지식 표현과 논리 (Lecture Note #6)

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1 지식 표현과 논리 (Lecture Note #6)
Modified from the slides by SciTech Media 지식 표현과 논리 (Lecture Note #6) 인공지능 이복주 단국대학교 컴퓨터공학과

2 Outline 지식 표현 논리 비교흡수 부정 의미망 프레임 객체 지향 개념 Slide made by Bogju Lee

3 실세계 문제 실세계 문제 (예제 3.2) 알고 있는 사실 증명해야 할 사실 정형공식의 절 변환
읽을 수 있으면 글을 안다.→ (∀x)[R(x)⇒L(x)] 돌고래는 글을 모른다.→ (∀x)[D(x)⇒~L(x)] 어떤 돌고래는 지능이 있다.→ (∃x)[D(x) ∧ I(x)] 증명해야 할 사실 지능이 있는 어떤 동물은 읽을 수 없다. → (∃x)[I(x) ∧ ~R(x)] 정형공식의 절 변환 ~R(x) ∨ L(x), ~D(y) ∨ ~L(y) (∃x)[D(x) ∧I(x)] → x가 종속되는 변수가 없다. → Skolem 함수는 없음 → Skolem 상수화 → x를 임의의 상수 A로 대치 → D(A) ∧ I(A) → D(A), I(A) L: literate Slide made by Bogju Lee

4 실세계 문제 목표공식의 부정에서 목표절 생성 비교흡수 부정의 적용 S ~X ~I(z)∨R(z) I(A) ~R(x) ∨L(x)
(∃x)[I(x)∧~R(x)] → 부정 → ~(∃x)[I(x)∧~R(x)] → (∀x)[~I(x)∨R(x)] → ~I(x)∨R(x) → ~I(z)∨R(z) 비교흡수 부정의 적용 S ~X ~I(z)∨R(z) I(A) ~R(x) ∨L(x) ~D(y) ∨~L(y) D(A) {A/z} R(A) {A/x} L(A) {A/y} ~D(A) NIL Slide made by Bogju Lee

5 답의 유도 답의 유도 존재를 나타내는 변수가 무엇인가?
기초집합 S에 논리적으로 따르는 (∃x)W(x)에서 x가 구제적으로 무엇인가를 유도 비교흡수 부정 방법을 이용한 답 유도과정 1) 비교 흡수 부정과정에 의한 트리 생성 2) 목표절의 Skolem 함수의 변수는 새로운 이름으로 대치 3) 부정된 목표절과 이것의 부정된 절을 논리합하여 기초절에 추가 → 항진명제 → 기초절에 항상 참인 절을 추가해도 무관 4) 1)의 트리를 바탕으로 수정된 증명 트리 생성 5) 증명트리의 뿌리노드의 절이 답이 된다. Slide made by Bogju Lee

6 답의 유도 예제의 답 유도 지적이고 읽지 못하는 무엇이 있다면, 그것은 무엇인가? ~I(z)∨R(z)∨(I(z)∧~R(z))
I(A) ~R(x) ∨L(x) ~D(y) ∨~L(y) {A/z} D(A) R(A) ∨(I(A)∧~R(A)) {A/x} L(A)∨(I(A)∧~R(A)) {A/y} ~D(A)∨(I(A)∧~R(A)) (I(A)∧~R(A)) 답: 돌고래 A는 지능은 있으나 읽지는 못한다 Slide made by Bogju Lee

7 답의 유도 예제 3.3 “종오가 가는 장소이면 민지도 반드시 그 장소에 간다” 가 주어졌을 때 “종오가 학교에 가면 민지는 어디에 가는가?” (∀x)[At(종오, x) → At(민지, x)], At(종오, 학교), (∃x)At(민지, x) x가 무엇? 기초절: ~At(종오, x) ∨ At(민지, x), At(종오, 학교), ~At(민지, x) Slide made by Bogju Lee

8 답의 유도 예제 3.3 비교흡수 부정 트리: 그림 3.2 목표절 At(민지, x) 추가하고 다시 비교 흡수 수행: 그림 3.3
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9 의미망 의미망 (Semantic Network) 지식, 인간의 기억, 실세계를 망 구조로 표현
노드에는 객체, 개념, 사건 등을 표현 링크는 노드들간의 관계를 묘사 Slide made by Bogju Lee

