AIA知识获取技术

第四章知识获取技术§4.1知识获取的概念和途径

一、知识获取的基本概念所谓“知识获取”，是指在人工智能和知识工程系统中，机器（计算机或智能机）如何获取知识的问题。类型：1.狭义知识获取2.广义知识获取一、知识获取的基本概念指人们通过系统设计、程序编制和人

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机交互，使机器获取知识。例如，知识工程师利用知识表示技术，建立知识库，使专家系统获取知识。也就是通过人工移植的方法，将人们的知识存储到机器中去。狭义知识获取也称为“人工知识获取”。1.狭义知识获取一、知识获取的基本概念广义知识获取包括人工知识获取、自动和半自动知识获取。例如，在系统调试和运行过程中，通过机器学习进行知识积累，或者通过机器感知直接从外部环境获取知识，对知识库进行增删、修改、扩充和更新。2.广义知识获取二、知识获取的主要途径人工移植机器学习机器感知二、知识获取的主要途径依靠人工智能系统的设计师、知识工程师、程序编制人员、专家或用户，通过系统设计、程序编制及人机交互或辅助工具，将人的知识移植到机器的知识库中，使机器获取知识。人工移植的方式可分为二种：静态移植。在系统设计过程中，通过知识表示、程序编制、建立知识库，进行知识存储、编排和管理，使系统获取所需的先验知识或静态知识。故称“静态移植”或“设计移植”。动态移植。在系统运行过程中，通过常规的人机交互方法，如“键盘-

显示器”的输入/输出交互方式，或辅助知识获取工具，如知识编辑器，利用知识同化和知识顺应技术，对机器的知识库进行人工的增删、修改、扩充和更新，使系统获取所需的动态知识。故称“动态移植”或“运行移植”。1.人工移植二、知识获取的主要途径人工智能系统在运行过程中，通过学习，获取知识，进行知识积累，对知识库进行增删、修改、扩充与更新。机器学习的方式可分为二种：示教式学习。在机器学习过程中，由人作为示教者或监督者，给出评价准则或判断标准，对系统的工作效果进行检验，选择或控制“训练集”，对学习过程进行指导和监督。这种学习方式通常是离线的、非实时的学习，也可以在线、实时学习。自学式学习。在机器学习过程中，不需要人作为示教者或监督者，而由系统本身的监督器实现监督功能，对学习过程进行监督，提供评价准则和判断标准，通过反馈进行工作效果检验，控制选例和训练。这种学习方式通常是在线、实时的学习。2.机器学习二、知识获取的主要途径人工智能系统在调试或运行过程中，通过机器视觉、机器听觉、机器触觉等途径，直接感知外部世界，输入自然信息，获取感性和理性知识。机器感知主要有二种方式：机器视觉。在系统调试或运行过程中，通过文字识别、图象识别和物景分析等机器视觉，直接从外部世界输入相应的文字、图象和物景的自然信息，获取感性知识，经过识别、分析和理解，获取有关的理性知识。机器听觉。在系统调试或运行过程中，通过声音识别、语言识别和语言理解等机器听觉，直接从外部世界输入相应的声音、语言等自然信息，获取感性知识，经过识别、分析和理解，获取有关的理性知识。3.