人工智能之确定性推理
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❖ 封闭世界假设：如果没有足够的证据证明某 命题不成立，就假定该命题成立
(2)从知识的确不 定 确确 性 定定性性推推理理
(3)从结论的单非 调 单单 性 调调 性性 推推 理理 (4)从启发性知识是 非 启 否启 发 运发 式 用式 推推 理理
基于知识的推理
(5)从方法论的角 度统计推理
直觉推理
混合推理是把正向推理和逆向推理结合起来，吸取两种推理的
优点（。1它）通已常知开适事始用实开以不下始充3分种情况：先正后先逆逆后正 （（23进））行由希正望正进向得向行推 到推逆理更理向推多推出的的结理可论信度不高
混合推理有两种方式：先正后逆和先逆后正
需要逆需向要推正理向？推理？N N 输出结输果出结果
基本概念
推理
推理是按某种策略由已知判断推出另一种判断的过程。在AI 系统中，推理是由程序来实现的，称为推理机。
不同的控制策略
推理方式及分类：
演绎推理 (1) 从新判断推出的 归途纳径推理
默认推理
演绎推理
❖ 由一般（全称判断）到个别（特称判断） 的推理方法。
❖ 核心是三段论，通常由一个大前提、一个 小前提和一个结论三部分组成的。
正向推理
推理方向 DB中包含问题的解 Y
成功，退出
Y
推理该假方设向在数分据为库中N正？向推Y 理、逆把向该用推假户设提理成供、立的新混事合实加推入理DB、双还向有假推设理？四
种。
KB中有可适用的知识 N
Y
无论哪一种N推Y理，系统都具有知识库、数据库和推理机N。
把KB中所有的适用知识都Y选出送入KS
用户补充新知识？ Y 退出
我们获得关于这个实在世界的一般性事 实的唯一方法！
❖ 演绎推理所得出的结论蕴含在一般性知识的前提 中，演绎推理只不过是将已有事实揭示出来，因 此它不能增殖新知识。
❖ 在归纳推理中，所推出的结论是没有包含在前提 内容中的。这种由个别事物或现象推出一般性知 识的过程，是增殖新知识的过程。
默认推理
❖ 默认推理是在知识不完全的情况下假设某些 条件已经具备所进行的推理，也称为缺省推 理。在推理过程中，如果发现原先的假设不 正确，就撤消原来的假设以及由此假设所推 出的所有结论，重新按新情况进行推理。由 于默认推理允许在推理过程中假设某些条件 是成立的，因此解决了在一个不完备的知识 集中进行推理的问题。
❖ 为使计算机具3有.1智基能本，仅概仅念使它拥有知识还
不够，更重要地，还必须使它具有思维能力， 即能运用知识进行推理、求解问题的能力。
❖ 知识表示（知识库）→求解过程（推理）
❖ 经典推理是根据经典逻辑（命题逻辑和一阶 谓词逻辑）的逻辑规则进行的一种推理，又 称机械-自动定理证明。
❖ 主要推理方法有：自然演绎推理、归结演绎 推理、基于规则的演绎推理（与/或形演绎推 理）。
推理的控制策略
推理过程涉及到求解方法和求解策略。 求解方法包括匹配方法、不确定性的传递方法 求解策略包括推理方向、求解策略、限制策略等。
指推理是求一个解、 所有解，还是最优解。
为防止无穷的推理过程，以及 由此带来的时间和空间复杂性， 限制策略是对推理的深度、宽 度、时间、空间等进行限制。
开始 开始 把初始已知事实送入DB 提出假设
3.从假设集中取出假设“你只有走路去”，此假设既不是已有事实， 也不能被任何一条规则导出，询问用户“你只有走路去吗？”， 若用户回答“是”，则该假设成立，并被放入已有事实集。
4.假设集中还有两个假设“你丢了自行车钥匙”和“车胎没气”， 它们都是已有事实，均为真。继续推理，假设集为空，推理过程 结束，“你听课会迟到”得证。
YY
双向推理以是正指向正推向推理理所和得逆的向结推理同时进行，在推理过程的某步碰头。
基本思想果推作理为假进设行进正行向逆推向理
开始 开始
双向推理的难点是碰头的判定。
Y 还需Y要还正需向要推逆理向？推理N？ N
模式Fra Baidu bibliotek配
模式匹配是指对两个知识模式（如两个谓词公式、框架或语义片段等） 的比较与藕合，即检查这两个知识模式是否完全一致或近似一致。
❖ 例：阿凡提的故事---两头驴的故事
