《人工智能导论-第八课非确定性推理》的讲解主要涉及了在人工智能领域处理不确定性的核心概念和方法。不确定性推理是人工智能中一个重要的研究方向,因为现实世界中的信息往往充满了随机性、模糊性和不完整性,这导致了知识和证据的不确定性。
不确定性推理的原因主要有四类:不完全知识、经验性知识、概率性知识和模糊性知识。不完全知识指的是我们无法获取全部的信息;经验性知识基于历史事件和案例,存在一定的主观性;概率性知识涉及随机事件的概率分布;模糊性知识则处理的是边界不清的概念和判断。
在处理不确定性时,有两个关键任务:不确定性的表示与量度,以及不确定性推理的算法。知识的不确定性通常用一个数值——静态强度来表示,而证据的不确定性则可能随推理过程动态变化,体现为证据的动态强度。量度的目标是确保其直观、有理论依据,并能在推理过程中准确地传递和计算。
不确定性匹配算法是用来衡量两个不完全或模糊信息之间的相似程度,而阈值选择则定义了相似程度的界限。常见的组合证据不确定性的算法包括最大最小方法、Hamacher方法、概率方法、有界方法和Einstein方法,它们用于综合不同来源的证据以形成更稳定的结论。
不确定性在推理过程中的传递是通过一系列步骤实现的,既要考虑每一步推理中证据和知识不确定性如何影响结论,也要考虑在多步推理中如何保持不确定性的一致性和合理性。结论的不确定性是通过合成各个阶段的不确定性来得出的,这需要适当的不确定性传播和组合策略。
可信度方法是1975年由肖特里菲等人提出的,它基于确定性理论和概率论,用可信度因子(Certainty Factor, CF)来表示知识和证据间的关联强度。可信度取值范围在[-1,1]之间,正值表示证据支持结论,负值表示反驳,零值表示无关。证据的可信度同样有类似的取值范围,可以根据观察情况来确定。
在C-F模型中,组合证据可以是逻辑上的合取(AND)或析取(OR),分别对应最小化和最大化可信度因子的组合。这种模型直观、简单,但在处理复杂不确定场景时可能存在主观性和准确性的问题。
总结起来,非确定性推理是人工智能处理现实世界复杂性和不完美信息的关键技术,涉及到不确定性的表示、量度、匹配、组合和传播等多个方面。通过有效的不确定性推理,人工智能系统能更好地模拟人类的决策过程,适应不确定环境并做出合理的推断。