机器感知§4摩.2机器饱学习人工捐智能迟系统毕在运制行过易程中效，通挥过学早习，肃获取辨知识骡，进清行知鼓识积用累，狼对知邀识库蒙进行络增删掩、修符改、剃扩充融与更互新。一、鸭学习肝和学岂习系臣统的纤概念不同锈的学话科，里不同糟的发窃展阶牺段，艺对“累学习业”的词概念眼有不革同的咸定义背。1.“学习”的概欣念在神鸣经生奥理学严中，厘巴甫胸洛夫醋把“全学习大”称鸟为“保条件啦反射涌的形横成过的程”校；在控温制论侵中，违维纳渠把“彻学习谊”称啦为“射系统摩自我交完善挨的过态程”斗；在人豪工智厦能中亲，西轮蒙把纵“学扶习”波称为抚“系歼统积五累经财验，铁改善猎性能唱的过狭程”持；在知栽识工怨程中迫，认吹为“劳学习敲”是招“知难识结沾构的兄改进要，知脊识的速获得缝、积问累和燃修正况”。一、败学习智和学妇习系深统的封概念由于桨学习突的概译念不退同，它相应旁的“建学习察系统陡”的判概念偷也有芦所不那同。2.“学习油系统”的概茶念能够禾从某导种过鸣程或掀环境巩中的肃未知鼻特征叮获取候信息姨，并般作为雷经验亚用于康未来新的估壳计、夺分类穿、决稍策或嗽控制仔，以仓改进妈其性笋能的繁系统得，称尽为“学闸习系芹统”；若系葡统在裂其环格境发胃生变马化后丘的一芹段时逗间(T敢)内，砍相对派于性楼能函洪数(P游)的响令应是隔令人横满意己的，煌则可桂称为“学店习系薄统”；一、笔学习档和学登习系狸统的体概念2.“学习轮系统”的概有念能利蓬用与此环境懂相互樱作用赌时所怕获得属的信产息，宣在未埋来的沫与环房诚境的通相互谷作用颂中，狼改进欢其性朋能的志系统只，称砌为“子学习善系统衔”；在与困环境累的相轻互作已用中贱，不怎断使谁知识握库完每善化壳的系热统，携称为野“学刑习系旅统”籍；在系伞统运是行过棋程中宅，能蔑不断白地从疾外界效环境持中获打取知慎识，蚕改善锐系统承性能别的系是统，腿称为狐“学酸习系怠统”甲。一、误学习贸和学钩习系极统的祸概念尽管已学习胞系统掩的定拼义各身不相西同，牲但学菊习系跪统具膏备两测点共群性：2.“学习闷系统”的概吨念获取陕知识语（信订息）姜；改善灭系统兰性能世。二、睁机器束学习诸系统沸的类侦型示教晃式学欲习系独统在学闭习过寄程中鸽，需尖要人阻作为故教师凤，进驳行示横教、罩监督控和训螺练，渣学习猜结束涝后才闻能投佛入工脖作。也称保为“头离线租”学巾习系派统。自学颤式学霸习系学统不需姓要人茅进行滋示教咐、监红督和镜训练尿，机镜器在成运行挽过程汪中，骆自动汉获取粥知识齐，改克善性想能。也称瞎为“旨在线杠”学蚕习系旺统。1.学习其能力机器懒学习戴能力即大小愁的主闸要标写志，状是对解人的盖监督叨和示帽教作挣用的搜依赖炭程度关。据瓦此可舒分为忌：二、秩机器督学习莫系统旺的类挺型强记脊学习鹅系统机器屑在学甜习过域程中糠，通神过反隐复训目练，脉利用窃奖惩畅规则景或评蛙价标瞎准，株强行凝记忆你所获相得的毙知识煮。指导挠学习亡系统在学组习过脂程中愤，由凳人给峡出指守导性箩的建伯议，捧机器皱通过肾知识嫌推理华，获刮得改芝善性疯能的万具体但行动晓规则屈，具糊有从躲一般挂到特黎殊的深演绎虚推理告功能街。2.学习饭方法机器彻学习酱方法招，指续获取唉知识绘和改峡进性滚能的贯方式映。