① 我肩上驮的是两头驴的东西 （大前提） ② 国王和大臣的衣衫是我肩上驮的（小前提）
③ 国王和大臣的衣衫是两头驴的东西（结论）
归纳推理 ❖ 从个别到一般
❖ 归纳结论不具备逻辑必然性
❖ 莫里斯·科恩
逻辑学著作包括两部分，第一部分是演绎，其功能是解释谬误； 第二部分是归纳，其功能是生成谬误
按匹配的近似程度划分，可分为确定性匹配和不确定性匹配。
确定性匹不配确是定指性两匹个配知是识指模两式个完知全识一模致式，不或完经全过变量代换后变 得完全一一致致。，例但如总：体上它们的相似度在一定的
限度内。
P 1: fat(h Lei,L sriix)iaaonsm di (a Lnix)iaosi P 2: fat(h x,ye)ranm d (a y)n
事实1：你丢了自行车钥匙 事实2：车胎没气
❖ 问题
“你听课会迟到？”
逆向推理-例
1.首先查找知识库，知该假设不是已有事实，但可由规则2导出， 于是将规则2放入可用知识集，并将其两个前提条件“自行车不 能骑”和“你只有走路去”都作为新的假设放入假设集。
2.从假设集中取出假设“自行车不能骑”，它不是已有事实，但可 由规则1导出，于是规则1被放入可用知识集，并将其两个前提条 件“你丢了自行车钥匙”和“车胎没气”也作为新的假设放入假 设集。
从的目K每 标S一中个选运出用一条条件知将都识该作，新为并知新将识的该加Y假知入设识D正B 向推该存理假入设数的成据缺立库点，：并盲将目此，事效实率低
逆向推理
逆向推理-例
❖ 有关知识
规则1：IF 你丢了自行车钥匙，并且车胎没气 THEN 自行车不能骑
规则2：IF 自行车不能骑，并且你只有走路去 THEN 你听课会迟到
该假设是证据？
询问用户
N KS空？ 逆向Y推理的优点：
N
在的知知识 识按库 ，冲中 形突找 成消出 适解所 用策有 知略能 识从导 集K出KSS中该选假N出设一正112、、、条向确知目有推识定标利理进匹性于需行配强向有要推此的用解理事方户决实法提的？供问解失题败释：，退N 出
N
推出的是新知识？23逆、、向确消初推定解始理搜冲目的索突标缺策的点略选：择Y 有盲目性
(2)从知识的确不 定 确确 性 定定性性推推理理
(3)从结论的单非 调 单单 性 调调 性性 推推 理理 (4)从启发性知识是 非 启 否启 发 运发 式 用式 推推 理理
基于知识的推理
(5)从方法论的角 度统计推理
直觉推理
混合推理是把正向推理和逆向推理结合起来，吸取两种推理的
优点（。1它）通已常知开适事始用实开以不下始充3分种情况：先正后先逆逆后正 （（23进））行由希正望正进向得向行推 到推逆理更理向推多推出的的结理可论信度不高
混合推理有两种方式：先正后逆和先逆后正
需要逆需向要推正理向？推理？N N 输出结输果出结果
基本概念
推理
推理是按某种策略由已知判断推出另一种判断的过程。在AI 系统中，推理是由程序来实现的，称为推理机。
不同的控制策略
推理方式及分类：
演绎推理 (1) 从新判断推出的 归途纳径推理
默认推理
演绎推理
❖ 由一般（全称判断）到个别（特称判断） 的推理方法。
❖ 核心是三段论，通常由一个大前提、一个 小前提和一个结论三部分组成的。
正向推理
推理方向 DB中包含问题的解 Y
成功，退出
Y
推理该假方设向在数分据为库中N正？向推Y 理、逆把向该用推假户设提理成供、立的新混事合实加推入理DB、双还向有假推设理？四
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KB中有可适用的知识 N
Y
无论哪一种N推Y理，系统都具有知识库、数据库和推理机N。
把KB中所有的适用知识都Y选出送入KS
用户补充新知识？ Y 退出
我们获得关于这个实在世界的一般性事 实的唯一方法！
❖ 演绎推理所得出的结论蕴含在一般性知识的前提 中，演绎推理只不过是将已有事实揭示出来，因 此它不能增殖新知识。
❖ 在归纳推理中，所推出的结论是没有包含在前提 内容中的。这种由个别事物或现象推出一般性知 识的过程，是增殖新知识的过程。
默认推理
