Overzicht

1. Overzicht • Kennissystemen? • Projectopgave • Overzicht van de verschillende concepten • Uitwerking van een voorbeeld • Voorbeeld van hoe een projectje uitgewerkt wordt. • Uitleg v/d belangrijkste begrippen v/h boek

2. (Kunstmatige) Intelligentie • Moeilijk te definieren • flexibel, adaptief gedrag in complexe omgeving • gebruik van symbolen en abstracties • leven in gemeenschap • zelfbesef • Gedragsmatig • eenvoudig verband sensoren  actuatoren (reactief) • zwakke modellen van de realiteit • Cognitief • kennis: modellen, verklaringen geven, verantwoording • representatie, probleemoplossen, leren, kennisoverdracht) (

3. Kennissystemen • representeren van menselijke kennis zodat ze mechanisch kan gebruikt worden • “actief aantekeningenboekje” • feiten • algemene waarnemingen • gebruikt voor de kennis die erin ligt opgeslagen • toegang op intelligente wijze

4. Projectopgave • Bedoeling: leerstof in de praktijk brengen • Uitwerking van een mini-kennissysteem • taakstructuur • modellen • implementatie • Probleemgebied naar keuze • Deadline: 19 januari (?)

5. modellen methoden taken 3 niveau’s • kennisniveau: • domeinkennis = domeinmodellen + oplossingsmethoden • symboolniveau: • implementatie van modellen, taken, methoden • fysiek niveau • representatie van symboolniveau in computer

6. Taken • taak: samenhangende reeks activiteiten • 1 hoofdtaak, meerdere deeltaken • taakopsplitsingsmethode: • opsplitsing in deeltaken, toekennen van volgorde a/d deeltaken (verdeel & heers, toenemende verfijning,…) • taakstructuur • beschrijving van de uit te voeren taken • “wat moet er gedaan worden” • specifieert geen volgorde

7. Modellen (1) • Model = beschrijving v/e object of verzameling objecten • eigenschappen; relaties tussen objecten; history • Probleemoplossen als modelleren “modellen construeren en gebruiken  intelligentie” kennis = informatie die gebruikt wordt om voor formulering en uitbreiding van modellen • In principe: elk gebruik van waarnemingen om te reageren = modelleren • focus op 1 of enkele kenmerken • object wordt volledig in dat licht bekeken • “hoe moet het gedaan worden”

8. Modellen (2) • Belangrijk deel van de analyse: • verkrijgen van inzicht in de soorten modellen en de datastroomrelaties tussen de verschillende modellen • modeldiagram • Grafische representatie: semantische netwerken • Soorten: aspect waarop het model zich focust • classificatiemodel:  soorten vinken • structuurmodel • causaal model: oorzaak-gevolgrelatie tussen componenten • functioneel model: welke functies worden vervuld i/h systeem

9. Modellen (3) • casusmodel • bevat gegevens over 1 specifiek geval • vb. waargenomen symptomen: blauwe rook • domeinmodel • bevat mogelijke gegevens die alle gevallen bestrijken“verzameling casussen” • vb. opsomming van mogelijke symptomen: blauwe rook, witte rook, geen trekkracht, veel lawaai,... • procesmodel • beschrijft het redeneerproces • enkel als de probleemoplosser ook over het redeneerproces redeneert

10. Modellen (4) • uitbreidingsmodel • uitbreiding v/e casusmodel tot het genoeg informatie bevat om mee verder te werken • extern (vb. vragen stellen)afleiding van nieuwe feiten op basis van domeinkennis • afbeeldingsmodel • afbeelden van een model op een ander • overgang van één taak naar de volgende

11. klassen initialiseren alle kenmer- ken testen volgende klasse geslaagd alle stemmen overeen geen klassen meer 1 stemt niet overeen niet geslaagd Oplossingsmethoden (1) • procedure die de uitbreiding of consultatie van de verschillende modellen doet, om een bepaald doel te bereiken • sturende structuur (stuurdiagram), vb. lin. classificatie • implementatie: regelgebaseerde systemen • IF conditie THEN actie

12. Oplossingsmethoden (2) • lineaire classificatie: • enkel uitbreiding van het casusmodel • statisch domeinmodel • differentiatie • zoek het meest distinctieve kenmerk van een reeks klassen • heuristische classificatie • uitputtend zoeken (exhaustive search) • initieel casusmodel wordt uitgebreid op alle mogelijke manieren • beperkingenpropagatie (constraint propagation) • c=5(f-32)/9

13. Oplossingsmethoden (3) • Data-directed (voorwaarts redeneren) • toepasselijke regel: conditie vervuld • Goal-directed (achterwaarts rederen) • toepasselijke regel: doel vervuld; daarna testen of conditie geldt.

