Inżynieria Wiedzy i Systemy Ekspertowe. Niepewność wiedzy. dr inż. Michał Bereta Politechnika Krakowska

Podobne dokumenty
Inżynieria wiedzy Wnioskowanie oparte na wiedzy niepewnej Opracowane na podstawie materiałów dra Michała Berety

Wnioskowanie statystyczne i oparte na współczynnikach wiarygodności. Wprowadzenie teoretyczne Wnioskowanie probabilistyczne Przykłady

Wnioskowanie statystyczne i oparte na współczynnikach wiarygodności

Systemy ekspertowe - wiedza niepewna

Wnioskowanie statystyczne i oparte na współczynnikach wiarygodności

Systemy ekspertowe. Reprezentacja wiedzy niepewnej i wnioskowanie w warunkach niepewności. Model współczynników pewności.

Inżynieria Wiedzy i Systemy Ekspertowe. Logika rozmyta. dr inż. Michał Bereta Politechnika Krakowska

Inżynieria Wiedzy i Systemy Ekspertowe. Niepewność wiedzy. dr inż. Michał Bereta Politechnika Krakowska

Metody wnioskowania. Wnioskowanie w przód (ang. forward chaining) Wnioskowanie w tył (ang. Backward chaining) Od przesłanki do konkluzji Np..

Reprezentacja niepewności w wiedzy w systemach ekspertowych

Systemy ekspertowe : program PCShell

Klasyfikacja metodą Bayesa

Systemy ekspertowe. Krzysztof Patan

Wstęp do Metod Systemowych i Decyzyjnych Opracowanie: Jakub Tomczak

STANDARDOWE FUNKCJE PRZYNALEŻNOŚCI. METODY HEURYSTYCZNE wykład 6. (alternatywa dla s) (zdef. poprzez klasę s) GAUSSOWSKA F.

Niepewność Belief Networks SE. Zarządzanie wiedzą. Wykład 9 Reprezentacja niepewności w systemach inteligentnych Probabilistyka. Joanna Kołodziejczyk

Drzewa decyzyjne. 1. Wprowadzenie.

Wnioskowanie bayesowskie

Klasyfikatory: k-nn oraz naiwny Bayesa. Agnieszka Nowak Brzezińska Wykład IV

Rozmyte systemy doradcze

Jeśli X jest przestrzenią o nieskończonej liczbie elementów:

Systemy uczące się wykład 1

Agnieszka Nowak Brzezińska Wykład III

Algorytmy stochastyczne, wykład 08 Sieci bayesowskie

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

Agnieszka Nowak Brzezińska Wykład III

Elementy Sztucznej Inteligencji

STATYSTYKA INDUKCYJNA. O sondażach i nie tylko

Niepewność w wiedzy. Agnieszka Nowak - Brzezińska

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

SID Wykład 7 Zbiory rozmyte

Metody probabilistyczne klasyfikatory bayesowskie

teoria informacji Kanały komunikacyjne, kody korygujące Mariusz Różycki 25 sierpnia 2015

Systemy ekspertowe i ich zastosowania. Katarzyna Karp Marek Grabowski

Systemy ekspertowe. Wnioskowanie w systemach regułowych. Część piąta. Autor Roman Simiński.

Odkrywanie wiedzy w danych

teoria informacji Entropia, informacja, kodowanie Mariusz Różycki 24 sierpnia 2015

Adam Kirpsza Zastosowanie regresji logistycznej w studiach nad Unią Europejska. Anna Stankiewicz Izabela Słomska

Systemy ekspertowe. Wykład 4 Reprezentacja wiedzy Probabilistyczne wyrażanie niepewności. Joanna Kołodziejczyk

Systemy uczące się wykład 2

Statystyka matematyczna Testowanie hipotez i estymacja parametrów. Wrocław, r

STATYSTYKA INDUKCYJNA. O sondaŝach ach i nie tylko

Metody probabilistyczne

Prawdopodobieństwo i rozkład normalny cd.

Sterowanie z wykorzystaniem logiki rozmytej

Reguły i fakty zapisz za pomocą perceptów. Metodą wnioskowania w tył, sprawdzić czy mój komputer jest wyposażony w procesor PII.