❖ 默认推理是在知识不完全的情况下假设某些 条件已经具备所进行的推理，也称为缺省推 理。在推理过程中，如果发现原先的假设不 正确，就撤消原来的假设以及由此假设所推 出的所有结论，重新按新情况进行推理。由 于默认推理允许在推理过程中假设某些条件 是成立的，因此解决了在一个不完备的知识 集中进行推理的问题。
❖ 为使计算机具3有.1智基能本，仅概仅念使它拥有知识还
不够，更重要地，还必须使它具有思维能力， 即能运用知识进行推理、求解问题的能力。
❖ 知识表示（知识库）→求解过程（推理）
❖ 经典推理是根据经典逻辑（命题逻辑和一阶 谓词逻辑）的逻辑规则进行的一种推理，又 称机械-自动定理证明。
❖ 主要推理方法有：自然演绎推理、归结演绎 推理、基于规则的演绎推理（与/或形演绎推 理）。
推理的控制策略
推理过程涉及到求解方法和求解策略。 求解方法包括匹配方法、不确定性的传递方法 求解策略包括推理方向、求解策略、限制策略等。
指推理是求一个解、 所有解，还是最优解。
为防止无穷的推理过程，以及 由此带来的时间和空间复杂性， 限制策略是对推理的深度、宽 度、时间、空间等进行限制。
开始 开始 把初始已知事实送入DB 提出假设
3.从假设集中取出假设“你只有走路去”，此假设既不是已有事实， 也不能被任何一条规则导出，询问用户“你只有走路去吗？”， 若用户回答“是”，则该假设成立，并被放入已有事实集。
4.假设集中还有两个假设“你丢了自行车钥匙”和“车胎没气”， 它们都是已有事实，均为真。继续推理，假设集为空，推理过程 结束，“你听课会迟到”得证。
YY
双向推理以是正指向正推向推理理所和得逆的向结推理同时进行，在推理过程的某步碰头。
基本思想果推作理为假进设行进正行向逆推向理
开始 开始
双向推理的难点是碰头的判定。
Y 还需Y要还正需向要推逆理向？推理N？ N
模式Fra Baidu bibliotek配
模式匹配是指对两个知识模式（如两个谓词公式、框架或语义片段等） 的比较与藕合，即检查这两个知识模式是否完全一致或近似一致。
❖ 例：阿凡提的故事---两头驴的故事
① 我肩上驮的是两头驴的东西 （大前提） ② 国王和大臣的衣衫是我肩上驮的（小前提）
③ 国王和大臣的衣衫是两头驴的东西（结论）
归纳推理 ❖ 从个别到一般
❖ 归纳结论不具备逻辑必然性
❖ 莫里斯·科恩
逻辑学著作包括两部分，第一部分是演绎，其功能是解释谬误； 第二部分是归纳，其功能是生成谬误
按匹配的近似程度划分，可分为确定性匹配和不确定性匹配。
确定性匹不配确是定指性两匹个配知是识指模两式个完知全识一模致式，不或完经全过变量代换后变 得完全一一致致。，例但如总：体上它们的相似度在一定的
限度内。
P 1: fat(h Lei,L sriix)iaaonsm di (a Lnix)iaosi P 2: fat(h x,ye)ranm d (a y)n
事实1：你丢了自行车钥匙 事实2：车胎没气
❖ 问题
“你听课会迟到？”
逆向推理-例
1.首先查找知识库，知该假设不是已有事实，但可由规则2导出， 于是将规则2放入可用知识集，并将其两个前提条件“自行车不 能骑”和“你只有走路去”都作为新的假设放入假设集。
2.从假设集中取出假设“自行车不能骑”，它不是已有事实，但可 由规则1导出，于是规则1被放入可用知识集，并将其两个前提条 件“你丢了自行车钥匙”和“车胎没气”也作为新的假设放入假 设集。
从的目K每 标S一中个选运出用一条条件知将都识该作，新为并知新将识的该加Y假知入设识D正B 向推该存理假入设数的成据缺立库点，：并盲将目此，事效实率低
逆向推理
逆向推理-例
❖ 有关知识
规则1：IF 你丢了自行车钥匙，并且车胎没气 THEN 自行车不能骑
规则2：IF 自行车不能骑，并且你只有走路去 THEN 你听课会迟到
该假设是证据？
询问用户
N KS空？ 逆向Y推理的优点：
N
在的知知识 识按库 ，冲中 形突找 成消出 适解所 用策有 知略能 识从导 集K出KSS中该选假N出设一正112、、、条向确知目有推识定标利理进匹性于需行配强向有要推此的用解理事方户决实法提的？供问解失题败释：，退N 出
N
推出的是新知识？23逆、、向确消初推定解始理搜冲目的索突标缺策的点略选：择Y 有盲目性