Expertní systémy Neurčitost – Faktory jistoty Jan Górecki Název prezentace Název projektu Rozvoj vzdělávání na Slezské univerzitě v Opavě Registrační číslo projektu CZ.02.2.69/0.0./0.0/16_015/0002400 Logolink_OP_VVV_hor_barva_cz •Neurčitost je charakteristickým rysem složitých systémů. Vlastní povaha reality způsobuje, že poznatky, které z ní získáváme, jsou neurčité či vágní. – Neurčitost (opakování) csvukrs –problémy s daty; např.: •chybějící nebo nedostupná data •nespolehlivá data (např. z důvodu chyb měření) •nepřesná nebo nekonzistentní reprezentace dat Příčiny neurčitosti (opakování) csvukrs –nejisté znalosti; např.: •znalost nemusí být platná ve všech případech •znalost může obsahovat vágní pojmy. – Příčiny neurčitosti (opakování) csvukrs •Neurčitost bývá v ES vyjadřována obvykle numerickými parametry, které se v různých systémech nazývají různě, např. váhy, míry, stupně důvěry, faktory jistoty. Vyjádření neurčitosti (opakování) csvukrs •Tyto numerické parametry se přiřazují jednotlivým tvrzením nebo pravidlům. Často nabývají hodnot z intervalu á0,1ñ nebo á–1,1ñ. – Vyjádření neurčitosti (opakování) csvukrs •Většinou se neurčitost vyjadřuje pomocí jediného čísla. Postupně se však začínají prosazovat přístupy, v nichž je neurčitost vyjadřována dvojicí čísel (tato dvojice může být např.interpretována jako interval hodnot). – Vyjádření neurčitosti (opakování) csvukrs •Jak kombinovat neurčitá data v předpokladu pravidla? •Jak kombinovat neurčitost předpokladu pravidla a neurčitost pravidla jako celku? Problémy při zpracování neurčitosti csvukrs •Faktory jistoty (certainty factors) byly poprvé použity v systému MYCIN. Cílem bylo eliminovat některé slabiny čistě pravděpodobnostního přístupu. Přístup založený na faktorech jistoty csvukrs •Znalosti jsou vyjádřeny opět ve tvaru pravidel E ® H, přičemž s každým pravidlem je spojen faktor jistoty CF. Tento faktor nabývá hodnot z intervalu á–1,1ñ a je určen pomocí měr důvěry a nedůvěry MB a MD: • • Přístup založený na faktorech jistoty csvukrs •Faktor jistoty vyjadřuje stupeň důvěry v hypotézu H, jestliže předpoklad E je pravdivý (1 znamená absolutní důvěru, –1 absolutní nedůvěru). • Přístup založený na faktorech jistoty csvukrs •Míra důvěry (measure of belief): • • • • • • •Míra důvěry nabývá hodnot z intervalu á0,1ñ. Vyjadřuje stupeň, ve kterém je důvěra v hypotézu H podporována pozorováním evidence E. • Míra důvěry csvukrs •Míra nedůvěry (measure of disbelief): • • • • • • •Míra nedůvěry nabývá hodnot z intervalu á0,1ñ. Vyjadřuje stupeň, ve kterém je nedůvěra v hypotézu H podporována pozorováním evidence E. • • Míra nedůvěry csvukrs •Předpoklad E v pravidle E ® H nemusí být znám s absolutní jistotou. Může být odvozen z jiného pravidla nebo zadán uživatelem s nějakým faktorem jistoty CF(E). Pak se výsledný faktor jistoty vypočte takto: • Vliv neurčitosti předpokladů csvukrs •Jestliže přitom předpoklad E obsahuje konjunkci nebo disjunkci dílčích podmínek, pak se při výpočtu CF(E) použijí následující vzorce: • • Vliv neurčitosti předpokladů csvukrs •Mějme pravidla E1 ® H, E2 ® H, … , En ® H. Označme • CFn = CF(H, E1, …, En). Výpočet CFn se provede podle následujícího vzorce: • • • • Kombinace více pravidel csvukrs •Výhody: –jednoduchý a účinný výpočetní model –shromáždění potřebných dat podstatně snazší než v jiných metodách –snazší implementace vysvětlovacího mechanismu • •Nevýhody: –chybí pevné teoretické základy –implicitní předpoklad nezávislosti evidencí Ei Výhody a nevýhody faktorů jistoty csvukrs Příklad (ES typu MYCIN) příklad skutečné diagnostiky spalovacího čtyřtaktního motoru csvukrs Příklad (ES typu MYCIN) csvukrs Příklad (ES typu MYCIN) csvukrs Příklad (ES typu MYCIN) csvukrs Příklad (ES typu MYCIN) csvukrs Příklad (ES typu MYCIN) csvukrs Příklad (ES typu MYCIN) csvukrs Příklad (ES typu MYCIN) csvukrs Příklad (ES typu PROSPECTOR) csvukrs Příklad (ES typu PROSPECTOR) csvukrs Příklad (ES typu PROSPECTOR) csvukrs Příklad (ES typu PROSPECTOR) csvukrs Příklad (ES typu PROSPECTOR) csvukrs Příklad (ES typu PROSPECTOR) csvukrs Děkuji za pozornost Některé snímky převzaty od: RNDr. Jiří Dvořák, CSc. dvorak@fme.vutbr.cz prof. Dr. Ing. Miroslav Pokorný miroslav.pokorny@vsb.cz