức này.
TÀI LIU THAM KHẢO
1
.
Kolodner J.,
Case-based reasoning
, Morgan Kaufmann, 1993, 668 tr
2
.
Aamodt A. and Plaza E., Case-based reasoning: Foudational issues, methodological
variations, and system approches
, AỈ Communications
Vol. 7 No. 1 (1994), 39-59.
.
Watson I.,
3
Applying Case-based reasoning: Techniques for Enterprise Systems
, Morgan
Kaufmann, 1997, 290tr.
Hammond K.J., Case-based planning: a framework for planning from experience,
4
.
Cognitive
Science
Vol. 14 (1990), 385-443.
5
.
Aha D.w. and Breslow L.A., Conversational case-based reasoning,
Applied Intelligence
Vol.
9-32.
14
(2001) ,
.
6
Stanfill c. and Waltz D., The memory based reasoning paradigm, in
Case based reasoning
workshop
(1988), 414-424.
7
.
Kitano H., Challenges for massive parallelism,
IJCAI-93
, 813-834.
8
.
Hall R.P., Computational approaches to analogical reasoning: A
comparative analysis,
Artificial Intelligence
Vol. 39, No. 1 (1989), 39-120.
4
Tap chi Khoa hc ĐHQGHN
. KHTN & CN. T.XX. So 4. 200
lOMoARcPSD|50205883
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)
60
Nguyn Việt , Phm Ngc ng.
VNU JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Sci., & Tech.,
T.xx,
N04 , 20 04
CASE-BASED REASONING AND AN IMPLEMENTING APPROACH
BY PREDICATE LOGIC
Nguyen Viet Ha, Pham Ngoc Hung, Ho Si Dam
College of Technology, Vietnam National University
,
Hanoi
Tran Vu Viet Anh
The National University of Singapore
Case-based reasoning (CBR) is a recent approach to problem solving and learning. It
derives a solution for a given problem by searching previous cases and adapting the
solution of the most similar case. This method has received a lot of attention over the last
few years and many systems have been implemented. However, the solution revising of
CBR is based on problem domain, which makes it complicated. In addition, the soundness
of obtained solutions cannot be guaranteed in many cases because of the shortness of
inferring process. This paper discusses CBR on the view of reasoning and proposes a
framework to implement CBR by predicate logic. In this framework, previous cases are
used to reduce the inference cost and the obtained solution is guaranteed to be sound.
Tp clìi Khoa hc ĐHQGHN. KHTN & CN
.
T.xx.
So 4. 2004
| 1/10

Preview text:

lOMoARcPSD| 50205883
TAP CHI KHOA HOC ĐHQGHN, KHTN & CN, T.xx So , 4 , 2004
CASE-BASED REASONING VA KHA NANG TIEP CAN BANG LOGIC VỊ TỪ
Nguyền Việt Hà, Phạm Ngọc Hùng, Hồ Sĩ Đàm
Trường Đại học Công nghệ, Đại học quốc gia Hà Nội Trần Vũ Việt Anh
Đại học quốc gia Singapore 1 . Đặt vấn để
Phương pháp tìm lòi giải dựa trên các ca suy luận mẫu đã có (Case-based reasoning -
CBR) được khởi xướng từ thập kỷ 80 và ngày càng thu hút môi quan tâm của nhiều nhà
nghiên cứu [1, 2, 3, 4]. CBR hoạt động theo cơ chế so sánh bài toán cần giải với các bài toán
mẫu dã có lời giải và tìm cách đưa ra một lời giải dựa trên lòi giải mẫu. Đã có nhiều hệ.
thống CBR được phát triển như các hệ chuyên gia chẩn đoán hỏng hóc, lập kế hoạch hay lập luận về luật.
