Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

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.

Рис. 14.9. Отношение рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ).

Ответ — это И/ИЛИ решающее дерево для целевого утверждения Цель.

Основными процедурами оболочки будут:

рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ)

Эта процедура находит ответ Ответ на вопрос Цель. Процедура

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ)

порождает решения для тех вопросов Цель, которые можно задавать пользователю. Она спрашивает пользователя об истинности утверждения Цель, а также отвечает на вопросы "почему". Процедура

выдать( Ответ)

выводит результат и отвечает на вопросы "как". Все эти процедуры приводятся в действие процедурой-драйвером эксперт.

14.5.1. Процедура рассмотреть

Центральной процедурой оболочки является процедура

рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ)

которая будет находить ответ Ответ на заданный вопрос Цель, используя принципы, намеченные в общих чертах в разд. 14.4.1: найти Цель среди фактов базы знаний, или применить правило из базы знаний, или спросить пользователя, или же обработать Цель как И/ИЛИ-комбинацию подцелей.

Аргументы имеют следующий смысл и следующую структуру:

Цель

 вопрос, подлежащий рассмотрению, представленный как И/ИЛИ-комбинация простых утверждений, например

 X имеет перья или X летает или
 X откладывает яйца
Трасса

 цепочка, составленная из целей-предков и правил, расположенных между Цель и исходной целью самого верхнего уровня. Представляется как список, состоящий из элементов вида

 Цель по Прав

 что означает: Цель рассматривалась с использованием правила Прав. Например, пусть исходной целью будет "питер это тигр", а текущей целью — "питер ест мясо". В соответствии с базой знаний рис. 14.5 имеем трассу

 [( питер это хищник) по прав3,
 ( питер это тигр) по прав5 ]

 Смысл ее можно выразить так:

 Я могу использовать "питер ест мясо" для того, чтобы проверить по прав3, что "питер это хищник".

 Далее, я могу использовать "питер это хищник" для того, чтобы проверить по прав5, что "питер это тигр".

Ответ

 решающее И/ИЛИ-дерево для вопроса Цель. Общая форма представления для объекта Ответ:

 Заключение было Найдено

где Найдено — это обоснование для результата Заключение. Следующие три примера иллюстрируют различные варианты ответов:

(1) ( соед( радиатор, предохр1) это правда) было 

 'найдено как факт'

(2) (питер ест мясо) это ложь было сказано 

(3) (питер это хищник) это правда было 

 ( 'выведено по' прав3 из
 (питер это млекопитающее) это правда было
 ( 'выведено по' прав1 из
 (питер имеет шерсть) это правда было сказано)
 и
 (питер ест мясо) это правда было сказано )

На рис. 14.10 показана прологовская программа для процедуры рассмотреть. В этой программе реализованы принципы разд. 14.4.1 с использованием только что описанных структур данных.

% Процедура
%
% рассмотреть( Цель, Трасса, Ответ)
%
% находит Ответ на вопрос Цель. Трасса - это цепочка
% целей-предков и правил. "рассмотреть" стремится найти
% положительный ответ на вопрос. Ответ "ложь" выдается
% только в том случае, когда рассмотрены все возможности,
% и все они дали результат "ложь".

:- op( 900, xfx, :).
:- op( 800, xfx, было).
:- op( 870, fx, если).
:- op( 880, xfx, то).
:- op( 550, xfy, или).
:- op( 540, xfy, и).
:- op( 300, fx, 'выведено по').
:- op( 600, xfx, из).
:- op( 600, xfx, по).

% В программе предполагается,что op( 700, хfх, это), op( 500, fx, не)