ai中的前向链和后向链

本文概述

• 推理机
• A.前向链接
• 前向链证明
• B.向后链接
• 向后证明

在人工智能中，正向和反向链接是重要的主题之一，但是在理解正向和反向链接之前，首先要了解这两个术语的来源。

推理机

推理引擎是人工智能中智能系统的组件，该引擎将逻辑规则应用于知识库，以从已知事实中推断出新信息。第一个推理引擎是专家系统的一部分。推理引擎通常以两种模式进行：

1. 正向链接
2. 向后链接

Horn子句和Definite子句：

Horn子句和定语从句是句子的形式，这使知识库可以使用更严格和有效的推理算法。逻辑推理算法使用前向和后向链接方法，这些方法要求KB以一阶确定子句的形式。

定语从句：将正好与一个正字面值相分离的从句的子句称为定句或严格的horn子句。

Horn子句：与最多一个正数文字分开的子句称为horn子句。因此，所有定语从句都是号角从句。

示例：（¬p V¬q V k）。它只有一个正数k。

A.前向链接

使用推理引擎时，前向链接也称为前向推论或前向推理方法。前向链接是推理的一种形式，它从知识库中的原子语句开始，并在向前方向上应用推理规则（Modus Ponens）来提取更多数据，直到达到目标为止。

前向链接算法从已知事实开始，触发满足其前提的所有规则，并将其结论添加到已知事实中。重复此过程，直到问题解决。

前向连锁的属性：

• 这是一种自下而上的方法，它从下到上移动。
• 它是通过从初始状态开始并达到目标状态，基于已知事实或数据得出结论的过程。
• 当我们使用可用数据达到目标时，前向链接方法也称为数据驱动。
• 正向链接方法通常在专家系统中使用，例如CLIPS，业务和生产规则系统。

考虑下面的著名示例，我们将在两种方法中使用该示例：

例：

“根据法律，美国人向敌对国家出售武器是犯罪。美国的敌人A国拥有一些导弹，所有导弹都由美国公民罗伯特卖给了它。”

证明“罗伯特是犯罪分子”。

为了解决上述问题，首先，将上述所有事实转换为一阶定句，然后使用前向链接算法达到目标。

事实转换为FOL：

• 美国人向敌对国家出售武器是犯罪。 （假设p，q和r是变量）美国（p）∧武器（q）∧出售（p，q，r）∧敌意（r）→犯罪（p）…（1）
• 国家A有一些导弹。拥有（A，p）∧导弹（p）。可以使用现有实例化在两个确定的子句中编写新的常量T1。自己（A，T1）……（2）导弹（T1）…….（3）
• 罗伯特将所有这些导弹卖给了A国。 ？p导弹（p）∧拥有（A，p）→出售（Robert，p，A）……（4）
• 导弹是武器。导弹（p）→武器（p）…….（5）
• 美国的敌人被称为敌对行动。敌人（p，美国）→敌对（p）……..（6）
• A国是美国的敌人。敌人（美国）………（7）
• 罗伯特是美国人。 ……….（8）

前向链证明

步骤1：

第一步，我们将从已知的事实开始，并选择没有含义的句子，例如：American（Robert），Enemy（A，America），Owns（A，T1）和Missile（T1）。所有这些事实将表示如下。

第2步：

在第二步中，我们将看到从可用事实和满意前提中推断出的那些事实。

Rule-（1）不满足前提，因此不会在第一次迭代中添加。

规则-（2）和（3）已添加。

规则（4）满足替换{p / T1}，因此添加了Sells（Robert，T1，A），这是根据规则（2）和（3）的结合得出的。

规则（6）满足于替换（p / A），因此添加了敌对（A），并从规则（7）推论得出。

步骤3：

在第3步中，我们可以检查Rule-（1）是否满足替换{p / Robert，q / T1，r / A}，因此我们可以添加推断所有可用事实的Crime（Robert）。因此，我们达成了目标声明。

因此，使用前向链接方法证明了罗伯特是犯罪分子。

B.向后链接

使用推理引擎时，反向链接也称为反向演绎或反向推理方法。反向链接算法是推理的一种形式，它从目标开始并向后工作，通过规则进行链接以找到支持目标的已知事实。

向后链接的属性：

• 这被称为自顶向下方法。
• 向后链接基于惯用方式推理规则。
• 在向后链接中，目标分为子目标或子目标以证明事实是正确的。
• 这称为目标驱动方法，因为目标列表决定了选择和使用哪些规则。
• 向后链接算法用于博弈论，自动定理证明工具，推理引擎，证明助手和各种AI应用程序中。
• 后向链接方法主要使用深度优先搜索策略进行证明。

例：

在反向链接中，我们将使用与上面相同的示例，并将重写所有规则。

• 美国（p）∧武器（q）∧出售（p，q，r）∧敌对（r）→犯罪（p）…（1）拥有（A，T1）……..（2 ）
• 导弹（T1）
• ？p导弹（p）∧拥有（A，p）→出售（Robert，p，A）……（4）
• 导弹（p）→武器（p）…….（5）
• 敌人（p，美国）→敌对（p）……..（6）
• 敌人（美国）………（7）
• 美国人（罗伯特）。 ……….（8）

向后证明

在向后链接中，我们将从目标谓词（Criminal（Robert））开始，然后推断出更多规则。

步骤1：

第一步，我们将了解目标事实。从目标事实出发，我们将推断其他事实，最后，我们将证明这些事实是正确的。因此，我们的目标事实是“罗伯特是犯罪分子”，因此以下是它的谓词。

第2步：

在第二步中，我们将从符合规则的目标事实中推断出其他事实。因此，正如我们在规则1中所看到的那样，目标谓词罪犯（Robert）的代名词为{Robert / P}。因此，我们将所有构成性事实加到第一层以下，并将p替换为Robert。

在这里我们可以看到美国人（罗伯特）是事实，因此在这里得到证明。

步骤3：t在步骤3中，我们进一步提取事实导弹（q），它从武器（q）推断出，因为它满足规则（5）。用q处的常数T1代替武器（q）也是正确的。

步骤4：

在第4步中，我们可以根据满足规则4的Sells（Robert，T1，r）推断出Missile（T1）和Owns（A，T1）的事实，用A代替r。因此，这里证明了这两个陈述。

步骤5：

在步骤5中，我们可以从满足规则6的敌对方（A）推断出敌人（A，America）的事实。因此，使用反向链可以证明所有陈述都是正确的。