Tuy vậy, cơ chê suy luặn của CBR vẫn chưa được hình thức hóa chặt chè. Nhiều
nghiên cứu và ứng dụng chỉ chú trọng vào việc tìm kiếm bài toán cũ tương tự và đưa ra lời
giải mới bằng cách thay thê từ khóa. Đặc thù của CBR là sử dụng lại lòi giải cũ, do đó một
số lớn trong các bước suy diễn để đưa ra lòi giải mới bị loại bỏ. Điều này dẫn đến vân đề khó
dám báo cỉược tính đúng đắn về mặt logic của lời giải mới. Thêm nữa, cài đặt CBR thường
khó tông quát hóa do phải phôi hợp giữa các tri thức kinh nghiệm là các lòi giải đã biết và
các tri thức tổng hợp vê miền bài toán. Chưa tồn tại ứng dụng CBR nào tận dụng được năng
lực suy diễn và tính tường minh của logic vị từ. Trong bài báo này, chúng tôi phân tích khía
cạnh suy diễn của CBR và đề xuất một phương thức cài đặt CBR bằng logic vị từ cấp một.
Trong phương thức này, lời giải cũ đóng vai trò là các kinh nghiệm suy luận giúp tăng tốc
cỉộ tìm lời giải mới và tính đúng đắn của lòi giải mới được đảm bảo bằng suy diễn. 2 . Case-based reasoning
2.1 . Khái niệm
CBR là phương pháp tìm lời giải dựa trên việc sử dụng lại các lời giải (ca suy luận)
trong quá khứ. CBR là phương pháp tương đối mới và chưa được hình thức hóa một cách
chặt chẽ. Về cơ bán, CBR tìm lời giải như sau (hình 1) [2]:
♦ Lưu các ca suy luận đã gặp trong quá khứ vào CSDL ca suy luận.
♦ Khi tìm lời giải cho một bài toán mới, trước tiên tìm kiếm các bài toán tương tự trong CSDL ca suy luận. 5 1
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883 52
Nguyen Việt Hà, Phạm Nuọc Hùng.
♦ Đưa ra lời giải mối bàng cách hiệu chỉnh lòi giải của ca suy luận tìm được.
♦ Lưu ca suy luận mới tạo ra vào CSDL ca suy luận.
Ca suy luận thông thường được biểu diễn dưới dạng một bộ gồm
đặc tả bài toánlời
giải. Quá trình tìm lời giải cho bài toán mới
được bắt đầu bằng việc tìm kiếm ca suy luận
tương tự. Đặc tả được tạo ra bằng cách chỉ
số hóa các đặc trưng và việc tìm kiếm thông
thường được thực hiện bằng cách so sánh các chỉ sô" này.
Lòi giải của ca suy luận thường được biểu diễn bằng các khung tri thức (frame). Các
khung tri thức phù hợp với việc mô tả nhiều khái niệm tri thức khác nhau, nhất là các tri
thức dưối dạng kinh nghiệm.
Quá trình tạo ra lời giải mới từ lời giải đã có thường được tiến hành theo hai bước: tái
sứ dụng và hiệu chỉnh. Trước tiên, lời giải cũ được tái sử dụng thông qua các phương pháp
đơn giản như thay thê từ khóa. Sau đó, cần hiệu chỉnh lời giải này sao cho thực sự phù hợp
với bài toán cần giải. Việc hiệu chỉnh phụ thuộc rất nhiều vào miền ứng dụng và hiện tại thì
với mỗi hệ CBR cụ thê thì người ta lại phát triển một cơ chê riêng. Có thê nói hiệu chỉnh
chính là nhân tô quyết định sự thành công của CBR và chưa có một cơ chê hiệu chính có thế
áp dụng một cách tống quát.
Lời giải mới được tạo ra có thê được cập nhật vào CSDL ca suy luận đê sử dụng lại
trong tương lai. Việc cập nhật không nhất thiết là thêm ca suy luận mới mà có thê là hiệu
chỉnh ca suy luận củ đế cho nó mang tính đại diện hơn. CSDL ca suy luận cũng không nhất
thiết chỉ lưu các ca suy luận thành công mà cũng có thể chứa cả các ca suy luận không thành công.
CBR đang được nghiên cứu và ứng dụng một cách rộng rãi, đặc biệt là với những hệ
chuyên gia cần tới các tri thức dạng kinh nghiệm. Một số’ các nghiên cứu điển hình là hệ
chuyên gia tạo món ăn Trung Hoa CHEF, chẩn đoán bệnh PROTOS, giải quyết xung đột
quốc tê MEDIATOR, tư vấn luật HYPO. CBR cũng bắt đầu được ứng dụng hiệu quả trong
công nghiệp và kinh doanh như hệ trợ giúp khác hàng SMART của Compaq, hệ trợ giúp
thiêt kê CLAVIER của Lockheed [3]. Một hưỏng nghiên cứu mới là phát triển các hệ CBR
hội thoại cho phép người sử dụng tham gia vào quá trình hiệu chỉnh lòi giải [5].
