7.1 생성시스템의 구조 - 규칙 / 생성규칙을 바탕으로 지식표현 , 지식 ( 사실 ) 생성

1. 7.1 생성시스템의 구조 - 규칙 / 생성규칙을 바탕으로 지식표현, 지식(사실) 생성 • THEN 결론부 • IF 조건부 • 규칙이 선택되기 • 위한 조건 • 규칙이 선택되어 • 실행한 결과 제시 • 하게 되는 결론 or 행동 AI Chap07.

2. 생성메모리 생성시스템 구성요소 • _________(production memory) : • 생성규칙들의 모임 • _________(working memory) : • 현재의 상태를 나타내는 사실들의 집합 • 외부로부터 입력되거나 추론에 의해 얻은 사실을 저장 • 상황에 따라 변화되므로 short-term memory (STM)라고 부름 • _________(interpreter) : • 작업메모리의 내용에 따라 규칙선택하고 실행하는 역할 • 작업메모리 • 인터프리터 AI Chap07.

3. 생성규칙(production rule) • 조건 (1)______________________ • IF 빨간 불이고 잠깐 정지했다면 • THEN 우회전 가능하다 • 결론(행동) • 수행될 때 “_________” • 점화(fire) AI Chap07.

4. 작업메모리(working memory, STM) (2) ______________________________ • STM의 현재 상태가 규칙의 ____(IF)과 비교됨 • 규칙의 행동으로 내용변화 가능  다른 규칙의 조건 만족시킴 (ex) list, array …등 data 구조중의 하나의 형태 • 조건 AI Chap07.

5. 정합 (3) 인터프리터 • ____(matching) : 생성메모리내의 많은 규칙 중 작업메모리의 내용에 의해 만족되는 규칙 찾기 • _______: 정합되는 여러 개의 규칙 중 실행할 규칙 선택하는 과정 • ________________ • 충돌해결 • 선택된 규칙의 실행 AI Chap07.

6. 사실 • 규칙 Male (철수) Male (민혁) Female(미영) Female(선희) Father(철수, 민혁) Mother(미영, 민혁) Mother(미영, 선희) Parent(철수, 민혁) 1. IF Father(X, Y) or Mother(X, Y) THEN Parent(X, Y) 2. IF Female(X) and Parent(Z, X) and parent(Z, Y) and X = Y THEN Sister(X, Y) AI Chap07.

7. 사실 • 규칙 Male (철수) Male (민혁) Female(미영) Female(선희) Father(철수, 민혁) Mother(미영, 민혁) Mother(미영, 선희) Parent(철수, 민혁) Parent(미영, 민혁) 1. IF Father(X, Y) or Mother(X, Y) THEN Parent(X, Y) 2. IF Female(X) and Parent(Z, X) and parent(Z, Y) and X = Y THEN Sister(X, Y) AI Chap07.

8. 사실 • 규칙 Male (철수) Male (민혁) Female(미영) Female(선희) Father(철수, 민혁) Mother(미영, 민혁) Mother(미영, 선희) Parent(철수, 민혁) Parent(미영, 민혁) Parent(미영, 선희) 1. IF Father(X, Y) or Mother(X, Y) THEN Parent(X, Y) 2. IF Female(X) and Parent(Z, X) and parent(Z, Y) and X = Y THEN Sister(X, Y) AI Chap07.

9. 사실 • 규칙 Male (철수) Male (민혁) Female(미영) Female(선희) Father(철수, 민혁) Mother(미영, 민혁) Mother(미영, 선희) Parent(철수, 민혁) Parent(미영, 민혁) Parent(미영, 선희) Sister(선희, 민혁) 1. IF Father(X, Y) or Mother(X, Y) THEN Parent(X, Y) 2. IF Female(X) and Parent(Z, X) and Parent(Z, Y) and X = Y THEN Sister(X, Y) AI Chap07.

10. 7.2 생성시스템의 예 AI Chap07.

11. 7.3 추론(inference) • 이미 알고 있는 사실로부터 새로운 사실을 추리해 내는 것 • _______(deduction) • _______(abduction) • _______(induction) • 연역법 • 유도법 • 귀납법 AI Chap07.

12. 연역법(deduction) 지식) – IF A THEN B - A 추론) – B • 주어진 지식(사실)이 _______ 참(soundness) • 규칙기반 시스템에서 주로 사용하는 추론 방법 • 모두 참 AI Chap07.

13. (2) 유도법(유사추론) 지식) – IF A THEN B - B 추론) – A • 항상 옳은 것은 아니다 ex) • IF 아빠 THEN 남자 • 남자 = 태남 • 태남이는 아빠 AI Chap07.