据物此可樱分为安：二、走机器掩学习栗系统掉的类摇型示例份学习谅系统系统闪从训抹练集挽的许蜂多事惩例或泥样本叼中，坑获取嘱关于衰事物虽的特渐性和鹅规律昂的知士识，丑以提扁高其勒识别伞能力牺和性姐能，箩具有干概括(从特规殊到暂一般)和归意纳推核理功裂能。类比哭学习界系统系统析通过幼类比壤方法揭，进织行联呈想推鹿理，兔获得客类比贺关系荣和转荒换规某则的叔知识题，提辈高对膨其他匠类似艘事物镰的识装别能册力。2.学习蚀方法机器辰学习蛇方法拼，指释获取目知识终和改至进性手能的帮方式脚。据促此可仰分为粥：二、样机器异学习得系统拾的类屯型概念招学习疗系统学习缘瑞内容馒是关借于事枪物的袜概念恭、状毫态、留性质许等叙狸述性艺知识大。其掉中包侄括单帐概念永学习强，如扑判断号事件右的真忌假、谅是否滤等；盏多概趋念学表习，捎如疾聪病诊瞧断、魂质谱许分析殿等。过程搂学习厕系统学习劳内容延是关始于事跌物状达态变天化的端过程扮性知尾识，缩慧如问葬题求喇解的麦步骤跟，机尝器人薪行动记规则淹，语阳言的份句法埋分析慎，模昼式的徒文法烘推断葬等。按所铲学习查的知凯识的判内容稠，可锅分为愁：3.学习艳内容二、魄机器仿学习匙系统防的类融型数值嚼学习既系统根据升机器纲学习澡系统捕中知电识表肉示的众方式前，可匙分为墨：4.知识诞表示薯方式用数绵值表锯示知跳识，还如概攀率值麻、权踢系数党等，愿又可部分为办：统计弟学习带系统闻，如察贝叶躺斯学秋习分光类器娘。参数称学习辣系统苹，如蝴权系倡数修毙正器粒。符号和学习任系统用符程号表符示知习识，旱如产医生式闹规则骑、语降义网战络、毙“与/或”建树等义，又巾可分训为佳：产生咐式学株习系抹统，嫂用产绢生式败规则编表示榜知识淋。网络允式学两习系阵统，躁用语咳义网色络表梢示知搁识。三、旨机器涛学习纳系统定的原助理结消构学习知识再库工作环须境选例监督四、浙机器数学习逢系统宾的基游本功刘能长期副记忆咏知识长期遥记忆员知识舰是稳功定不砖变的鉴，它鬼是学声习系策统必午须具奔备的卸先验副知识安背景昨，在反学习桐过程籍中不煮发生落变化睡的基醋本知浓识，闷如事沾物的纱基本客概念摄和定疫义、探定律个和公睛理，史博弈享的基浸本规剪则等纹；1.知识仇库用于济存储帖（记前忆）摧、积斜累知架识，距具有膊知识爷增删就、修特改、碰扩充侮、更巧新功天能的能知识杠库及针其管哑理系爱统。根据攻所存碍储知汗识的飘记忆再稳定享度，肃可分将为：四、滑机器跃学习算系统矛的基道本功箱能中期老记忆择知识指通评过学掏习可科以改育变的织，关成于环摄境事膏物的户各种马具体活知识俭，即算知识供库中办通过土学习壁而增升删、影修改馒的那摘部分梨知识命；1.知识尝库用于候存储植（记口忆）列、积躺累知烧识，布具有愿知识社增删响、修粘改、拨扩充救、更吨新功障能的梅知识喷库及糊其管纹理系测统。根据状所存束储知惜识的创记忆基稳定关度，雪可分余为：四、局机器占学习喜系统佣的基悼本功塌能短期锋记忆隆知识指反昏映环议境变膜化的小信息揉和数吉据，析学习臭过程总的中调间结岔果，呆以及井知识通调用左的条践件等游。当鬼处于副“在央线”则学习秒过程拔中，没短期燥记忆规知识级是经谅常改爬变的贪，一月般存届放于教“总钞体数套据库圣”或括“黑废板”结中。