Tạp clìí Khoa học ĐHQGHN. KỈITN & CN. T . x x . Số4, 2004 Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883
Casc-based rciisoninụ và khá Iiăiiíí tiếp cận hằng logic vị từ____________________________________________________53 RETRIEVE Problem New Retrieved Case / Case REUSE Previous Cases General * Knowledge Suggested solution ( REVISE ì A \ Learned Ị T
I Case 1 / Repaired _____________ Case RETAIN Confirmed solution
Hình 1. Case-based reasoning.
2.2 . Tìm hiếu CBR thông qua hê chuyên gia CHEF
CHEF [4] là một hệ chuyên gia trợ giúp việc tạo cách chê biến món ăn Trung Hoa.
CHEF chứa 10 ca suy luận về cách chế biến món ăn và một sô' tri thức tổng hợp về nấu ăn.
Hình 2 mô tả cách chê biến món “đậu xào thịt bò”. A half pound of beef Two tablespoons of soy sauce One teaspoon of rice wine
A half tablespoon of corn starch One teaspoon of sugar A half pound of green bean One teaspoon of salt One chunk of garlic
Chop the garlic into pieces the size of matchheads Shred the beef
Marinate the beef in the garlic, sugar, corn starch, rice wine and soy sauce
Stir fry the spices, rice wine and beef for one minute
Add the green bean to the spices, rice wine and beef
Stir fry the spices, rice wine, green bean and beef for three minutes
Add the salt to the spices, rice wine, green bean and beef
Hình 2. Cách chế biến “đậu xào thịt bò”.
Giả sử, chúng ta cần cách chế biến “xúp lơ xào thịt bò”. Khi đó từ các thông tin “thịt
bò”, “xào” và tri thức “xúp lơ” và “đậu” cùng là “rau”, CHEF tìm ra cách chế biến gần giông
nhất là “đậu xào thịt bò”. Nếu chỉ đơn thuần thay “xúp lơ” vào vị trí của “đậu” thì chưa thê
gọi là tạo ra một cách chê biến mới. CHEF vận dụng các tri thức về nấu ăn khác để hiệu
chỉnh cách chê biến này. Trước tiên, từ sự khác nhau về kích thước giữa “đậu” và “xúp lơ”,
Tạp chí Khoa học DHQGH N. KHTN ầ CN. ĩ.XX. Số4. 200 4
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883 54
Nguyễn Việt Hà, Phạm Ngọc Hùng.
CHEF sẽ thêm công đoạn “thái xúp lơ” trước khi xào. Thêm nữa, từ các tri thức “xúp lơ chứa nhiều nước”, “thịt
bò không nên xào vói nhiều nước”, và “nếu xào chung không ngon thì có thể xào riêng rè”, CHEF chỉnh sửa
cách chế biến thành “xào xúp lơ vả thịt hò riêng rè”. Hình 3 là cách chê biến “xúp lơ xào thịt bò” do CHEF tạo ra.
Rõ ràng, CHEF không chỉ đơn thuần là hệ thông tìm kiếm/thay thế mà còn có năng lực suy diễn dựa trên các luật.
2.3. Biêu diễn tri thức và suy diên
Trong các hệ thông CBR, tri thức được lưu song song bằng hai dạng: ca suy luận và luật suy diễn. Ca
suy luận là các tri thức dạng kinh nghiệm và luật là các tri thức đã được hình thức hóa cao cho suy diễn. Ví dụ,
CHEF chứa ca suy luận là các cách chế biến một số món ăn điển hình và các luật như “nếu xào chung không
ngon thì xào riêng rẽ”. CHEF vặn dụng luật này đê đưa ra cách giải quyết là xào xúp lơ và thịt bò riêng rẽ. Bằng
việc sử dụng các luật, CBR hiệu chỉnh lòi giải của ca suy luận trong quá khứ và đưa ra lời giải mới phù hợp với
bài toán. Nghĩa là, CBR không chỉ đơn thuần là hệ tìm kiếm mà còn là một hệ suy diễn và thông qua việc suy
diễn CBR tìm cách đảm bảo tính thỏa đáng của lời giải. Tuy nhiên việc phôi hợp giữa ca suv luận và luật suy
diễn thường rất phức tạp và khó xây dựng được một cơ chê tông quát.