10 의미망 의미망의 예 has isa Bird Wings Organ isa Canary isa owns isa Banney
Canary is a Bird. A Bird has Wings. Banney is a Canary. Banney owns a Nest. Wings is a Organ. Banney 가 Bird 인 것을 유추할 수 있음 노드는 객체, 개념, 사건을 표시한다고 했는데 각각의 예는? has isa Bird Wings Organ isa Canary isa owns isa Banney Nest-1 Nest Slide made by Bogju Lee

11 의미망 의미망 (Semantic Network) 링크는 노드들간의 관계를 묘사 장점 단점
구체 (Isa), 절차 (Is-when), 인과 (Because-of), 부분 (Part-of) 등의 객체 관계 표현 Isa는 성질 계승 (property inheritance) 링크 장점 매우 복잡한 개념이나 인과 관계 표현에 용이 단점 지식량이 커지면 복잡해짐 → 조작이 어려움 Slide made by Bogju Lee

12 프레임 프레임 (Frame) 의미망 한 종류로서 객체와 그 속성 (attribute)의 구조적 기술
프레임 객체 구조 내에 슬롯 (slot)이라는 속성 묘사에 중점 데이터와 프로시저 (procedure)를 하나의 구조로 묶는다. 프레임들은 계층적으로 구성 슬롯 (slot)은 객체의 속성과 속성값을 채우는 칸 디폴트값, 프레임 포인터, 규칙, 프로시저로 이루어짐 프로시저는 슬롯 값 요구, 변경, 제거될 때 자동으로 작동되는 일종의 데몬 (demon) 데몬: 어떤 조건이 충족되면 실행에 옮겨지는 프로그램 패싯 (facet)은 슬롯 값을 다양하게 줄 수 있는 키 Value, Default, Range, If-added, If-needed 등 프레임 표현 <프레임 이름>-<슬롯 이름>-<패싯 이름>-<값> Oracle, stored procedure, trigger Slide made by Bogju Lee

13 프레임 프레임 예 장점 단점 (FRAME Canary (Is-a (Value Bird)) // Bird는 상위 프레임
(Color (Value Yellow)) (Can (Default Sing)) (Breed (Range Africa India)) // Range: 예상 값 (Length (If-added Calculate-width) (If-removed Erase-width-weight)) (Width (If-added Calculate-weight)) (Weight (If-needed Calculate-weight))) // 필요한데 없을 때 slot facet value 장점 지식 표현이 일반적이고 자연스러우며 강력한 방법 단점 복잡성 때문에 지식작성이 어렵다. Slide made by Bogju Lee

14 규칙 규칙 (Rule) 가정(if-part, LHS)과 결론(then-part, RHS)의 문장으로 표현
Ex) If (A and B) then (C) (A, B) → (C) 결론부: 입출력, 프로그램 제어, 새로운 사실을 지식베이스에 추가, 이미 있는 사실을 변경 규칙기반 시스템에서 사실집합과 규칙집합으로 구분되어 규칙의 가정부분이 사실집합의 일부와 부합될 때 규칙의 결론부분이 실행된다 결정이나 결론이 요구되는 영역에 유용 장점 모듈화. 독립적으로 추가, 삭제 변경 용이 결정, 결론이 요구되는 영역에 적합 단점 문제풀이에 많은 경비 소요, 제어를 따라가기가 복잡 Slide made by Bogju Lee

15 객체지향 개념 객체 지향 (Object-Oriented) 개념 반대 개념: 제어 지향 (control-oriented) 개념
프로그램 언어, 데이터베이스, 운영체제, 시스템 프로그래밍, 인공지능, 하드웨어 설계, 소프트웨어 설계 방법론에 응용됨 클래스와 객체, 인스턴스 클래스의 계층 구조 계승, 다중계승 단일 계승 (하나의 상위계층 허용, 트리 형태): Smalltalk-80 다중 계승 (여러 개의 상위 계층 허용): Flavor 재사용성 메시지, 메쏘드 캡슐화, 정보 은닉 Slide made by Bogju Lee

16 객체지향 개념 객체지향 개념의 장점 신뢰성 (reliability), 유연성 (flexibility)의 증가, 코드의 재사용 (reusability), 생산성 향상 현실세계의 개념적 개체 (entity)는 단일 개념의 객체 (object)로 묘사 가능 데이터 사이에 존재하는 일반화 (generalization)와 집단화를 쉽게 표현 정보의 중복 정의를 피할 수 있음 시스템 설계 및 구축 시 생산성 향상 동시 처리를 자연스럽게 지원 편리한 사용자 인터페이스 지원 Slide made by Bogju Lee

17 Summary 실세계 문제 답의 유도 의미망 프레임 규칙 객체 지향 개념 Slide made by Bogju Lee