不确定性推理-2015
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不确定性推理是一种在不确定情况下进行推理的方法,是人工智能领域中的一个重要分支。
它是基于对不确定性的建模,使用数学方法对不确定的信息进行推理的过程。
不确定性推理的应用非常广泛,在计算机科学、统计学、人工智能等领域都有广泛的应用。
它可以用于解决各种类型的推理问题,例如:
决策支持:通过不确定性推理,可以对决策过程中的不确定信息进行推理,为决策者提供支持。
建模和预测:不确定性推理可以用于对复杂的系统进行建模,并预测未来的发展趋势。
诊断和故障排除:不确定性推理可以用于诊断系统故障,并提供
解决矛盾问题:不确定性推理可以用于解决矛盾问题,例如两个相互矛盾的命题的真假性判定。
自然语言理解:不确定性推理可以用于自然语言理解,例如解决句子的歧义问题。
模式识别:不确定性推理可以用于模式识别,例如识别图像中的物体。
不确定性推理方法有许多种,其中包括贝叶斯网络、规则基系统、不确定性推理语言、随机游走模型等。
贝叶斯网络是一种用于不确定性推理的图形模型,它基于贝叶斯定理,通过对条件概率进行建模,可以对不确定的信息进行推理。
规则基系统是一种基于规则的不确定性推理方法,它使用规则来描述系统的知识,并使用规则来对不确定的信息进行推理。
不确定性推理语言是一种用于表示不确定信息的语言,常见的不确定性推理语言有PROLOG 和Fuzzy Logic。
随机游走模型是一种基于随机游走的不确定性推理方法,它通过模拟随机游走的过程,对不确定的信息进行推理。
在实际应用中,不确定性推理方法通常需要与其他方法结合使用,才能得到最优的结果。
例如,在人工智能系统中,不确定性推理方法常常与机器学习方法结合使用,以获得更好的结果。
第四章不确定性推理习题参考解答4.1 练习题4.1什么是不确定性推理?有哪几类不确定性推理方法?不确定性推理中需要解决的基本问题有哪些?4.2什么是可信度?由可信度因子CF(H,E)的定义说明它的含义。
4.3什么是信任增长度?什么是不信任增长度?根据定义说明它们的含义。
4.4当有多条证据支持一个结论时,什么情况下使用合成法求取结论的可信度?什么情况下使用更新法求取结论可信度?试说明这两种方法实际是一致的。
4.5设有如下一组推理规则:r1:IF E1THEN E2(0.6)r2:IF E2AND E3THEN E4 (0.8)r3:IF E4THEN H (0.7)r4:IF E5THEN H (0.9)且已知CF(E1)=0.5,CF(E3)=0.6,CF(E5)=0.4,结论H的初始可信度一无所知。
求CF(H)=?4.6已知:规则可信度为r1:IF E1THEN H1(0.7)r2:IF E2THEN H1(0.6)r3:IF E3THEN H1(0.4)r4:IF (H1 AND E4) THEN H2(0.2)证据可信度为CF(E1)=CF(E2)=CF(E3)=CF(E4)=CF(E5)=0.5H1的初始可信度一无所知,H2的初始可信度CF0(H2)=0.3计算结论H2的可信度CF(H2)。
4.7设有三个独立的结论H1,H2,H3及两个独立的证据E1与E2,它们的先验概率和条件概率分别为P(H1)=0.4,P(H2)=0.3,P(H3)=0.3P(E1/H1)=0.5,P(E1/H2)=0.6,P(E1/H3)=0.3P(E2/H1)=0.7,P(E2/H2)=0.9,P(E2/H3)=0.1利用基本Bayes方法分别求出:(1)当只有证据E1出现时,P(H1/E1),P(H2/E1),P(H3/E1)的值各为多少?这说明了什么?(2)当E1和E2同时出现时,P(H1/E1E2),P(H2/E1E2),P(H3/E1E2)的值各是多少?这说明了什么?4.8在主观Bayes方法中,请说明LS与LN的意义。
不确定性推理概述4.1.1 不确定推理的概念所谓推理就是从已知事实出发,运⽤相关知识(或规则)逐步推出结论或证明某个假设成⽴或不成⽴的思维过程。
其中已知事实和知识(规则)是构成推理的两个基本要素。
已知事实是推理过程的出发点,把它称为证据。
4.1.2 不确定性推理⽅法的分类可信度⽅法、主观Bayes⽅法、证据理论都是在概率论的基础上发展起来的不确定性推理⽅法。
4.1.3 不确定性推理知识库是⼈⼯智能的核⼼,⽽知识库中的知识既有规律性的⼀般原理,⼜有⼤量的不完全的专家知识,即知识带有模糊性、随机性、不可靠或不知道不确定因素。
世界上⼏乎没有什么事情是完全确定的。
不确定性推理即是通过某种推理得到问题的精确判断。
