case-based reasoning
DESCRIPTION
Case-Based Reasoning. Autor: Robert Papis. Wprowadzenie Przykład Precedens Cykl CBR CBR na świecie Podsumowanie. Plan prezentacji. „ Human experts are not systems of rules, they are libraries of experiences.” Riesbeck and Schank 1989. Korzenie. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/1.jpg)
Case-Based ReasoningCase-Based Reasoning
Autor: Robert Papis
![Page 2: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/2.jpg)
Plan prezentacjiPlan prezentacji
WprowadzeniePrzykładPrecedensCykl CBRCBR na świeciePodsumowanie
![Page 3: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/3.jpg)
KorzenieKorzenie
„Human experts are not systems of rules, they are libraries of experiences.”
Riesbeck and Schank 1989
![Page 4: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/4.jpg)
KorzenieKorzenie
„Case-based reasoning is [...] reasoning by remembering.„
Leake, 1996
„A case-based reasoner solves new problems by adapting solutions that were used to solve old problems.”
Riesbeck & Schank, 1989 „Case-based reasoning is both [...] the ways people use cases to solve problems and the ways we can make machines use them.„
Kolodner, 1993
![Page 5: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/5.jpg)
Przykład „warsztat Przykład „warsztat samochodowy”samochodowy”
ProblemOpis przypadku
marka samochodu, rocznikZaobserwowane symptomy
„coś zgrzyta przy zmianie biegów”Wyniki dodatkowych pomiarów
napięcie na akumulatorze 6,3 VZadanie
Znaleźć przyczynę usterkiZaproponować sposób naprawy
![Page 6: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/6.jpg)
Przypadek XOpis problemu...
Proponowane rozwiązanie...
Cecha1: Cecha2:
...
Wartość1Wartość2....
Przykład – opis przypadkuPrzykład – opis przypadku
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:Włącznik
św.:
Diagnoza :Zaleczenia:
Przypadek 32
Przednie światło nie działaVW Golf II, 1.6L199313,6VOK.OK
Uszkodzony bezpiecznikWymienić bezpiecznik
![Page 7: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/7.jpg)
Przykład – baza przypadkówPrzykład – baza przypadków
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:Włącznik
św.:
Diagnoza :Zalecenia:
Przypadek 1
Przednie światło nie działaVW Golf II, 1.6L199313,6VOKOK
Uszkodzony bezpiecznikWymienić bezpiecznik
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:Włącznik
św.:
Diagnoza :Zalecenia:
Przypadek 2
Przednie światło nie działaAudi A6199512,9Vzmiażdżone w wypadkuOK
Uszkodzona żarówkaWymienić przednie światła
Każdy przypadek opisuje jedną sytuację
Przypadki są od siebie niezależne
Przypadki nie są regułami
![Page 8: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/8.jpg)
Przykład – nowy problemPrzykład – nowy problem
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł: Włącznik
św.:
Nowy problem
Tylne światła nie działająAudi 80198912,6VOK
Próbujemy opisać nowy przypadek
Wartości niektórych cech mogą być nieznane
Nowy problem jest przypadkiem bez rozwiązania
![Page 9: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/9.jpg)
Przykład – wyszukanie Przykład – wyszukanie podobnychpodobnych
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:Włącznik
św.:
Diagnoza :Zaleczenia:
Przypadek X
Porównaj nowy przypadek z każdym przypadkiem przechowywanym w bazie przypadków
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:
Nowy problem
Tylne światła nie działająAudi 80198912,6VOK
Podobne ?
Wybierz najbardziej podobny
Podobieństwo jest jedną z najważniejszych idei CBR
![Page 10: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/10.jpg)
Przykład – podobieństwoPrzykład – podobieństwo
Podobieństwo jest obliczane dla każdej z cech
Podobieństwo zależy od wartości cech
Cechy mogą posiadać różne znaczenie (wagę)
Podobne ?