14. Implementatie van modellen (1)    • Object = representatie v/e casusmodel • eigenschappen (properties) • attributen • relaties ( rol) • Type = klasse van objecten • Feiten & beschrijvingen • beschrijving moet geëvalueerd worden om waarheidswaarde te kennen • rollen • Representatie: frames • velden: naam + waarde (eig, attr, rel) vocabulaire

15. Implementatie van modellen (2) regels (taakuitvoeringsmethoden)    • uitbreiding v/e modelafbeelding v/e model • IF x THEN y • x: conditie = feiten die aanwezig moeten zijn • y: acties • Regels worden uitgevoerd in de context van een object • object = casusmodel dat uitgebreid wordt • Verschillende toepasbare regels  conflict

16. Implementatie in regels (2) • Structureren van regelverzamelingen • opsplitsen van regelverzamelingen • context-mechanisme: regel enkel toepasbaar in één context • Hiërarchie in KAN: • investigate

17. Uitwerking van mini-kennissysteem • Onderwerp: analyse van motorproblemen • Concreter: “Gegeven uitwendig zichtbare symptomen, welk onderdeel is schuldig?”

18. Fase 1 • brainstorm • gebruik de uiteindelijke functie van het kennissysteem als leidraad • Verschillende modellen enz. zullen nog niet met elkaar overeenstemmen  niet erg!

19. Taakstructuur • Doel van het systeem: • op basis van symptomen proberen te achterhalen welke component in een automotor faalt • Eerste taakstructuur: • verzamel symptomen • classificeer symptomen om tot een diagnose te komen • zoek een remedie • Wat is het doel van elke taak?

20. Verzamel symptomen • “Wat kan er mis gaan?” • blauwe rook uit de uitlaat • witte rook uit de uitlaat • start niet • weinig of geen trekkracht • schokkert bij het optrekken • oververhitting • Sommige symptomen: meerdere oorzaken • niet starten: batterij leeg, startmotor kapot, startslot kapot,...

21. Modellen • Welke modellen kunnen we gebruiken? • Welke aspecten zijn relevant voor het bepalen van de falende component? • componentmodel • symptoommodel • functiemodel • symptomen  functies • functies  componenten (extra vragen nodig om na te gaan welke individuele componenten stuk zijn) • Welke niet? • ruimtelijk model (alle motoren zijn anders)

22. motorblok cilinderkop oliepomp waterpomp krukas kleppen oliekanalen waterkanalen stroomverdeler Componentenmodel motor carburator

23. koeling radiatie ontsteking watertransport opwekken v/ HS genereren v/e vonk smering olietransport Functiemodel • Dingen die de motor doen falen als ze niet werken brandstoftoevoer

24. symptoom  functie model • Welk symptoom heeft invloed op welke functie? • Blauwe rook  verbranding v. olie  probleem met olie-afdichting • witte rook  verbranding v. koelmiddel  probleem met water-afdichting • weinig trekkracht  probleem met compressie • oververhitting  probleem met koeling

25. watertransport radiatie vonkgeneratie waterpomp waterkanalen radiator bougie thermostaat opwekking HS bobijn batterij condensator contactpunten functie  component model • Welke componenten vervullen samen welke functie?

26. Nieuwe taakstructuur • verfijning; preciezere formulering van de taken • verzamel symptomen • bepaal welke functie(s) verstoord word(t)/(en) door symptoom x? • identificeer mogelijke kapotte componenten • toegelaten om over onderdelen specifieke vragen te stellen

27. gebruiker symptoommodel symptoom casusmodel symptoom  functiemodel functie casusmodel functie  componentmodel component casusmodel Modeldiagram

28. Fase 2 • Beslissen welke gevallen het uiteindelijke systeem zal aankunnen • Op elkaar afstemmen van de relevante modellen gevonden tijdens de brainstorm • evt. toevoegen of weglaten van gevallen

29. Nieuw symptoommodel • Vereenvoudiging (voorbeeld) • blauwe rook uit uitlaat • oververhitting • weinig of geen trekkracht Nieuw functiemodel • olie-afdichting • koeling • energieconversie

30. motorblok waterpomp thermostaat waterkanalen Nieuw componentenmodel motor cilinderkop cilinderkoppakking

31. Vertaling in regels (define (rule symptoom-rules) temperatuur-regel (if (== (>> symptomen) (temperatuur te-hoog))) (then (investigate koeling-rules))) attribuut probleemfunctie attribuut probleemcomponent motormodel symptomen koeling attribuut rook attribuut temperatuur attribuut trekkracht property waterkanalen-vrij property waterpomp-werkt property thermostaat-werkt rule rook-rule rule temperatuur-rule rule compressie-rule rule waterkanalen-rule rule waterpomp-rule rule thermostaat-rule

32. Niet in voorbeeld • combinaties van symptomen die op een bepaalde fout wijst • Eenvoudig te implementeren: geen rechtstreekse afbeelding symptoommodel functiemodel • redeneren met probabiliteiten • …