知识表示方法 .pptVIP

第二章知识表示方法人工智能原理与应用第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日人工智能问题的求解是以知识为基础的。如何将已获得的有关知识以计算机内部代码形式加以合理地描述、存储，以使有效地利用这些知识便是知识表示。知识表示方法的提出，常模仿人脑的知识存储结构，心理学家对知识表示方法的研究做出了重要的贡献。这一章将介绍逻辑的、产生式的、语义网络的和框架的知识表示方法。第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日2.1概述2.1.1知识、信息和数据2.1.2知识的特性2.1.3知识的分类2.1.4知识的表示注：详细内容请参照P15至P19第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日2.2一阶谓词逻辑表示法一阶谓词逻辑表示法是一种重要的知识表示方法,它以数理逻辑为基础,是到目前为止能够表达人类思维活动规律的一种最精确的形式语言。它与人类的自然语言比较接近，由可方便地存储到计算机中去，并被计算机做精确处理。因此，它是一种最早应用于人工智能中的表示方法。第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日2.2一阶谓词逻辑表示法2.2.1知识的谓词逻辑表示法用一阶谓词逻辑公式可以表示事物的状态、属性、概念等事实性知识，也可以表示事物间具有确定因果关系的规则性知识。第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日2.2一阶谓词逻辑表示法2.2.2用谓词公式表示知识的步骤用谓词公式表示知识的步骤如下：1、定义用谓词及个体，确定每个谓词及个体的确切含义；2、根据所要表达的事物或概念，为每个谓词中的变元赋以特定的值；3、根据所要表达的知识的语义，用适当的连接符号将各个谓词连接起来，形成谓词公式。第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日2.2一阶谓词逻辑表示法2.2.3谓词公式表示知识的举例例1、机器人搬弄积木块问题表示

设在一个房间里，有一个机器人ROBOT，一个壁室ALCOVE，一个积木块BOX，两个桌子A和B。机器人可把积木块BOX从一种状态变换成另一种状态。解：引入谓词

TABLE（A）表A是桌子

EMPTYHANDED（ROBOT）表机器人双手是空的

AT（ROBOT，A）表机器人在A旁

HOLDS（ROBOT，BOX）表机器人拿着积木块

ON（BOX，A）表积木块BOX在A上

第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日设定初始状态是

AT（ROBOT，ALCOVE）

EMPTYHANDED（ROBOT）

ON（BOX，A）

TABLE（A）

TABLE（B）目标状态是

AT（ROBOT，ALCOVE）

EMPTYHANDED（ROBOT）

ON（BOX，B）

TABLE（A）

TABLE（B）

问题是依机器人可进行的操作，实现一个由初始状态到目标状态的机器人操作过程。

第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日机器人的每个操作的结果所引起的状态变化，可用对原状态的增添表和删除表来表示。如机器人由初始状态把BOX从A桌移到B桌上，然后仍回到壁室，这时同初始状态相比有

增添表ON（BOX，B）

删除表ON（BOX，A）

又如机器人由初始状态，走近A桌，然后拿起BOX，这时同初始状态相比有

增添表AT（ROBOT，A）

HOLDS（ROBOT，BOX）

删除表AT（ROBOT，ALCOVE）

EMPTYHANDED（ROBOT）

ON（BOX，A）

进一步说，机器人的每一操作还需有先决条件。如机器人拿起A桌上的BOX这一操作，先决条件是

ON（BOX，A），AT（ROBOT，A）

EMPTYHANDED（ROBOT）

第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日而先决条件成立与否的验证可使用归结法。如将初始状态视作已知条件，而将要验证的先决条件视作结论，便可使用归结法了。有如下归结过程：

（1）AT（ROBOT，A）

（2）EMPTYHANDED（ROBOT）

（3）ON（BOX,A）

（4）TABLE（A）

（5）TABLE（B）

（6）～ON(BOX,A)∨～AT(ROBOT,A)∨～EMPTYHANDED(ROBOT)(先决条件的否定)

（7）～AT(ROBOT,A)∨～EMPTYHANDED(ROBOT)(3,6)

（8）～EMPT