(1)不确定性问题的代数模型⼀个问题的代数模型由论域、运算和公理组成。
建⽴不确定性问题模型必须说明不确定知识的表⽰、计算、与语义解释。
不确定性的表⽰问题:指⽤什么⽅法描述不确定性,通常有数值和⾮数值的语义表⽰⽅法。
数值表⽰便于计算,⽐较,再考虑到定性的⾮数值描述才能较好的解决不确定性问题。
例如对规则A->B(即A真能推导B真)和命题(或称证据、事实)A,分别⽤f(B,A)来表⽰不确定性度量。
推理计算问题:指不确定性的传播和更新,也即获得新的信息的过程。
包括:①已知C(A),A->B,f(B,A),如何计算C(B)②证据A的原度量值为C1(A),⼜得C2(A),如何确定C(A)③如何由C(A1)和C(A2)来计算C(A1∧A2),C(A1∨A2)等。
⼀般初始命题/规则的不确定性度量常常由有关领域的专家主观确定。
语义问题:是指上述表⽰和计算的含义是什么?即对它们进⾏解释,概率⽅法可以较好地回答这个问题,例如f(B,A)可理解为前提A为真时对结论B为真的⼀种影响程度,C(A)可理解为A为真的程度。
特别关⼼的是f(B,A)的值是:①A真则B真,这时f(B,A)=?②A真则B假,这时f(B,A)=?③A对B没有影响时,这时f(B,A)=?对C(A)关⼼的值是①A真时,C(A)=?②A假时,C(A)=?③对A⼀⽆所知时,C(A)=?(2)不确定推理⽅法的分类不确定推理⽅法在⼈⼯智能系统中通常是不够严谨的,但尚能解决某些实际问题,符合⼈类专家的直觉,在概率上也可给出某种解释。
数学中的模糊数学与不确定性推理数学是一门基础性的学科,它的应用广泛涉及各个领域。
在处理现实问题时,不可避免地会面对模糊性和不确定性的情况。
模糊数学和不确定性推理是数学中一类重要的概念与方法,它们为我们解决这些问题提供了有效的工具。
一、模糊数学模糊数学是数学中研究处理模糊现象的一种数学方法。
它的核心概念是模糊集和隶属函数。
模糊集是指具有模糊性质的集合,其中的元素隶属于该集合的程度不是二进制的,而是在0到1之间连续变化的。
而隶属函数则描述了元素对于模糊集的隶属程度。
以温度为例,通常我们将20℃以下定义为冷,20℃到30℃定义为温暖,30℃以上定义为热。
但是,实际上温度的感受因人而异,对于某些人来说,25℃可能并不觉得热,而对于另一些人来说可能已经感到非常热了。
这种情况下,我们可以用模糊集和隶属函数来描述温度的感受程度。
模糊数学可以帮助我们处理不确定性和模糊性的问题,扩展了传统数学在解决实际问题上的应用范围。
目前,模糊数学已经在控制工程、人工智能、决策分析等领域广泛应用。
二、不确定性推理不确定性推理是一种在不完全信息条件下进行推理的方法。
在现实问题中,我们往往不能获得完整准确的信息,而只能通过不完全信息进行决策和推理。
不确定性推理的关键是通过概率和统计方法对不确定信息进行量化和分析。
概率论是不确定性推理的基础,它通过定义概率模型和概率分布来描述不确定性事件的发生概率。
我们可以通过统计方法来估计概率,并利用这些概率来进行推理和决策。
例如,在医学诊断中,患者可能会同时出现多种症状,但是我们不能确定每种症状与特定疾病的关联程度。
在这种情况下,我们可以利用不确定性推理的方法,通过建立概率模型和分析病例统计数据来判断患者患病的可能性。
不确定性推理在人工智能、决策分析、经济学等领域具有广泛应用。
它不仅可以帮助我们理解和解释不确定性的问题,还可以提供决策支持和风险评估的工具。
三、模糊数学与不确定性推理的结合应用模糊数学和不确定性推理是相辅相成的,在实际问题中常常需要将它们相结合应用。
不确定性推理原理
确定性推理原理是指从一组已知条件和规则出发,经过步骤性的推理
和分析,最终得到确定的结果的一种原理。
它是基于概率论和模拟技术的
结构,在进行推理时,采用计算机来模拟人类推理规律,以迅速解决复杂
的问题。
它应用于各个领域,如机器学习、自然语言处理、计算机视觉、
自动化测试和智能决策等,都需要采用确定性推理原理。
确定性推理原理建立在三个基本假设之上:第一,所有推理都基于已
有知识,这些知识可用来构造推理模型;第二,所有推理都遵循规则,如
逻辑规则或其他规则;第三,在推理过程中,只能使用已有的知识和规则,不能使用任何新的知识或规则。
确定性推理原理的基本思想是通过人类对事物存在的相互关系建立模型,并使用这些模型来进行推理和分析。
它是从一组已有条件和规则出发,经过步骤性的推理和分析,最终得到确定的结果。
它采用计算机技术来模
拟人类推理规律,以迅速解决复杂的问题。
它通常应用于已有条件和规则
可以明确表达的问题上,关键在于如何定义条件和规则,不能对未知的问
题进行推理。
确定性推理原理主要采用规则匹配方式来实现推理。