14. (3) 귀납법(induction) • 관측된 사실로부터 새로운 법칙을 만듦 사실) IF 제비 THEN 날 수 있다 IF 참새 THEN 날 수 있다 IF 독수리 THEN 날 수 있다 결론) IF 새 THEN 날 수 있다 • 항상 옳은 건 아니다. (ex) 타조 • 학습과 관련된 방법 AI Chap07.

15. 7.4 전방향 추론과 후방향 추론 • 규칙을 적용하는 방향에 따른 방법 • 전방향추론(forward chaining) • 주어진 상황에 만족되는 규칙 찾아 결론에 해당되는 사실을 얻는다. • 후방향추론(backward chaining) • 얻고자 하는 결론(목표)을 미리 설정한 다음, 그 목표가 참인가를 알아내기 위해 결론부가목표와 맞는 규칙을 찾아 규칙의 조건부가 만족되는가 판단 • 만족된 조건부가 참이면 결론은 참 AI Chap07.

16. A  D • F • 전방향추론(forward chaining) • Z • C • B • 가정 : D와 C가 존재하면 •  DB에 추가 • 결론 : F가 존재한다 • 주어진 상황에 만족되는 규칙 찾아 결론에 해당되는 사실을 얻는다. • 규칙 개수 많으면 시간소요 많이 됨 (Z도출하기 위해서 Z와 관계 없는 많은 규칙 고려해야 함) AI Chap07.

17. 전방향추론(forward chaining) • 사실 • 규칙 • A • B • C • A -> D • C & D -> F • B & F -> Z • D • F • Z AI Chap07.

18. (2) 후방향추론(backward chaining) • A • D • F • Z • C • B AI Chap07.

19. 목표 : Z • B and F  Z • 사실 • A • B • C • 목표: B • 목표: F • C and D  F • D • 목표: C • 목표: D • D  A • F • Z • 목표: A AI Chap07.

20. (3) 추론방향 결정 • 출발상태와 목표상태의 수 • 분기율이 낮은 방향으로 진행하는 것이 유리 • 문제 풀이를 시작하게 한 사건 • 새로운 사실 발견 : 전방향추론 • 어떤 사실에 대한 질문 : 후방향추론 AI Chap07.

21. 규칙들의 연결상태 (4) 추론회로 • ________________ 를 나타내는 것 • 행동부의 사실들이 규칙의 조건부에 포함되는 여부를 회로로 표현 • AND 게이트 : ________________ • : 사실 • : 유도된 사실 • 여러 조건 동시 만족 AI Chap07.

22. C and DF • A • F • C • D • B and FZ • B • Z • C AI Chap07.

23. 7.5 생성시스템 이용 시 고려할 점 • 충돌해결 • 실행 • 인터프리터주기 : • ____  ______  ____ • 정합 • 빠른 검색 위한 색인(index), 분할(partition), • 필터(filter) 방법 이용 AI Chap07.

24. 충돌해결 • 만족되는 최초의 규칙 • 가장 높은 우선순위 가진 규칙 • 가장 특수한 규칙(and 요소가 가장 많은) • STM에 삽입된 가장 최근 정보 • 이전에 수행되지 않았던 가장 새로운 규칙 • 임의 규칙 • 순서에 상관없이 만족되는 규칙의 병행 AI Chap07.

25. (2) 추론방향의 결정 • 출발상태와 목표상태의 수 • 분기율이 낮은 방향으로 진행하는 것이 유리 • 문제 풀이를 시작하게 한 사건 • 새로운 사실 발견 : 전방향추론 • 어떤 사실에 대한 질문 : 후방향추론 AI Chap07.

26. (3) 추론과정의 설명 • 결론에 대한 왜(why)와 어떻게(how) 설명가능 • C and DF • F • B and FZ • - 왜(why) : _____________으로 한 단계 진행 • - 어떻게(how) : ______________으로 한 단계 진행 • 전방향(forward) • 후방향(forward) AI Chap07.

27. 7.6 확신율(certainty factor) • 0(틀림)  1 (확신) • -1 ---- 0 ---- 1 • (틀림) • (확신) • (알수없음) AI Chap07.

28. 계산 프로그램의 문제와 해결책 1) 각 규칙의 각 조건의 확신율은 규칙 전체의 확신율과 어떻게 관계? • 0.8 • 0.5 • 0.5 • 1.0 • 1.0 • 여러 조건부의 확신율 중에서 제일 작은 값(Min)을 • 확신율로 한다. AI Chap07.

29. 2) 규칙 그 자체에서 입력 확신율이 어떻게 행동부의 확신율에 영향 주는가? • 0.4 • 0.5 • 0.8 • 입력 확신율에 감쇠율을 곱하여 • 행동부의 확신율로 한다. AI Chap07.

30. 3) 여러 규칙의 결론이 같은 사실을 추론할 때, 이 사실의 확신율은 어떻게 결정? • 0.9 • 0.9 • 0.25 • 산출된 사실의 확신율 중에서 가장 큰 값(Max)을 • 유도된 확신율로 한다. AI Chap07.

