Рекомендуемая литература
Идеи планирования операций, положенные в основу функционирования системы STRIPS, рассматриваются во множестве книг, посвященных проблематике искусственного интеллекта (например, [Givan and Dean, 1997]). Однако за время, прошедшее после появления STRIPS, многие пришли к выводу, что использованные в ней методы требуют слишком больших вычислительных ресурсов. В общем случае задача сводится к полному Р-пространству [Bylander, 1994]. Нильсон предложил программную реализацию формализма STRIPS [Nilsson, 1980], с версиями которой можно познакомиться на различных университетских Web-страницах, например по адресу http: / /www. cs. brown. edu/research/ai.
Наиболее полное описание системы MYCIN читатель найдет в работе [Shortliffe, 1976]. Анализ функциональных возможностей MYCIN и описание отдельных подсистем содержится в работах [Buchanan and Shortliffe, 1984] и [Clancey and Shortliffe, 1984]. В последней читатель найдет также описание некоторых других ранних экспертных систем, ориентированных на медицинскую диагностику. В работе [Cendrowska and Bramer, 1984] описана модификацию системы MYCIN и приведено много интересных деталей реализации программы.
Упражнения
1. Что такое таблица операторов? Можно ли в таблице операторов представить любую операцию, выполнение которой хотелось бы потребовать от робота?
2. Что такое порождающее правило? Какое, на ваш взгляд, существует соответствие между набором порождающих правил и деревом решений?
3. Какая связь существует между таблицами операторов и набором порождающих правил? Эквивалентны ли они? Можно ли выразить одни в терминах других?
4. Представьте себе, что манипуляционный робот смонтирован над столиком с детскими игрушками. В таблице операторов имеется оператор move (В, L, М), который заставляет робот перенести блок В из положения L в положение М.
move (В, L, M)
Предварительные условия on (В, L), clear (В), clear (M)
Список удалений on (В, L), clear (M)
Список добавлений on (В, L), clear (L), clear (столик)
Здесь выражение on (В, L) означает, что блок В устанавливается на объект L, причем в качестве L может выступать или поверхность столика, или другой блок; непосредственно на один блок можно поставить только еще один блок, но на поверхность столика можно ставить сколько угодно блоков; выражение clear (L) означает, что на объекте L ничего не стоит.
I) Выразите сцену, представленную на рис. 3.5, в виде формул модели мира.
II) Пусть перед роботом поставлена цель перестроить башню, показанную на рис. 3.5, установив блоки в следующем порядке: синий— на красном, красный — на зеленом, а зеленый — на поверхности столика. Таким образом, перед роботом стоит цель преобразовать модель мира и привести ее к виду
on(зеленый, стол), on(красный, зеленый), on(синий, красный). Представьте план достижения этой цели.
III) Покажите, как будет изменяться база данных при выполнении плана в соответствии с таблицей операторов.
IV) Почему после каждой операции move нужно добавлять формулу clear (столик)?
V) Можно ли, используя представленный элемент move в таблице операторов, выразить "отрицательную" цель, например "зеленый блок не должен стоять
Рис. 3.5. Задача о перемещении блоков
5. Как можно удостовериться в правильности простого плана (как созданный в предыдущем примере), в том смысле, что он гарантирует успешное достижение поставленной цели, предполагая, что робот выполняет все операции правильно.
6. Можете ли вы представить вид плана, который не может быть сформирован с помощью простого формализма таблицы операторов, наподобие представленного в предыдущем упражнении.
7. Рассмотрим правило системы MYCIN, представленное ниже:
ЕСЛИ
1) организм обладает грамположительной окраской, и
2) организм имеет форму колбочки, и
3) организм в процессе роста образует цепочки,
ТО есть основания предполагать (0,7), что этот микроорганизм относится к классу streptococcus.
Предположим, что сформулированные в правиле условия характеризуются следующими коэффициентами уверенности:
Условие 1: 0.8 Условие 2: 0.2 Условие 3: 0.5
Какой коэффициент уверенности характеризует заключение о том, что данный организм относится к классу streptococcus, которое вынесет MYCIN в соответствии со сформулированным правилом?
8. Рассмотрим такую пару правил системы MYCIN:
ЕСЛИ
1) культура взята из анализа крови и
2) пациент страдает повреждением кожи ecthyma gangrenosum,
ТО есть основания предполагать (0,6), что этот микроорганизм относится к классу pseudomonas.
ЕСЛИ
1) тип инфекции бактериальный и
2) пациент имеет серьезные ожоги,
ТО есть слабые основания предполагать (0,4), что этот микроорганизм относится к классу pseudomonas.
Предположим, что сформулированные в первом правиле условия характеризуются коэффициентами уверенности 0.8 и 0.9, а сформулированные во втором правиле — коэффициентами уверенности 0.2 и 0.3. Какой коэффициент уверенности будет характеризовать вывод, что исследуемый микроорганизм относится к классу pseudomonas?
9. Начертите И/ИЛИ-граф по типу приведенного в разделе 3.3.3 для следующего набора правил.
Если
ТОПЛИВО, и
ВЫДЕЛЕНИЕ_ТЕПЛА,
и КИСЛОРОД,
то ПОЖАР
Если ЖИДКОСТЬ и ВОСПЛАМЕНЯЕМАЯ, то ТОПЛИВО
Если ТВЕРДОЕ и ГОРЮЧЕЕ, то ТОПЛИВО
Если ГАЗ и ГОРЮЧЕЕ, то ТОПЛИВО
Если ПЛАМЯ и ОТКРЫТОЕ, то ВЫДЕЛЕНИЕ_ТЕПЛА
Если ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, ТО ВЫДЕЛЕНИЕ_ТЕПЛА
Если ТРЕНИЕ,
ТО. ВЫДЕЛЕНИЕJTEIU1A. 10.
Выразите правила предыдущего упражнения средствами языка CLIPS (см. Приложение).