Giả sử, nếu CBR có chứa các luật đú để có thê tự suy diễn ra lòi giải cho các ca suy luận mẫu thì hiển
nhiên nó cũng sẽ suy diễn ra lời giải cho bài toán mới mà không cần tham khảo tới ca suy luận mẫu. Tức là
trong trưòng hợp đặc biệt này CBR đảm bảo được tính đúng đan về mặt logic của lời giải. Vậy trong trường hợp
này ý nghĩa của ca suy luận nằm ở chỗ nào? Bản chất của ca suy luận mẫu trong hệ thông là làm tăng hiệu suất
tìm lòi giải. Trong thực tế, con người vẫn thường tìm lời giải bằng dựa vào kinh nghiệm giải các bài toán tương
tự trong quá khứ. Việc xuât phát từ lòi giải của tình huống tương tự sẽ rút ngắn thời gian đê đưa ra lòi giải cần
thiết. Giống như vậy, các ca suy luận mẫu chính là các kinh nghiệm giúp hệ thống thu hẹp không gian tìm kiếm lời giải. A half pound of beef Two tablespoons of soy sauce One teaspoon of rice wine
A half tablespoon of corn starch One teaspoon of sugar A half pound of brocoli One teaspoon of salt One chunk of garlic
Chop the garlic into pieces the size of matchheads Shred the beef
Marinate the beef in the garlic, sugar, corn starch, rice wine and soy sauce
Chop the broccoli into pieces the size of chunks
Stir fry the broccoli for three minutes
Stir fry the spices, rice wine and beef for one minute
Add the broccoli to the spices, rice wine and beef
Stir fry the spices, rice wine, broccoli and beef for a half minutes Add the salt
to the spices, rice wine, green bean and beef
Hình 3. Cách chế biến “xúp lơ xào thịt bò".
Tạp clìí Khoa học DHQdHN. KHỈ N & CN. T.xx. So 4. 2004
Case-based reasoning; và klìá năniỊ liếp cận bằim logic vị từ 55 Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883
Năng lực của các hệ suy diễn được quyết định bởi lượng kiến thức và phương pháp suy diễn. Thông
thường, với các phương pháp suy diễn càng hiệu quả thì năng lực biếu diễn càng thấp. Do đó, không phải lúc
nào chúng ta cũng dề dàng hình thức hóa được các tri thức, nhất là tri thức kinh nghiệm dưới dạng các luật suy
diễn. Ớ điểm này, các ca suy luận ngoài việc làm tăng hiệu suất tìm lời giải còn là một phương pháp hỗ trợ đác
lực cho chúng ta trong việc biểu diễn tri thức.
Mặt khác, bằng việc sử dụng các ca suy diễn, việc bô sung (học) tri thức được tiến hành một cách tự
nhiên. Nếu người sử dụng chấp nhận lòi giải thì có thê cập nhật nó vào CSDL ca suy luận. Như vậy, với các bài
toán tương tự chúng ta hoàn toàn có thê hy vọng hệ thống sè đưa ra lòi giải với tốíc độ nhanh hơn.
Tóm lại, CBR là phương pháp tìm lời giải kết hợp giữa suy diễn và vận dụng kinh nghiệm chứ không
loại bỏ suy diễn. Memory-based reasoning (MBR) là phương pháp phát triển dựa trên CBR theo hướng chỉ vận
dụng kinh nghiệm và loại bỏ hắn suy diễn [6]. MBR thông thường được cài đặt trên các máy tính song song và
tận dụng năng lực tính toán cao này đê tìm ca suy luận tương tự từ các CSDL lớn [7]. Trong các phương pháp
này, vấn đề đánh giá độ tương tự đê tìm ca suy luận mẫu thỏa đáng nhất là đặc biệt quan trọng. Việc hình thức
hóa độ tương tự cũng khó khăn như việc hình thức hóa các tri thức dạng kinh nghiệm. Suy luận tương tự
(analogical reasoning - analogy) là một cách tiêp cận sử dụng sự tương tự vào việc tìm lời giải [8]. Khác với
CBR tính độ tương tự trong cùng một miền bài toán, analogy tính độ tương tự giữa cấu trúc của các miền bài
toán và tìm cách ánh xạ tri thức từ miền này sang miền kia.
