Επαγωγικός λογικός προγραμματισμός : μια διδακτική προσέγγιση

Autor: Καραμουτζογιάννη, Ζωή
Rok vydání: 2011
Předmět:
Druh dokumentu: Diplomová práce
Popis: Ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός (Inductive Logic Programming ή, σε συντομογραφία ILP) είναι ο ερευνητικός τομέας της Τεχνητής Νοημοσύνης (Artificial Intelligence) που δραστηριοποιείται στη τομή των γνωστικών περιοχών της Μάθησης Μηχανής (Machine Learning) και του Λογικού Προγραμματισμού (Logic Programming).Ο όρος επαγωγικός εκφράζει την ιδέα του συλλογισμού από το επί μέρους στο γενικό. Μέσω της επαγωγικής μάθησης μηχανής ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός επιτυγχάνει το στόχο του που είναι η δημιουργία εργαλείων και η ανάπτυξη τεχνικών για την εξαγωγή υποθέσεων από παρατηρήσεις (παραδείγματα) και η σύνθεση-απόκτηση νέας γνώσης από εμπειρικές παρατηρήσεις. Σε αντίθεση με της περισσότερες άλλες προσεγγίσεις της επαγωγικής μάθησης ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός ενδιαφέρεται για της ιδιότητες του συμπερασμού με κανόνες για την σύγκλιση αλγορίθμων και για την υπολογιστική πολυπλοκότητα των διαδικασιών. Ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός ασχολείται με την ανάπτυξη τεχνικών και εργαλείων για την σχεσιακή ανάλυση δεδομένων. Εφαρμόζεται απευθείας σε δεδομένα πολλαπλών συσχετισμών για την ανακάλυψη προτύπων. Τα πρότυπα που ανακαλύπτονται από τα συστήματα στον Επαγωγικό Λογικό Προγραμματισμό προκύπτουν από κάποιο γνωστό θεωρητικό υπόβαθρο και θετικά και αρνητικά παραδείγματα και εκφράζονται ως λογικά προγράμματα. Ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός έχει χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα σε προβλήματα που αφορούν τη μοριακή βιολογία, την βιοχημεία και την χημεία. Ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός διαφοροποιείται από τις άλλες μορφές Μάθησης Μηχανής, αφ’ ενός μεν λόγω της χρήσης μιας εκφραστικής γλώσσας αναπαράστασης και αφ’ ετέρου από τη δυνατότητά του να χρησιμοποιεί τη γνώση υποβάθρου. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες μηχανισμούς υλοποίησης του ILP, εκ των οποίων η πιο πρόσφατη είναι η Progol, που βασίζεται σε ένα διερμηνέα της Prolog ο οποίος συνοδεύεται από έναν αλγόριθμο Αντίστροφης Συνεπαγωγής (Inverse Entailment). Η Progol κατασκευάζει νέες προτάσεις με τη γενίκευση των παραδειγμάτων που περιέχονται στη βάση δεδομένων που της δίνεται. Η θεωρία του Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού εγγυάται ότι η Progol θα διεξάγει μια αποδεκτή αναζήτηση στο διάστημα των γενικεύσεων, βρίσκοντας το ελάχιστο σύνολο προτάσεων, από το οποίο όλα τα παραδείγματα μπορούν να προκύψουν. Σε αυτή την εργασία θα αναπτυχθούν αναλυτικά η θεωρία και οι κανόνες του Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού, τα είδη των προβλημάτων που επιλύονται μέσω του Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού, οι μέθοδοι που ακολουθούνται καθώς και ο τρόπος με τον οποίο αναπτύσσονται οι εφαρμογές του Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού. Θα δοθούν επίσης παραδείγματα κατάλληλα για την κατανόηση των γνώσεων αυτών από ένα ακροατήριο που διαθέτει βασικές γνώσεις Λογικής και Λογικού Προγραμματισμού.
Inductive Logic Programming is a research area of Artificial Intelligence that operates in the intersection of cognitive areas of Machine Learning and Logic Programming. Through inductive machine learning, Inductive Logic Programming‟s objective is creating tools and developing techniques to extract new knowledge composing a background one and empirical observations (examples). Some methods are employed, the best known of which is the reverse implication, the reverse resolution and the inverse implication. Based on Inductive Logic Programming, some systems have been developed for knowledge production. The most widely used system is Progol, which uses an input of examples and background knowledge, whichε is stated in a kind of grammar compatible to that the programming language Prolog, and generates procedures in the same language that illustrate these examples. Other systems are FOIL, MOBAL, GOLEM and LINUS. There is also Cigol which is a programming language based on the theory of Inductive Logic Programming. These systems are used in many applications. The most important is the area of pharmacology, such as predictive toxicology, the provision of rheumatic disease and the design of drugs for Alzheimer's. Applications can also be found in programming, linguistics and games like chess.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: