小論知識(shí)與知識(shí)表示方法

1、匏衡土 -%課程論文Course PaperJfii/fki L-nnrfy論文編號(hào) Paper No:1206010410 撰寫日期 Date:2014-11-1人工智能Artificial Intelligence陳虛竹 Xuzhu Chen（計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)12級(jí)1206010410）課程名稱Course :人工智能課程性質(zhì)Course No:專業(yè)課學(xué)分?jǐn)?shù)Credits: 2主講教師Instructor:陳紅開設(shè)學(xué)院College：計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院開設(shè)時(shí)間Semester： 20142015學(xué)年第一學(xué)期河海大學(xué)小論知識(shí)與知識(shí)表示方法摘要知識(shí)與知識(shí)表示是人工智能研究的核心也

2、是基礎(chǔ)問題之一。智慧源于知識(shí)， 對(duì)于AI而言知識(shí)的定義一直未能明確，知識(shí)的表示方法雖然多種多樣但各有利 弊，一直沒能找到十分完滿的解決方案。首先本文討論了知識(shí)的定義，其次在簡(jiǎn) 述各種表示方法的基礎(chǔ)上，分析了直接表示方法，闡述其發(fā)展過程，觀察其發(fā)展 趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：知識(shí)：知識(shí)表示：直接表示方法 TOC o 1-5 h z 弓|言1 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 一、知識(shí)的定義1 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 二、為何需要表示知識(shí)2 HYPERLINK l bookmark30 o Curre

3、nt Document 三、常見的知識(shí)表示方法2 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 四、直接表示方法2 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 五、總結(jié)與討論3六、參考文獻(xiàn)小論知識(shí)與知識(shí)表示方法引言自古以來人們不斷的在創(chuàng)造知識(shí)、發(fā)掘知識(shí)，然而究竟什么是知識(shí)？什么樣 的事物可以被稱為知識(shí)？知識(shí)究竟是一類實(shí)體？還只是一系列人腦特有的功 能？一、知識(shí)的定義中國古典名著說文解字則是這樣解釋知識(shí)的：知識(shí)的“知”，字從矢從 口，矢亦聲?！笆浮敝浮吧浼保翱凇敝浮罢f話”。“矢”與“口”聯(lián)合起來 表示“說話像射箭，

4、說對(duì)話像箭中靶心”。本義：說的很準(zhǔn)（一語中的）。“知 識(shí)”的“識(shí)”，繁體寫作“識(shí)”字從言從哉，哉亦聲?！霸铡弊謴囊魪母?，說 文稱此字的字義已因師承中斷而闕如。兩千多年前希臘哲學(xué)家柏拉圖是這樣定義知識(shí)的：“知識(shí)是合理的真信念”。 心理學(xué)中知識(shí)的定義是：“個(gè)體通過與環(huán)境相互作用后獲得的信息”。人工智能學(xué)科中對(duì)于知識(shí)有多種解釋：費(fèi)根鮑勃認(rèn)為知識(shí)是經(jīng)過歸約、塑造、 解釋和轉(zhuǎn)換的有用的信息；伯恩斯坦認(rèn)為知識(shí)是由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程 組成的；海斯-羅恩認(rèn)為知識(shí)包括事實(shí)、信念和啟發(fā)式規(guī)則?？梢钥隙ǖ氖?，知識(shí)的體現(xiàn)方式是：可以通過特定方式進(jìn)行存儲(chǔ)、表達(dá)、并 可以通過某種方式進(jìn)行解釋的信息。而這種知識(shí)的體

5、現(xiàn)方式是否就是知識(shí)本身， 或者說知識(shí)是否真的是人腦所特有的信息處理方式，還尚未可知。二、為何需要表示知識(shí)既然體現(xiàn)知識(shí)的信息可以通過特定方式進(jìn)行存儲(chǔ)、表達(dá)、并可以通過某種方 式進(jìn)行解釋，那么是否可以找到這種特定的方式，用計(jì)算機(jī)去模擬，甚至實(shí)現(xiàn)這 種方式？眾所周知計(jì)算機(jī)無法理解自然語言，而現(xiàn)今的知識(shí)大都通過自然語言表示。 如果希望計(jì)算機(jī)能夠理解、存儲(chǔ)、表達(dá)、解釋已有的用自然語言表述的知識(shí)，則 必須將知識(shí)翻譯成為計(jì)算機(jī)能夠理解的信號(hào)。將自然語言所承載的知識(shí)輸入到計(jì) 算機(jī)前一般需要先對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行建模，然后給予此模型實(shí)現(xiàn)面向機(jī)器的符號(hào)表 示一一一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是我們主要研究的知識(shí)表示問題。