3. Cài đặt CBR bằng logic vị từ
Trong mục này chúng tôi đề xuất một phương thức cài đặt CBR bằng logic vị từ cấp một. Lời giải cho
một bài toán mới được suy diễn bằng cách ưu tiên áp dụng các luật đà được sử dụng trong ca suy luận mẫu.
Phương thức này cho phép đảm bảo tính đúng đắn vê mặt logic của lời giải do nó được suy diễn từ các luật chứa
trong hệ thông. Các ca suy luận mẫu lưu trữ trong hệ thông được xem như là các kinh nghiệm suv luận và sẽ
làm tăng tính hiệu quả trong việc tìm lòi giải. Chúng tôi giới hạn bài toán là các bài toán dạng Yes/No và sử
dụng phương pháp phản bác (SLD) để chứng minh.
3.1. Biêu diên ca suy luận
1) Đặc tả ca suy luận và tính độ tương tự
Chúng tôi định nghía đặc tả bài toán là tập các vị từ xuất hiện trong câu hỏi và trong các điều kiện (sự
thực) của bài toán. Ví dụ, với bài toán
Tạp chi Khoa học ĐHQGHN. KHTN & CN, T.xx, So 4, 2004
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883 56
Nguyễn Việt Hà, Phạm Neọc Hùng.. Bài toán 1 Sự thực: skilful(John) mechanic(John) truck(T) Câu hỏi: repair(John, T)
thì đặc tả tương ứng sẽ là tập hợp {skilful, mechanic, truck, repair}.
Có nhiều phương pháp để so sánh độ giông nhau của đặc tả, ở đây chúng tôi tính độ
tương tự sim(Cj, cý giữa hai đặc tả
Cjc2 như sau: sim(c1 , c2) = ——— (1) nx + n2
trong đó ssố các vị từ giông nhau giữa hai đặc tả; n7,
n2 lần lượt là sô' vị từ trong từng đặc
tá. Như vậy độ tương tự sẽ nhận giá trị từ 0 đến 1. 2)
Lời giải của ca suy luận
Lòi giải của một ca suy luận được định nghĩa là tập các luật giải được dùng trong cây
chứng minh của ca đó. Giả sử hệ thông sử dụng các luật sau đế chứng minh bài toán 1:
skilful(x) maintain(x, y) -> repair(x, y)
mechanic(x) vehicle(y) -> maintain(x, y) truck(x) -> vehicle(x)
Khi đó lòi giải của ca suy luận tương ứng sè chính là tập chứa các luật này. Hình 4
minh họa một ca suy luận hoàn chỉnh. Description
skilful, mechanic, truck, repair
skilful(x) maintain(x, y) -> repair(x, y), Solution
mechanic(x) vehicle(y) -> maintain(x, y), truck (x) -> vehicle(x)
Hình 4. Ví dụ về ca suy luận
3.2 . Quá trình tìm lời giải
Việc tìm lời giải cho một bài toán mới được tiến hành như sau:
- tạo đặc tả cho bài toán
- sử dụng công thức (1) tìm ca suy luận mẫu phù hợp nhất với bài toán
- chứng minh bài toán bằng cách ưu tiên áp dụng các luật của ca sử dụng mẫu
Điêrn khác biệt so với các hệ CBR khác là ỏ phương pháp tái sử đụng/hiệu chỉnh lời
giải. Lời giải mới được đưa ra bằng phương pháp SLD chứ không phải được tạo ra trực tiếp
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN. KHTN & CN. r .XX, So 4, 2004 Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883
Casc-bỉiscd reasoning và khii nãnu liếp cận bansz Ionic vị từ 57
từ lời giải củ. Tuy nhiên, thay vì áp dụng các luật một cách tuần tự thì chúng ta ưu tiên áp dụng các luật trong
lời giải của ca suy luận tương tự. Xét bài toán sau: Bài toán 2 Sự thực: skilful(Tom) mechanic(Tom) motorbike(M) Câu hỏi: re pair (Tom, M)
Đặc tả của bài toán này sê là {skilful, mechanic, motorbike, repair}. Độ tương tự giừa đặc tả này và đặc
tả của ca suy luận trong hình 4 theo công thức (1) là 0,75. Giả sử đây là ca suy luận gần giông nhất với bài toán
2. Chúng ta củng giả sử rằng hệ thông chứa một tập các luật suy diễn mô tả trong hình 5. Khi đó hệ thông sẽ ưu
tiên áp dụng các luật của ca suy luận nói trên và tạo ra được cây chứng minh và người sử dụng sẽ nhận được câu
trả lời “Yes”. Các luật được áp dụng trong cây chứng minh sẽ là r200, r201, r203. 3.3. Khảo sát
Chúng ta có thê thấy lòi giải (tập các luật được sử dụng) của ca suy luận và lòi giải cho bài toán là rất
giống nhau. Tuy chúng ta suy diễn từ các luật của hệ thông nhưng đồng thòi, trên khía cạnh một hệ CBR, cũng
có thể nói rằng chúng ta đã thành công trong việc hiệu chỉnh lòi giải mẫu thành lời giải cho bài toán mới.