Wnioskowanie statystyczne i weryfikacja hipotez statystycznych

STATYSTYKA wykład 1. Wanda Olech. Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt

Sieci Bayesa mgr Tomasz Xięski, Instytut Informatyki, Uniwersytet Śląski Sosnowiec, 2011

Podstawy sztucznej inteligencji

Rozkład łatwości zadań

Sztuczna inteligencja : Algorytm KNN

ALGORYTMICZNA I STATYSTYCZNA ANALIZA DANYCH

Inżynieria oprogramowania. Część 8: Metoda szacowania ryzyka - PERT

Metody indukcji reguł

Fuzja sygnałów i filtry bayesowskie

SZTUCZNA INTELIGENCJA

PODYPLOMOWE STUDIA ZAAWANSOWANE METODY ANALIZY DANYCH I DATA MINING W BIZNESIE

Myślenie w celu zdobycia wiedzy = poznawanie. Myślenie z udziałem rozumu = myślenie racjonalne. Myślenie racjonalne logiczne statystyczne

Wnioskowanie statystyczne. Statystyka w 5

WSTĘP DO REGRESJI LOGISTYCZNEJ. Dr Wioleta Drobik-Czwarno

1. Wstęp. Wnioskowanie w warunkach niepewności : Teoria Dempstera-Shafera

Wstęp do programowania

Modele DSGE. Jerzy Mycielski. Maj Jerzy Mycielski () Modele DSGE Maj / 11

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 4. Testowanie hipotez Estymacja parametrów


Zadanie 0 gdy nie mamy logiki rozmytej. Zadanie 1- gdy już mamy logikę rozmytą

10/15/2016. Reguła. Czułość PV(+) Bayesa. Swoistość PV(-)

i na matematycznej wyspie materiały dla ucznia, klasa II, pakiet 36, s. 1 KARTA:... Z KLASY:...

Opis przedmiotu: Probabilistyka I

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

Statystyka w zarzadzaniu / Amir D. Aczel, Jayavel Sounderpandian. Wydanie 2. Warszawa, Spis treści

Logika stosowana. Ćwiczenia Wnioskowanie przez abdukcję. Marcin Szczuka. Instytut Matematyki, Uniwersytet Warszawski

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 1

Wykład 2 Hipoteza statystyczna, test statystyczny, poziom istotn. istotności, p-wartość i moc testu

THE PART OF FUZZY SYSTEMS ASSISTING THE DECISION IN DI- AGNOSTICS OF FUEL ENGINE SUBASSEMBLIES DEFECTS

Wprowadzenie Sformułowanie problemu Typy reguł asocjacyjnych Proces odkrywania reguł asocjacyjnych. Data Mining Wykład 2

Recenzenci: prof. dr hab. Henryk Domański dr hab. Jarosław Górniak

Systemy eksperowe. Agnieszka Nowak Brzezińska Wykład I

Wykład 9 Wnioskowanie o średnich

Eksploracja Danych. wykład 4. Sebastian Zając. 10 maja 2017 WMP.SNŚ UKSW. Sebastian Zając (WMP.SNŚ UKSW) Eksploracja Danych 10 maja / 18

SYSTEMY UCZĄCE SIĘ WYKŁAD 4. DRZEWA REGRESYJNE, INDUKCJA REGUŁ. Dr hab. inż. Grzegorz Dudek Wydział Elektryczny Politechnika Częstochowska

KURS STATYSTYKA. Lekcja 2 Przedziały ufności i estymacja przedziałowa ZADANIE DOMOWE. Strona 1

Modelowanie Niepewności

SYSTEMY EKSPERTOWE. Anna Matysek IBiIN UŚ 2008

RACHUNEK ZDAŃ 5. Układ przesłanek jest sprzeczny, gdy ich koniunkcja jest kontrtautologią.

6. Zagadnienie parkowania ciężarówki.

Logika intuicjonistyczna

Trafność czyli określanie obszaru zastosowania testu

WYMAGANIA EDUKACYJNE Rok szkolny 2018/2019

PORTAL PRECYZYJNE DORADZTWO AGRO SMART LAB

KARTA KURSU. Probability theory

Podstawy Sztucznej Inteligencji (PSZT)

Zadania o numerze 4 z zestawów licencjat 2014.