6、計(jì)算機(jī) 對(duì)這種符號(hào)流信息處理后，形成原問題的解，再經(jīng)過模型還原，最后得到基于自 然語言表示的問題解決方案。三、常見的知識(shí)表示方法常見的知識(shí)表示方式有以下9種：狀態(tài)空間法、問題歸納法、謂詞演繹法、 產(chǎn)生式表示法、語義網(wǎng)絡(luò)法、框架表示法、面向?qū)ο蟊硎?、劇本表示、過程表示。 這9種方式并非互不相關(guān)，比如語義網(wǎng)絡(luò)的搭建需要依賴一個(gè)個(gè)狀態(tài)空間的建立; 而問題歸納法可以有效的簡(jiǎn)化狀態(tài)空間；在框架表示法的大框架下，可以結(jié)合多 種表示方式，各自發(fā)揮其特長(zhǎng)。課本上對(duì)于這幾種表示方式有詳細(xì)的介紹，然而 我認(rèn)為這9種表示方式與其說是為了表示知識(shí)，不如說是通過特定的算法和數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)，將自然語言轉(zhuǎn)化為了機(jī)器語言。然而2

7、001年計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)上的一篇文章表 象式直接知識(shí)表示引起了我對(duì)于直接知識(shí)表示的興趣。四、直接表示方法最早采用直接表示的AI系統(tǒng)是Gelemter于1963年提出的基于傳統(tǒng)歐氏幾 何證明方法的幾何定理證明器，它的輸入是對(duì)前提和目標(biāo)的陳述以及圖示（圖示 是用一系列坐標(biāo)來表示的），在證明過程中證明器把圖示作為啟發(fā)式信息，排除 在圖示中不正確的子目標(biāo)，從而大大地減少了搜索空間。由于這種表示方法所存在的固有缺點(diǎn)及技術(shù)條件的限制，它在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi) 沒有得到長(zhǎng)足的發(fā)展。其主要原因是：（1）計(jì)算機(jī)對(duì)直接表示的信息難以處理。直接表示的信息（例如，圖形）具有很強(qiáng)的領(lǐng)域相關(guān)性，這暗示這種表示方法 包含了太多冗余信息，

8、因此“注意力集中”成為必須考慮的問題；另外，大多數(shù)直接表示的信息語義取決于其使用的背景，而不獨(dú)立，這樣， 它難以發(fā)展成為一種一般性的描述語言；(2)直接表示難以表示定量信息，換句話說，直接表示描述自然世界的信息 范圍相對(duì)受限，這使很多研究者試圖設(shè)計(jì)基于直接表示的語言均以失敗而告終。近幾年，直接表示又得到AI研究者的重視，其研究的視野已被擴(kuò)展：研究者已認(rèn)識(shí)到在純粹的直接表示中所存在的缺點(diǎn)不可能通過其自身的 改善而得到克服，它需要利用其他媒體表示的方法去補(bǔ)充直接表示的不足，這 些研究將被發(fā)展成為多種媒體表示的AI；直接表示的另一引申是研究所謂“臨場(chǎng)AI”與“臨境技術(shù)”。這兩種方 法均是以世界上實(shí)際

9、對(duì)象作為表示原型，特別是“臨場(chǎng)AI”甚至不考慮外部世 界到內(nèi)部表示轉(zhuǎn)換過程的細(xì)節(jié)一般認(rèn)為，直接表示描述問題的缺陷是其不具有描 述問題的一般性，因此，多種表示方法構(gòu)成互補(bǔ)是克服這個(gè)困難的出路之一近幾 年，AI對(duì)自主智能系統(tǒng)研究的失望，導(dǎo)致對(duì)建立人機(jī)一體智能系統(tǒng)的嘗試，這 時(shí)人將融合在這樣的系統(tǒng)之中。對(duì)這種系統(tǒng)所需環(huán)境的要求也是直接表示興起的原因之一總之，盡管Al發(fā) 展的歷史已經(jīng)提出了大量得到實(shí)踐考驗(yàn)的有益的表示方法，但是，表示問題并未 真正解決。近幾年，研究者正在試圖對(duì)表示問題的本質(zhì)進(jìn)行更深人的討論，由此形成了 各種闡述研究者對(duì)智能行為研究的方法論及對(duì)其本質(zhì)認(rèn)識(shí)的表示觀。五、總結(jié)與討論知識(shí)表示是AI的基本問題，但是，在本文的討論中，可以看出人們至今都 無法統(tǒng)一對(duì)于知識(shí)本身的描述，對(duì)于其表示方式的研究更是困難重重。不夸張地