31. 7.2 생성시스템의 예 • 식품분류 시스템 생성규칙 “If this condition hold, then this action is appropriate” 위의 조건과 이 조건의 만족 시 수행되는 결론 (행동)의 쌍이다. AI Chap07.

32. P1. IF ON-CL green THEN Put-On-CL produce P2. IF ON-CL packed in small container THEN Put-On-CL delicacy P3. IF ON-CL refrigerated OR On-CL produce THEN Put-On-CL perishable P4. IF ON-CL weighs 15lbs AND On-CL inexpensive AND NOT On-CL perishable THEN Put-On-CL staple P5. IF ON-CL perishable AND On-CL weighs 15lbs THEN Put-On-CL turkey P6. IF ON-CL weighs 15lbs AND On-CL produce THEN Put-On-CL watermelon 규칙 AI Chap07.

33. 인터프리터 • 생성시스템의 반복 실행 • 각 반복주기마다 인터프리터가 규칙 조사 • 작업 메모리에 의해 만족, 수행될 수 있는 것 파악 AI Chap07.

34. 인터프리터 실행 • 조건부가 TRUE인 모든 규칙을 찾아서 수행가능(applicable)하도록 한다. ② 만일 하나 이상의 규칙이 수행 가능하면, 이미 CL에 포함되어 있는 심볼을 추가시키려는 행동부를 갖는 규칙을 수행시키지 않도록 한다. ③ 수행 가능한 규칙 중 가장 작은 번호의 규칙을 수행시킨다. 수행 가능한 규칙이 없다면 시스템의 운영을 중지한다. ④ 모든 규칙의 수행가능성을 원래 상태대로 지우고 1의 상태로 되돌아간다. AI Chap07.

35. CL=(green, weights 15lbs) 추론의 실행 예 • P1 • produce • CL=(_______, green, weights 15lbs) • P3 • perishable • CL=(________, produce, green, weights 15lbs) • P5 • CL=(_____, perishable, produce, green, weights 15lbs) • turkey • P6 • watermelon • CL=(_________, turkey, perishable, produce, green, • weights 15lbs) AI Chap07.

36. 2) 동물 농장 문제 • 특징들로부터 동물의 이름을 알아내는 것 : IDENTIFIER 생성규칙 • 포유동물(mammal)인가 조류(bird)인가를 구분하는 4개 규칙 • 육식동물(carnivore)인가를 구분하는 2개 규칙 AI Chap07.

37. 생성규칙 : 포유/조류 P1. IF털이 있다 THEN포유동물 P2. IF젖을 준다 THEN포유동물 P3. IF날개 있다 THEN조류동물 P4. IF날 수 있다 THEN알을 낳는다 AI Chap07.

38. 생성규칙 : 육식동물 확인 P5. IF포유류 AND고기 먹는다 THEN육식동물 P6. IF포유류 AND송곳니 가졌다 AND발톱 AND시선이 앞을 향한다 THEN육식동물 AI Chap07.

39. 생성규칙 : 유제류인가를 확인 P7. IF포유류 AND발굽이 있다 THEN유제류 P8. IF포유류 AND되새김을 한다 THEN유제류 AI Chap07.

40. 생성규칙 : 육식류의 두 가지 동물 P9. IF육식동물 AND 황갈색이다 AND어두운 점이 있다 THEN치타(cheetah) P10. IF육식동물 AND황갈색이다 AND검은색 줄무늬가 있다 THEN 호랑이 AI Chap07.

41. 생성규칙 : 유제류의 두 가지 동물 P11. IF유제류 AND 다리가 길다 AND목이 길다 AND황갈색이다 AND 어두운 점이 있다 THEN기린 P12. IF유제류 AND흰색이다 AND검은색 줄무늬가 있다 THEN 얼룩말 AI Chap07.

42. 생성규칙 : 조류 P13. IF조류 AND날지 못한다 AND 다리가 길다 AND목이 길다 AND검은색과 흰색이다 THEN타조 P12. IF조류 AND날지 못한다 AND수영할 수 있다 AND 검은색과 흰색이다 THEN 펭귄 P13. IF조류 AND잘 날 수 있다 THEN 신천옹(albatross) AI Chap07.

43. 추론실행 예 • 관측된 동물은 황갈색과 검은 점을 지닌다. • 새끼를 돌보는 도중 동물은 되새김을 하였다. • 동물이 포유류이고 되새김을 한다. • 동물은 긴 다리와 긴 목을 갖고 있다. AI Chap07.

44. 포유동물 • P2 • 우유를 주다 • 짝수 발가락 • P8 • 되새김 • 유제품 • P11 • 긴 다리 • 기린 • 긴 목 AI Chap07.

45. 9 장 • 9.1 - 9.4 • 9.5 - 9.7 • 9.8 AI Chap07.