Lòi giải thu được hiến nhiên là lòi giải đúng đắn do nó được suy diễn từ các sự thực và luật trong hệ
thông. Ý nghĩa của ca suy luận mẫu là ở chỗ nó góp phần tăng tốc độ tìm kiếm lời giải. Rõ ràng, việc Ưu tiên áp
dụng các luật của ca mẫu sè hạn chê được sự bùng nổ của không gian tìm kiếm trong quá trình xây dựng cây
chứng minh. Nếu không ưu tiên sử dụng các luật trong ca suy luận mẫu, việc tìm kiếm có thê được tiến hành với
nhiều nhánh không liên quan gì đến lòi giải cuối cùng. Hình 6 mô tả không gian tìm kiếm truyền thông, tức ỉà
không Ưu tiên các luật của ca suy luận mẫu. Các luật như “skilful(x) assemble(x, y) -> repair(x,
y)” và “electronic_engineer(x) electrical_good(y)-> assemble(x, y)” được sử dụng trước và tạo ra một nhánh tìm
kiếm không cần thiết (nửa cây bên trái). Với các CSDL luật lớn, không gian tìm kiếm có thê bị bùng nô dẫn đến
không tìm được lòi giải trong một thời gian cho trước. Với phương thức đề xuất, chúng ta ưu tiên áp dụng các
luật của ca suy luận mẫu và khi đó chúng ta chỉ cần tìm kiếm trong một không gian hẹp. Ví dụ như với bài toán
nêu trên là.nửa bên phải, phần in đậm trong hình 6.
Tạp chi Khoa học DHQGHN. KHTN á CN. T.xx, Sổ4, 2004
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883
Nụuyễn Việỉ Hà. Phạm Niiọc Hùng.
r100: skilful(x) assemble(x, y) -> repair(x, y)
r101: electronic_engineer(x) electrical_good(y) -> assemble(x, y)
r102: television(x) -> electrical_good(x)
r103: radio(x) -> electrical_good(x)
r200: skilful(x) maintain(x, y) -> repair(x, y)
r201: mechanic(x) vehicle (y) -> maintain(x, y)
r202: truck (x) -> vehicle(x)
r203: motorbike(x) -> vehicle(x)
Hình 5. Các luật suy diễn của hệ thống. ~repair(Tom, M) r100 A- - skilful(Tom) V ~assemble(Tom, M)
~skilful(Tom) V ~maintain(Tom, M) ▼ ~assemble(Tom, M) ~maintain(Tom, M) ~'eỉectronic_engineer(Tom) V -electronical_good(M ) ~mechanic(Tom) V - v ehicle(M ) ~vehicle(M) ~truck(M) - motorbike(M )
Hình 6. Không gian tìm kiếm truyền thông.
Tóm lại, với phương thức đề xuất chúng ta tận dụng được
ưu điểm của CBR là sử
dụng lại kinh nghiệm và ưu điếm của logic vị từ là năng lực suy diễn và tính đúng đắn.
