導(dǎo)語(yǔ)：案例推理技巧應(yīng)用論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

編者按：本論文主要從案例推理的基本原理；案例推理技術(shù)的特點(diǎn)；案例推理的應(yīng)用研究情況等進(jìn)行講述，包括了案例表示是案例推理的基礎(chǔ),案例知識(shí)一般是以結(jié)構(gòu)化的方式表示的、案例檢索根據(jù)待解決問(wèn)題的問(wèn)題描述在案例庫(kù)中找到與該問(wèn)題或情況最相似的案例、案例推理系統(tǒng)的重要特點(diǎn)之一是能夠?qū)W習(xí)等，具體資料請(qǐng)見(jiàn)：

【摘要】案例推理技術(shù)作為新的一種智能技術(shù),模擬人類(lèi)求解問(wèn)題的思路,通過(guò)歷史案例找到新問(wèn)題的解。本文介紹了案例推理技術(shù)的基本原理,總結(jié)其技術(shù)特點(diǎn),并對(duì)案例推理技術(shù)的應(yīng)用研究情況做了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】案例推理智能技術(shù)案例檢索

案例推理技術(shù)是人工智能領(lǐng)域中較新崛起的一種重要的問(wèn)題求解和學(xué)習(xí)方法。作為一種基于經(jīng)驗(yàn)的問(wèn)題求解技術(shù),案例推理模擬人類(lèi)求解問(wèn)題的思路,通過(guò)修改已有的解決方案滿(mǎn)足求解新問(wèn)題的需要。1977年Schank和Abelson的著作可以看作是案例推理思想的萌芽[1],在80年代中后期,案例推理研究得到了迅速的發(fā)展。

1案例推理的基本原理

當(dāng)人們選擇醫(yī)生看病時(shí),他們更愿意選擇年長(zhǎng)的,因?yàn)橐粋€(gè)有經(jīng)驗(yàn)的老醫(yī)生有更多的臨床經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)見(jiàn)過(guò)和治療過(guò)許多與我們有類(lèi)似疾病的病人。從本質(zhì)上講,我們考慮醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)時(shí),更多的是根據(jù)他們?cè)幚磉^(guò)多少病例,而不是他們懂得的治療知識(shí)。案例推理與醫(yī)生看病有相似的原理,符合專(zhuān)家迅速、準(zhǔn)確地求解新問(wèn)題的過(guò)程。

如圖1所示,案例推理一般要經(jīng)過(guò)案例檢索、案例重用、案例修正和案例存儲(chǔ)四個(gè)階段[2]。為了解決問(wèn)題案例,首先需要案例庫(kù)中搜索與所給問(wèn)題相似的案例,然后對(duì)檢索出來(lái)案例信息和知識(shí)進(jìn)行重用得到建議解,如果該建議解失敗或不滿(mǎn)意時(shí)需對(duì)其進(jìn)行修正,得到修正后的案例并將新案例存入案例庫(kù)。目前絕大多數(shù)現(xiàn)有的案例推理系統(tǒng)基本上都是案例檢索和案例重用的系統(tǒng),而案例的調(diào)整通常是由案例推理系統(tǒng)的管理員來(lái)完成的。

1)案例表示

案例表示是案例推理的基礎(chǔ),案例知識(shí)一般是以結(jié)構(gòu)化的方式表示的,是對(duì)應(yīng)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)化描述。為了進(jìn)行案例的表示,首先要選擇足以描述案例特點(diǎn)的屬性或稱(chēng)特征,并決定特征的類(lèi)型和取值范圍。特征的選擇方法主要有結(jié)合專(zhuān)家領(lǐng)域知識(shí)的方法和由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行特征選擇的方法,主要技術(shù)有:歸納法,隨機(jī)爬山法、并行搜索法和分步定向搜索法等[3]。案例的表示方法主要有結(jié)構(gòu)表示型和特征-值對(duì)表示型。

2)案例檢索

案例檢索根據(jù)待解決問(wèn)題的問(wèn)題描述在案例庫(kù)中找到與該問(wèn)題或情況最相似的案例。常用的案例檢索方法有最近相鄰法,歸納法,知識(shí)導(dǎo)引法和模板檢索法等。這些方法可單獨(dú)或組合使用。案例的相似性匹配方法有許多種,如決策樹(shù),粗糙集,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),證據(jù)理論,聚類(lèi)分析等。