Faza strategiczna. Synteza. Analiza. Instalacja. Faza strategiczna. Dokumentacja. kodowanie implementacja. produkt konserwacja

Wykorzystanie testu t dla pojedynczej próby we wnioskowaniu statystycznym

Opis przedmiotu. Karta przedmiotu - Probabilistyka I Katalog ECTS Politechniki Warszawskiej

Zad. 4 Należy określić rodzaj testu (jedno czy dwustronny) oraz wartości krytyczne z lub t dla określonych hipotez i ich poziomów istotności:

SZTUCZNA INTELIGENCJA

Elementy wspo łczesnej teorii inwersji

Transkrypt:

Inżynieria Wiedzy i Systemy Ekspertowe Niepewność wiedzy dr inż. Michał Bereta Politechnika Krakowska http://torus.uck.pk.edu.pl/~beretam/ beretam@torus.uck.pk.edu.pl 1

Współczynniki pewności (ang. Certainty Factors cf) są alternatywą do wnioskowania w oparciu o twierdzenie Bayesa. Po raz pierwszy zostały wprowadzone w systemie ekspertowym MYCIN. Powody: eksperci nie wyrażali swojej wiedzy w matematycznie spójny sposób dane statystyczne nie były dostępne 2

Cf = 1.0 : całkowita wiara w daną regułę Cf = -1.0 : całkowita niewiara w daną regułę IF przesłanka THEN wniosek { cf } Wartość cf określa wiarę, że jeśli zaszła przesłanka to zaszedł również wniosek. 3

Wartość cf jest oparta na dwóch funkcjach: -MB(H,E) miara wiary (Measure of Belief) stopień wiary w H, za którym przemawia wystąpienie E. -MD(H,E) miara niewiary (Measure of Disbelief) stopień niewiary w H, za którym przemawia wystąpienie E. 4

MB(H,E) oraz MD(H,E) mogą być zdefiniowane za pomocą prawdopodobieństw a priori oraz warunkowych: MD oraz MB mają wartości w przedziale [0,1] 5

Wartość cf można obliczyć jako: 6

Przykład: Współczynniki pewności IF A = X THEN B=Y {cf = 0.7} B=Z {cf = 0.2} Współczynnik cf nie wyraża wartości procentowych, nie jest również wartością statystyczną. Współczynnik cf odzwierciedla wiarę eksperta w daną regułę. 7

Użycie cf w procesie wnioskowania. Należy określic cf dla wniosku danej reguły, znając cf samej reguły oraz stopień pewności przesłanki. cf(h,e) = cf(e) * cf Przykład: IF niebo jest czyste THEN prognoza jest słoneczna {cf = 0.8} oraz cf(niebo jest czyste) = 0.5 cf(slonecznie niebo czyste) = 0.5 * 0.8 = 0.4 8

W przypadku wielu przesłanek: IF E1 AND E2... AND En THEN H {cf} 9

W przypadku wielu przesłanek: IF E1 OR E2... OR En THEN H {cf} 10

W przypadku, gdy dwie (lub więcej) reguł wnioskują o tej samej hipotezie: IF A = X THEN C = Z {cf_1=0.8} IF B = Y THEN C = Z {cf_2=0.6} Zdrowy rozsądek podpowiada, że wiara w prawdziwość wniosku powinna wzrosnąć w stosunku do każdej pojedynczej reguły. 11

W przypadku, gdy dwie (lub więcej) reguł wnioskują o tej samej hipotezie: 12

W przypadku, gdy dwie (lub więcej) reguł wnioskują o tej samej hipotezie: Jeśli cf(e1) = 1.0 cf(e2) = 1.0 cf1(h,e1) = cf(e1) * cf1 = 1.0 * 0.8 = 0.8 cf2(h,e2) = cf(e2) * cf2 = 1.0 * 0.6 = 0.6 cf(cf1,cf2) = cf1 + cf2 * (1 cf1) = 0.8 + 0.6*(1-0.8)=0.92 13

