Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

Братко Иван

Для того, чтобы заглянуть внутрь системы и до какой-то степени представить себе протекающий в ней процесс рассуждений, можно воспользоваться прологовскими средствами трассировки. Но эти средства в большинстве случаев окажутся недостаточно гибкими для наших целей. Поэтому, вместо того, чтобы воспользоваться собственным механизмом интерпретации Пролога, который не сможет справиться с нужным нам способом взаимодействия с пользователем, мы создадим свое средство интерпретации в виде специальной надстройки над пролог-системой. Этот новый интерпретатор будет включать в себя средства для взаимодействия с пользователем.

14.4.1. Процесс рассуждений

Наш интерпретатор будет принимать вопрос и искать на него ответ. Язык

правил допускает, чтобы в условной части правила была И/ИЛИ-комбинация условий. Вопрос на входе интерпретатора может быть такой же комбинацией подвопросов. Поэтому процесс поиска ответов на эти вопросы будет аналогичен процессу поиска в И/ИЛИ-графах, который мы обсуждали в гл. 13.

Ответ на заданный вопрос можно найти несколькими способами в соответствии со следующими принципами:

Для того, чтобы найти ответ Отв на вопрос В, используйте одну из следующих возможностей:

• если В найден в базе знаний в виде факта, то Отв — это "В это правда"

• если в базе знаний существует правило вида

"если Условие то В",

то для получения ответа Отв рассмотрите Условие

• если вопрос В можно задавать пользователю, спросите пользователя об истинности В

• если в имеет вид В1 и В2, то рассмотрите В1, а затем,

если В1 ложно, то положите Отв равным "В это ложь", в противном случае рассмотрите В2 и получите Отв как соответствующую комбинацию ответов на вопросы В1 и В2

• если В имеет вид В1 или В2, то рассмотрите В1, а затем,

если В1 истинно, то положите Отв равным "В1 это правда", в противном случае рассмотрите В2 и получите Oтв как соответствующую комбинацию ответов на вопросы В1 и В2.

Вопросы вида

не В

обрабатываются не так просто, и мы обсудим их позже. 

14.4.2. Формирование ответа на вопрос "почему"

Вопрос "почему" возникает в ситуации, когда система просит пользователя сообщить ей некоторую информацию, а пользователь желает знать, почему эта информация необходима. Допустим, что система спрашивает:

а — это правда?

В ответ пользователь может спросить:

почему?

Объяснение в этом случае выглядит примерно так:

Потому, что

Я могу использовать а,

чтобы проверить по правилу П_а, что b, и

Я могу использовать b,

чтобы проверить по правилу П_b, что с, и

Я могу использовать с,

чтобы проверить по правилу П_c, что d, и

…

Я могу использовать y,

чтобы проверить по правилу П_y, что z, и

z — это ваш исходный вопрос.

Объяснение — это демонстрация того, как система намерена использовать информацию, которую она хочет получить от пользователя. Намерения системы демонстрируются в виде цепочки правил и целей, соединяющей эту информацию с исходным вопросом.

Рис. 14.8. Объяснение типа "почему". На вопрос "Почему вас интересует текущая цель?" дается объяснение в виде цепочки правил и целей, соединяющей текущую цель с исходным вопросом пользователя, находящимся в верхушке дерева. Эта цепочка называется трассой.

Будем называть такую цепочку трассой. Трассу можно себе представлять как цепочку правил, соединяющую в И/ИЛИ-дереве вопросов текущую цель с целью самого верхнего уровня так, как это показано на рис. 14.8. Таким образом, для формирования ответа на вопрос "почему" нужно двигаться в пространстве поиска от текущей цели вверх вплоть до самой верхней цели. Для того, чтобы суметь это сделать, нам придется в процессе рассуждений сохранять трассу в явном виде. 

14.4.3. Формирование ответа на вопрос "как"

Получив ответ на свой вопрос, пользователь возможно захочет увидеть, как система пришла к такому заключению. Один из подходящих способов ответить на вопрос "как" — это представить доказательство, т.е. те правила и подцели, которые использовались для достижения полученного заключения. Это доказательство в случае нашего языка записи правил имеет вид решающего И/ИЛИ-дерева. Поэтому наша машина логического вывода будет не просто отвечать на вопрос, соответствующий цели самого верхнего уровня — этого нам недостаточно, а будет выдавать в качестве ответа решающее И/ИЛИ-дерево, составленное из имен правил и подцелей. Затем это дерево можно будет отобразить на выходе системы в качестве объяснения типа "как". Объяснению можно придать удобную для восприятия форму, если каждое поддерево печатать с надлежащим отступом, например:

питер это хищник

 было выведено по прав3 из

питер это млекопитающее

было выведено по прав1 из

питер имеет шерсть

было сказано

и

питер ест мясо

было сказано

14.5. Реализация

Теперь мы приступим к реализации нашей оболочки, следуя тем идеям, которые обсуждались в предыдущем разделе. На рис. 14.9 показаны основные объекты, которыми манипулирует оболочка.

Цель

 — это вопрос, подлежащий рассмотрению;

Трасса

 — это цепочка, составленная из "целей-предков" и правил, находящихся между вершиной

Цель

и вопросом самого верхнего уровня;

Ответ

 — решающее дерево типа И/ИЛИ для вершины

Цель

.