agentes que raciocagentes que raciocinam logicamente
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Agentes que Raciocinam Agentes que Raciocinam LogicamenteLogicamente
Prof. Júlio Cesar NievolaPPGIA
PUC-PR
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Um agente baseado em Um agente baseado em conhecimentoconhecimento• Componente central: a base de
conhecimentos (KB ou BC)• A BC é um conjunto de representações de
fatos acerca do “mundo”• Cada representação individual é uma
sentença• As sentenças são expressas em uma
linguagem de representação do conhecimento
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Um agente genérico baseado em Um agente genérico baseado em conhecimentoconhecimentofunction KB-AGENT( percept) returns an action
static: KB, a knowledge baset, a counter, initially 0, indicating time
TELL(KB,MAKE-PERCEPT-SENTENCE( percept, t))
action ← ASK(KB,MAKE-ACTION-QUERY(t))TELL(KB,MAKE-ACTION-SENTENCE(action,
t))t ← t +1return action
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Níveis de descrição de um agente Níveis de descrição de um agente baseado em conhecimentobaseado em conhecimento• Nível de conhecimento ou epistemológico:
nível abstrato. Ex.: A ponte Golden Gate liga São Francisco e Marin County
• Nível lógico: conhecimento codificado em sentenças. Ex.: liga(PonteGG,SF,Marin)
• Nível de implementação: é o nível executado na arquitetura de agentes. Ex.: lista de strings, tabela indexada etc.
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Construção de um agente Construção de um agente baseado em conhecimentosbaseado em conhecimentos• É possível construir um agente baseado em
conhecimento “informando-o” do que ele precisa saber.
• Abordagem declarativa: o agente recebe o conhecimento na forma de sentenças em uma linguagem de representação
• Aprendizagem: constrói-se um mecanismo de aprendizagem sobre as percepções
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O mundo do WUMPUSO mundo do WUMPUS
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Situação inicial e após um Situação inicial e após um movimentomovimento
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Situação após o terceiro e o Situação após o terceiro e o quinto movimentosquinto movimentos
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Representação do conhecimentoRepresentação do conhecimento
• Permite expressar o conhecimento em uma maneira compreensível pelo computador
• É definida por dois aspectos:– Sintaxe: descreve as formas corretas de se
construir uma sentença– Semântica: realiza o mapeamento entre as
sentenças e os fatos do “mundo” considerado, indicando a “crença” de um agente na sentença
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Conexão entre sentenças e fatosConexão entre sentenças e fatos
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NomenclaturaNomenclatura
• A partir de sentenças verdadeiras a vinculaçãogera somente sentenças verdadeiras
• KB vincula α: KB |= α• Um procedimento de inferência que gera somente
sentenças vinculadas é chamado de são• α é derivado de KB através de i: KB |- α• Um procedimento de inferência é completo se ele
pode gerar uma prova para qualquer sentença que for vinculada
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InferênciaInferência
• Uma sentença é valida (ou tautologia ou uma sentença analítica) sse ela é verdadeira em todas as interpretações em todos os mundos possíveis
• Uma sentença é satisfatível sse há pelo menos uma interpretação para a qual ela é verdadeira, caso contrário ela é insatisfatível.
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LógicaLógica
• Uma lógica consiste dos elementos:– Um sistema formal para descrever condições:
• Sintaxe: descreve como criar sentenças corretas• Semântica: estabelece as restrições sistemáticas na
forma como as sentenças se relacionam com o mundo
– Um sistema de prova: um conjunto de regras para deduzir as vinculações a partir de um conjunto de sentenças
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Lógica ProposicionalLógica Proposicional
• Na Lógica Proposicional símbolos representam fatos e podem ser ligados por conectivos booleanos
• Compromisso ontológica tem a ver com a natureza da realidade
• Compromisso epistemológico se refere aos possíveis estados de conhecimento que um agente pode ter
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Linguagens FormaisLinguagens Formais
Linguagem Compromisso Ontológico(o que existe no mundo)
Compromisso Epistemológico(o que um agente acredita)
Lógica Proposicional Fatos V/F/desconhecidoLógica de Primeira Ordem Fatos, objetos, relações V/F/desconhecidoLógica Temporal Fatos, objetos, relações, tempo V/F/desconhecidoTeoria das Probabilidades Fatos Grau de crença 0…1Lógica Difusa Grau de verdade Grau de crença 0…1
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Sintaxe da Lógica ProposicionalSintaxe da Lógica Proposicional
• As constantes lógicas verdadeiro e falso são, em si mesmas, sentenças
• Um símbolo proposicional, como P é, em si mesmo, uma sentença
• Parênteses em torno de uma sentença produzem uma sentença
• Uma sentença pode ser formada pela combinação de sentenças mais simples através dos conectivos:∧ (conjunçao) ∨ (disjunção) ⇒ (implicação)
⇔ (equivalência) ¬ (negação)
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Gramática BNF de Sentenças em Gramática BNF de Sentenças em Lógica ProposicionalLógica ProposicionalSentença → SentençaAtômica |
SentençaComplexaSentençaAtômica → Verdadeiro | FalsoSentençaComplexa →
(Sentença) |Sentença ConectivoSentença | ¬Sentença
Conectivo → ∧ | ∨ | ⇔ | ⇒
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Semântica na Lógica Semântica na Lógica ProposicionalProposicional• A sentença verdadeira sempre tem como
sua interpretação a forma como o mundo é• A sentença falsa sempre tem como sua
interpretação a forma como o mundo não éTabela-verdade
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Entrada de dados x sensoresEntrada de dados x sensores
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ModelosModelos
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Regras de Inferência para a Regras de Inferência para a Lógica Proposicional (1)Lógica Proposicional (1)• Modus Ponens
(α ⇒ β, α) → β• Eliminação-E
(α1 ∧ α2 ∧ … ∧ αn) → αi
• Introdução-E(α1, α2, …, αn) → (α1 ∧ α2 ∧ … ∧ αn)
• Introdução-OUαi → (α1 ∨ α2 ∨ … ∨ αn)
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Regras de Inferência para a Regras de Inferência para a Lógica Proposicional (2)Lógica Proposicional (2)• Eliminação da dupla negação
(¬ ¬ α) → α• Resolução unitária
(α ∨ β, ¬β) → α• Resolução
(α ∨ β, ¬β ∨ γ) → α ∨ γou
(¬α ⇒ β, β ⇒ γ) → ¬α ⇒ γ
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Um agente para o mundo do Um agente para o mundo do WUMPUS (1)WUMPUS (1)
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Um agente para o mundo do Um agente para o mundo do WUMPUS (2)WUMPUS (2)• Base de Conhecimentos:
– Sentenças:¬S1,1 ¬S2,1 S1,2
¬B1,1 B2,1 ¬B1,2
– Regras:R1: ¬S1,1 ⇒ ¬W1,1 ∧ ¬W1,2 ∧ ¬W2,1
R2: ¬S2,1 ⇒ ¬W1,1 ∧ ¬W2,1 ∧ ¬W2,2 ∧ ¬W3,1
R3: ¬S1,2 ⇒ ¬W1,1 ∧ ¬W1,2 ∧ ¬W2,2 ∧ ¬W1,3
R4: S1,2 ⇒ W1,3 ∨ W1,2 ∨ W2,2 ∨ W1,1
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Um Agente Baseado em Um Agente Baseado em Conhecimento em Lóg. Prop.Conhecimento em Lóg. Prop.