W przypadku, gdy dwie (lub więcej) reguł wnioskują o tej samej hipotezie: Jeśli cf(e1) = 1.0 cf(e2) = -1.0 cf1(h,e1) = cf(e1) * cf1 = 1.0 * 0.8 = 0.8 cf2(h,e2) = cf(e2) * cf2 = 1.0 * 0.6 = -0.6 cf(cf1,cf2) = (0.8-0.6) / ( 1 - min[0.8,0.6] )=0.5 14

W przypadku, gdy dwie (lub więcej) reguł wnioskują o tej samej hipotezie: Jeśli cf(e1) = -1.0 cf(e2) = -1.0 cf1(h,e1) = cf(e1) * cf1 = 1.0 * 0.8 = -0.8 cf2(h,e2) = cf(e2) * cf2 = 1.0 * 0.6 = -0.6 cf(cf1,cf2) = cf1 + cf2 * (1 + cf1) = -0.8 0.6 * (1 0.8) = - 0.92 15

Przykład 3 Prognoza pogody Reguła 1 IF dziś deszcz THEN jutro deszcz {cf = 0.5} Reguła 2 IF dziś słońce THEN jutro słońce {cf = 0.5} Reguła 3 IF dziś deszcz AND opady niskie THEN jutro słońce {cf = 0.6} Reguła 4 IF dziś deszcz AND opady niskie AND temp. niska THEN jutro słońce { cf = 0.7} Reguła 5 IF dziś słońce AND temp. wysoka THEN jutro deszcz { cf = 0.65} Reguła 6 IF dziś słońce AND temp. wysoka AND niebo zachmurzone THEN jutro deszcz { cf = 0.55} 16

Przykład 3 Prognoza pogody Jaka dziś pogoda? Deszcz. Reguła 1: Reguła 1 IF dziś deszcz THEN jutro deszcz {cf = 0.5} cf(jutro deszcz, dzis deszcz) = cf(dzis deszcz) * cf = 1.0 * 0.5 = 0.5 Prognoza: jutro deszcz {0.5} 17

Przykład 3 Prognoza pogody Jakie opady? Niskie. Do jakiego stopnia uważasza je za niskie? [0,1] 0.8 Reguła 3 Reguła 3: IF dziś deszcz AND opady niskie THEN jutro słońce {cf = 0.6} cf(jutro słońce, dzis deszcz AND opady niskie) = min[ cf(dzis deszcz), cf(opady niskie) ] * cf = min[ 1.0, 0.8 ] * 0.6 = 0.48 Prognoza: jutro deszcz {0.5} jutro słońce {0.48} 18

Przykład 3 Prognoza pogody Jaka dziś temperatura? Niska. Do jakiego stopnia uważasza ją za niską? [0,1] 0.9 Reguła 4: IF dziś deszcz AND opady niskie AND temp. niska THEN jutro słońce { cf = 0.7} cf(jutro słońce, dzis deszcz AND opady niskie AND temp. niska) = min[ cf(dzis deszcz), cf(opady niskie), cf(temp. niska) ] * cf = min[ 1.0, 0.8, 0.9 ] * 0.7 = 0.56 Prognoza: jutro deszcz {0.50} jutro słońce {0.56} 19

Przykład 3 Prognoza pogody Ale uwaga! Reguła 3 oraz 4 miały tę samą konkluzję (słońce)! cf( cf_rule3, cf_rule4) = cf_rule3 + cf_rule4 * (1 cf_rule3) = 0.48 + 0.56 * (1 0.48 ) = 0.77 Ostateczna prognoza: jutro deszcz {0.50} jutro słońce {0.77} 20

Przykład 3 Prognoza pogody Inne reguły nie są odpalane! 21

Bayes vs. CF Wnioskowanie Bayesowskie polecane, gdy dostępne są dane statystyczne CF polecane, gdy prawdopodobieństwa nie są znane CF prostsze wnioskowanie Bayes trudności z szacowaniem prawdopodobieństw przez ekspertów Bayes złożoność wnioskowania rośnie ekspotencjalnie niepraktyczne dla dużych systemów 22