3)案例重用

如何由檢索出的匹配案例的解決方案得到新案例的解決方案,這個(gè)過(guò)程叫做案例的重用。在一些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中,可以直接將檢索到的匹配案例的解決方案復(fù)制到新案例,作為新案例的解決方案。這種方法適用于推理過(guò)程復(fù)雜,但解決方案很簡(jiǎn)單的問(wèn)題。例如申請(qǐng)銀行貸款。在多數(shù)情況下,由于案例庫(kù)中不存在與新案例完全匹配的存貯案例,所以需要對(duì)存貯案例的解決方案進(jìn)行調(diào)整以得到新案例的解決方案。案例修正的方法主要有推導(dǎo)式調(diào)整、參數(shù)調(diào)整等。推導(dǎo)式調(diào)整指重新利用產(chǎn)生匹配案例的解決方案的算法,方法或規(guī)則來(lái)推導(dǎo)得出新案例的解決方案;參數(shù)調(diào)整指將存貯案例與當(dāng)前案例的指定參數(shù)進(jìn)行比較,然后對(duì)解進(jìn)行適當(dāng)修改的結(jié)構(gòu)調(diào)整方法。此外還可以采用重新實(shí)例化、案例替換、抽象與再具體化等方法。

4)案例修正

在案例重用得不到滿(mǎn)意的解時(shí),需要使用領(lǐng)域知識(shí)對(duì)不合格的解決方案進(jìn)行修正,修正后符合應(yīng)用領(lǐng)域的要求。進(jìn)行案例修正的技術(shù)包括領(lǐng)域規(guī)則、遺傳算法、約束滿(mǎn)足、函數(shù)規(guī)劃和基于案例的修正等方法。

5)案例庫(kù)維護(hù)

案例推理系統(tǒng)的重要特點(diǎn)之一是能夠?qū)W習(xí)。對(duì)于新問(wèn)題,在進(jìn)行案例修正后,如果案例修正的結(jié)果是正確的,則需要更新案例庫(kù)。根據(jù)檢出案例與新案例的相似程度,可能需要在庫(kù)中新建一個(gè)案例;或當(dāng)所檢索到的案例與新案例非常接近時(shí),沒(méi)有必要將此新案例完全存入庫(kù)中,只需要將調(diào)整后案例的一小部分存入庫(kù)中。隨著案例庫(kù)中積累案例的增加,案例庫(kù)中包含了更多的知識(shí),系統(tǒng)解決問(wèn)題的能力也不斷增強(qiáng)。

2案例推理技術(shù)的特點(diǎn)

基于案例的推理與基于規(guī)則的推理方法不同的是,基于規(guī)則的推理方法經(jīng)常依賴(lài)于問(wèn)題領(lǐng)域中的一般性知識(shí),或是在問(wèn)題描述與結(jié)論之間建立一般性的聯(lián)系,而案例推理不需要了解問(wèn)題和結(jié)論之間的內(nèi)部機(jī)理,直接利用過(guò)去經(jīng)驗(yàn)中的具體案例來(lái)解決新問(wèn)題,它通過(guò)尋找與之相似的歷史案例,把它重新應(yīng)用到新問(wèn)題的環(huán)境中來(lái)。另外,案例推理是一個(gè)不斷改善的學(xué)習(xí)過(guò)程,一旦解決了-個(gè)新問(wèn)題,就獲得了新的經(jīng)驗(yàn),可以用來(lái)解決將來(lái)的問(wèn)題。案例推理具有如下一些特點(diǎn):

1)不需要顯式表達(dá)的領(lǐng)域模型,通過(guò)收集以往的案例就可以獲取知識(shí),避開(kāi)了“知識(shí)獲取瓶頸”的問(wèn)題。

2)只需確定足以描述案例的主要特征,這比構(gòu)造顯式領(lǐng)域模型要容易得多,并且在案例庫(kù)不完備的情況下系統(tǒng)也能工作。

3)在有些領(lǐng)域用具體的或一般化的案例所提供的解答比通過(guò)規(guī)則推理得到的解答更令人滿(mǎn)意,如在法律領(lǐng)域。

4)案例推理系統(tǒng)能夠從新的案例中獲得知識(shí)(即學(xué)習(xí)),這使得系統(tǒng)維護(hù)更容易。

5)通過(guò)獲得新案例,案例推理系統(tǒng)能反映出使用者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)。當(dāng)一個(gè)基于規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)在六個(gè)單位運(yùn)行了六個(gè)月之后,六個(gè)系統(tǒng)還是一樣的;如果六個(gè)相同的案例推理系統(tǒng)在不同的單位使用,六個(gè)月之后它們會(huì)成為六個(gè)不同的系統(tǒng),因?yàn)槊恳粋€(gè)系統(tǒng)都得到了不同的新案例。

3案例推理的應(yīng)用研究情況

案例推理已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷、機(jī)械設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、故障診斷、軟件工程、語(yǔ)言理解和法律法規(guī)等各個(gè)領(lǐng)域。Schank在耶魯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開(kāi)發(fā)了案例推理的第一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)?CYRUS[4]用于美國(guó)前國(guó)務(wù)卿CyrusVance的旅行及會(huì)議資料的動(dòng)態(tài)記憶。CYRUS的案例組織模型后來(lái)被多個(gè)案例推理系統(tǒng)所采用,其中CHEF系統(tǒng)[5]基本具備了案例推理的主要環(huán)節(jié),是一個(gè)在技術(shù)上十分完整的案例推理系統(tǒng)。