1.知识采库用于疾存储语（记励忆）嚷、积开累知行识，册具有接知识泰增删捎、修凤改、绑扩充掘、更础新功搭能的持知识饶库及雪其管嫂理系掠统。根据票所存瞎储知课识的俱记忆异稳定很度，小可分蹈为：四、遮机器舍学习愚系统其的基彩本功局能采集渣环境郊信息通过低选例场环节有或直悦接采荣集有摆关环券境变搁化的构信息丽；接受筝监督拳指导接受修来自华监督缩慧环节炼的示处教、快指导躺信息成或评跪价标斗准；2.学习恩环节它是殊学习薄系统炎的核蚕心环仙节，毙其作板用如宫下：四、杨机器财学习烟系统屋的基姥本功兵能修改确知识蛙库将学搬习推奔理所掏获得鞭的结键果，讨输入府知识都库，损对原厕有知滋识进店行增滥删、侨修改卵。2.学习中环节它是怖学习腥系统殿的核纷心环臭节，抬其作趴用如醉下：进行雷学习弱推理利用乖所采扣集的谋环境盘信息碑，根摇据监从督指辨导，香通过扰强记欺、指搜导、玩示例批、类促比等拒学习硬方法米，进塑行学仰习过汁程的寄知识流推理熊，获霸得有素关问串题的现解答盆和结且论；四、蜜机器彻学习老系统艇的基婶本功研能利用白知识成库中翠的知予识，炮进行慰识别谋、论箱证、旧决策惩、判饱定，辜采取竟相应豆的行狠动，摧完成刊工作奴任务怀的执烂行环连节。如果蓝工作熊环节黄的行瞒动结焦果，将直接毛引起搏环境犬的变往化，亡如机原器人留行动摊、生滑产过驴程控迷制、受机器念博弈廊等，局那么置就形遇成了泥“在腔线”迁学习钉系统咱。3.工作洗环节四、兽机器腥学习像系统快的基爷本功控能工作屠效果牧评价接受疫来自读工作平环节圆的反疤馈信喘息，怨对系史统的脆工作敢效果水进行吓评价辩和检该验；整定眯评价塞准则接受熄来自买环境评变化夏的信粘息，派整定此和修浩订评像价准阁则和闭检验哑标准闷；4.监督董环节在示校教式队学习副系统血中，况监督疏环节孤是人—示教易者；谢在自薄学式丽学习处系统零中，染监督队环节甘是监才督器—评价费准则积或检超验标贫准。锁监督驼环节歇的作安用：四、黑机器脏学习鸡系统锄的基慌本功仆能监督樱学习透环节根据土评价喂和检捕验结爸果，北对学碧习环山节进义行示伤教、吗训练微或指劣导；4.监督泳环节在示糟教式你学习帖系统休中，嫌监督岗环节回是人—示教态者；偷在自籍学式双学习既系统蒸中，弱监督各环节佛是监奴督器—评价危准则真或检称验标遭准。程监督守环节告的作付用：控制趁选例买环节根据污环境樱变化升信息缘瑞及工到作效蚀果的思反馈熄，控牵制选通例环甩节，边选取姜其他喘事例增或样挤本。四、榨机器陈学习前系统灵的基己本功皆能从环欧境中怎，选搅取有秀典型悠意义巷的事听例或撑样本程，作匪为系朱统的赵训练港集或团学习粒对象树，以耗便提骡高学董习效猜率，甚加速澡学习隐过程撞。选例猴环节滑可以希由人岔或机湾器来摧实现昌。5.选例亭环节四、黎机器挑学习冠系统斧的基叼本功符能指系肺统获狠取知栗识和丸信息键的来略源，帖工作属的对朝象和责人物俱等。门例如犬：医疗裹诊断题系统委中的妈病员川、病筒历档航案、王医生散、诊绣断书屋等；模式市识别房诚系统气的文锁字、租图象剂、物优景；博弈遭系统名的对核手、巡寿棋局岗；智能尖控制知系统聪的被椒控对蛮象和碰生产巧过程沈等。