Thêm nữa, phương thức này dề dàng cài đặt và vận dụng cho lớp các bài toán thông dụng
vẫn được cài bằng logic vị từ. Một điểm cần lưu ý ở đây là các ca suy luận mẫu nêu trên mới
chí áp dụng cho trường hợp lòi giải khẳng định, tức là tồn tại một cây chứng minh. Với
trường hợp phủ định, chúng ta sẽ phải thử mọi nhánh tìm kiếm có thê và thời gian để đưa ra câu trả
lời phủ định tương đương với thời gian suy luận trong các hệ thông suy luận truyền thông.
Tạp chí Khoa học ĐHQGtìN. Kill N & CN.
r.xx. So 4. 2004 Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883
Case-based reasoning và khá lìãng tiếp cận bằng loeic vị từ 59 4 . Kết luận
Trong bài báo này, chúng tôi đã khảo sát CBR trên góc độ là một hệ suy diễn và chỉ rõ
bản chất của mô hình này. Tri thức trong CBR được biêu diễn bằng một mô hình lai giữa
các kinh nghiệm suy luận và luật. Lòi giải được đưa ra dựa trên sự vận dụng đồng thòi hai
loại tri thức này. Có thê nói CBR rất gần với mô hình suy luận của con người.
Chúng tôi đề xuất một phương thức cài đặt CBR bằng logic vị từ câp một. Trong
phương thức này, lòi giải của ca suy luận mẫu được lưu bằng tập các luật giải trong cây suy
luận. Lòi giải của bài toán mới sê được tìm kiếm hiệu quả bằng việc suy luận từ tập các luật
giải cua ca suy luận mẫu. Điểm mới của phương thức này là đảm bảo được tính đúng đắn về
mặt logic của lời giải. Phương thức đê xuất có ý nghĩa quan trọng trong việc đưa ra một cách
tiếp cặn hình thức cho CBR. Hướng nghiên cứu tiếp theo của chúng tôi là hình thức hóa
chặt chè và khảo sát tính hiệu quả của phương thức này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 . Kolodner J., Case-based reasoning , Morgan Kaufmann, 1993, 668 tr 2 .
Aamodt A. and Plaza E., Case-based reasoning: Foudational issues, methodological
variations, and system approches
, AỈ Communications Vol. 7 No. 1 (1994), 39-59. . 3
Watson I., Applying Case-based reasoning: Techniques for Enterprise Systems , Morgan Kaufmann, 1997, 290tr. 4 .
Hammond K.J., Case-based planning: a framework for planning from experience, Cognitive
Science Vol. 14 (1990), 385-443. 5 .
Aha D.w. and Breslow L.A., Conversational case-based reasoning,
Applied Intelligence Vol. 14 (2001) , 9-32. . 6
Stanfill c. and Waltz D., The memory based reasoning paradigm, in Case based reasoning
workshop (1988), 414-424. 7 .
Kitano H., Challenges for massive parallelism, IJCAI-93 , 813-834. 8 .
Hall R.P., Computational approaches to analogical reasoning: A comparative analysis,
Artificial Intelligence
Vol. 39, No. 1 (1989), 39-120.
Tap chi Khoa học ĐHQGHN . KHTN & CN. T.XX. So 4. 200 4
Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com) lOMoARcPSD| 50205883 60
Nguyỗn Việt Hà, Phạm Ngọc Hùng.
VNU JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Sci., & Tech., T.xx, N04 , 20 04
CASE-BASED REASONING AND AN IMPLEMENTING APPROACH BY PREDICATE LOGIC
Nguyen Viet Ha, Pham Ngoc Hung, Ho Si Dam
College of Technology, Vietnam National University , Hanoi Tran Vu Viet Anh
The National University of Singapore
Case-based reasoning (CBR) is a recent approach to problem solving and learning. It
derives a solution for a given problem by searching previous cases and adapting the
solution of the most similar case. This method has received a lot of attention over the last
few years and many systems have been implemented. However, the solution revising of
CBR is based on problem domain, which makes it complicated. In addition, the soundness
of obtained solutions cannot be guaranteed in many cases because of the shortness of
inferring process. This paper discusses CBR on the view of reasoning and proposes a
framework to implement CBR by predicate logic. In this framework, previous cases are
used to reduce the inference cost and the obtained solution is guaranteed to be sound.
Tạp clìi Khoa học ĐHQGHN. KHTN & CN
. T.xx. So 4. 2004 Downloaded by Anh Thu (hth13@gmail.com)