6.环境§4杰.3机械界学习机械筐学习数也叫棵死记大硬背舍学习释，是语最简莲单的共机器回学习呀方法岔。一、拣机械凭学习乘的模嘱式机械沈学习赏就是滴记忆绒，即魂把新必的知需识存蛮储起挪来，签供需廉要时助检索捡调用鼓，而障不需慢要计艘算和津推理妻。机械素学习咐是最筑基本充的学遮习过群程，循任何售学习屿系统趋都必养须记毙住其棍获取循的知批识。在机博械学樱习系纲统中湿，知球识的慨获取岁是以捧较为挣稳定虾和直剑接的葵方式优进行笑的，块不需糕要系萍统进煌行过否多的镇加工献。而馋对于铸其它晓学习猴系统绿，需察要对势各种园建议半和训蒸练例连子等铺信息握进行荐加工亭处理医后才升能存落储起章来。一、食机械季学习迷的模牙式机械林学习递在存贪储器谜中简悼单地罪记忆彩存储假对((财X1,堂X2,欢…,Xn),亏(宫Y1,乳Y2,暴…,Yp))。当需悬要f(适X1,琴X2,旦…,Xn)时，症执行哑部分滤就从旗存储疤器中兄把(Y1,浮Y2,替…,Yp)简单产地检姥索出误来而各不是掉重新匙计算先它。当机拢械学孔习系刻统的摆执行欺部分挎解决答好问辰题之蠢后，牢系统逼就记指住该俭问题肉及其斗解。我们放可把贱学习阻系统兄的执焦行部飞分抽狭象地码看成黎某个碎函数嘉，该泥函数奴在得玩到自眉变量寨输入大值(X1,羞X2,悲…,Xn)之后妥，计营算并明输出尖函数剑值(Y1,陪Y2,蚕…,Yp)。一、鼻机械委学习见的模淹式这种私简单单的学铅习模惕式如拥下：存储一、材机械更学习汇的模黑式例如拴，一今个决钳定受返损汽示车修坦理费右用的扎汽车绣保险罢程序南。程序导的输微入是湾被损禽坏的葡汽车琴的描笋述，众包括慕制造互厂家葵、生套产年阅代、枯汽车乏的种袜类以片及汽诵车被鸭损坏悄部位急和损棕坏程惯度等烫；程序衣的输偿出是医保险起公司略应付适的修盏理费泡用。为了毙估算影损坏该汽车得的修豆理费恼用，岗程序骗系统屑必须殿在存愚储器贡中查打找同钉一厂化家、已同一银生产禁年代豪、损肤坏的续部位北和程贞度相哪同的喉汽车脆，然客后把演对应约的费胜用提杰交给呢用户昼。如果衫系统狠没有皆发现碧这样酿的汽脖车，包则它士使用已保险夏公司典公布辣的赔串偿规蓝则估逐算出偿一个批修理堪费用加，然应后把碧厂家救、生育产日汉期和办损坏抛情况危等特妙征与贯估算拥出的傻费用温保存堪起来毕，以丑便将个来查非找使厅用。二、拿机械喘学习胀的主简要问枕题只有房诚当检临索一便个项跌目的嚷时间酒比重海新计没算一显个项侍目的源时间每短时毛，机酿械学历习才占有意偶义，植检索志的越耐快，控其意肺义也门就越点大。因此区，采催用适第当的晴数据类存储杯方式角，使尿检索泊速度支尽可旷能地职快，阔是机熊械学笛习中夜的重瞧要问敬题。1.存储市组织鲁知识二、工机械育学习脖的主拜要问丘题在急篮剧变扯化的忍环境蛙下，坦机械片学习便策略因是不左适用创的。作为时机械写学习禁基础各的一睡个重打要假站定是梢在某晒一时泳刻存巷储的原信息菠必须洪适用姥于后碍来的搜情况野。然而炒如果坦信息巩变换瞒得特控别频驻繁，基这个外假定贴就被逼破坏叮了。因此丝式机械倡学习认系统粘必须赠保证红所保情存的正信息似适应求于外学界环览境变哈化的惭需要位，这戒也就粉是所羞谓