Cecha: Problem
Cecha: Akumulator
Przednie światło nie działa
Przednie światło nie działa
Tylne światło nie działa
Wycieraczki nie działają0,80,5
12,6 V
12,6 V
13,6 V
6,7 V
0,90,2
![Page 11: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/11.jpg)
Przykład – porównanie z Przykład – porównanie z przypadkiem 1przypadkiem 1
Miara podobieństwa (uwzględniając wagi)
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:
Nowy problem
Tylne światła nie działająAudi 80198912,6VOK
Przypadek 1
Diagnoza :Zaleczenia:
Przednie światło nie działaVW Golf II, 1.6L199313,6VOKOK
Uszkodzony bezpiecznikWymienić bezpiecznik
0,90,60,40,8
1,0
sim(np, p1) = 1/20*[6*0,8+1*0,4+1*0,6+6*0,9+6*1,0]=0,86
![Page 12: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/12.jpg)
Przypadek 2
Diagnoza :Zaleczenia:
Przednie światło nie działaAudi A6199512,9Vzmiażdżone w wypadkuOK
Uszkodzona żarówkaWymienić przednie światła
Przykład – porównanie z Przykład – porównanie z przypadkiem 2przypadkiem 2
Miara podobieństwa (uwzględniając wagi)
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:
Nowy problem
Tylne światła nie działająAudi 80198912,6VOK
0,950,40,80,8
0
sim(np, p2) = 1/20*[6*0,8+1*0,8+1*0,4+6*0,95+6*0]=0,585
![Page 13: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/13.jpg)
Przykład – wykorzystanie Przykład – wykorzystanie rozwiązania 1rozwiązania 1
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł: Włącznik
św.:
Nowy problem
Tylne światła nie działająAudi 80198912,6VOK
Uszkodzony bezpiecznikWymienić bezpiecznik
Jeżeli diagnoza jest poprawna, zapamiętujemy nowy przypadek
Przypadek 1
Diagnoza :Zaleczenia:
Przednie światło nie działaVW Golf II, 1.6L199313,6VOKOK
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:Włącznik
św.:
0,86
Uszkodzony bezpiecznikWymienić bezpiecznik
![Page 14: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/14.jpg)
Przykład – wykorzystanie Przykład – wykorzystanie rozwiązania 1rozwiązania 1
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł: Włącznik
św.:
Nowy problem
Tylne światła nie działająAudi 80198912,6VOK
Uszkodzony bezpiecznikWymienić bezpiecznik
Przypadek 1
Diagnoza :Zaleczenia:
Przednie światło nie działaVW Golf II, 1.6L199313,6VOKOK
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:Włącznik
św.:
Uszkodzony bezpiecznikWymienić bezpiecznik
Przypadek 3
Diagnoza :Zaleczenia:
Tylne światła nie działająAudi 80198912,6VOK
Uszkodzony bezpiecznikWymienić bezpiecznik
Problem:Samochód:
Rocznik:Akumulator:
Stan świateł:Włącznik
św.:
![Page 15: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/15.jpg)
PrecedensPrecedens
precedens (łac. praecedens ‘poprzedzający’ od praecedere ‘poprzedzać’) wydarzenie, które poprzedza inne tego typu; także sprawa, której sposób rozwiązania służy za przykład lub uzasadnienie analogicznych zdarzeń przyszłych, podobnych.
„Słownik Wyrazów Obcych”, pod redakcją prof. Ireny Kamińskiej-Szmaj, 2001.
![Page 16: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/16.jpg)
PrzypadekPrzypadek
Kilka cech opisujących problem oraz wynik lub rozwiązanie
Przypadki mogą zawierać dane w różnych formatach: tekst, liczby, symbole, multimedia
Przypadki nie są „wydestylowaną” wiedzą
Przypadki to zapis rzeczywistych zdarzeń
Świetnie nadają się do uzasadnienia decyzji
![Page 17: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/17.jpg)
Cykl CBRCykl CBR
Retrieve
Reuse
Revise
Retain
![Page 18: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/18.jpg)
Nowy Nowy problem/reprezentacjaproblem/reprezentacjaRETRIEVE
REUSE
REVISE
RETAIN
Przypadek bez części „rozwiązanie”
Model płaski
Wektor cech
Zazwyczaj przechowywany w RDB
Heterogeniczne
Homogenicze
Model obiektowy (Strukturalny CBR)
Dziedziczenie klas
Relacje między obiektami (całość-część)
Język reprezentacji przypadków CAUSEL
![Page 19: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/19.jpg)
Wyszukanie podobnychWyszukanie podobnychRETRIEVE
REUSE
REVISE
RETAIN
Podstawowe założenie:
Podobne problemy mają podobne rozwiązania
Funkcja: przypadek x przypadek ->[0,1]
Lokalne i globalne podobieństwo
Metoda najbliższego sąsiedztwa NN
Stopień podobieństwa = użyteczność
![Page 20: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/20.jpg)
Adaptacja rozwiązaniaAdaptacja rozwiązaniaRETRIEVE
REUSE
REVISE
RETAIN
Automatyczna
Bez modyfikacji rozwiązania
„Analogia transformacyjna”
„Analogia derywacyjna”
Adaptacja przez komponowanie
Interaktywna
Konwersacyjny CBR
![Page 21: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/21.jpg)
Weryfikacja rozwiązaniaWeryfikacja rozwiązaniaRETRIEVE
REUSE
REVISE
RETAIN
Faza ta często jest pomijana.
Kryteria oceny:
Poprawność rozwiązania
Jakość rozwiązania
Weryfikacja poprzez symulację komputerową
Weryfikacja (ocena użytkownika) w rzeczywistym świecie
![Page 22: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/22.jpg)
Zapamiętanie precedensuZapamiętanie precedensuRETRIEVE
REUSE
REVISE
RETAIN
Uczenie poprzez zapamiętywanie.
Nowe doświadczenia
Poprawianie miary podobieństwa
Reorganizowanie bazy przypadków
Zapominanie precedensów
Zdobywanie wiedzy o adaptacji rozwiązań
Tworzenie drzewa decyzyjnego
![Page 23: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/23.jpg)
Gdzie jest wiedza?Gdzie jest wiedza?
Słownik (wykorzystywane cechy)
Miara podobieństwa
Transformacje rozwiązań
Baza przypadków
![Page 24: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/24.jpg)
Zalety CBRZalety CBR
Redukuje koszty pozyskania wiedzy
Stosunkowo niewielki kosz utrzymania
Prosta nauka poprzez zapamiętywanie
Wykorzystanie istniejących danych
Wysoka akceptowalność przez użytkowników końcowych
![Page 25: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/25.jpg)
CBR na świecieCBR na świecie
Ponad 35 uniwersytetów na świecie
Kilkaset artykułów
Kilkadziesiąt akademickich systemów
Kilkanaście komercyjnych wdrożeń
Konferencje narodowe (Niemcy od 1991)
i Europejskie od 1993
I Ogólnoświatowa konferencja CBR 1995
![Page 26: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/26.jpg)
PodsumowaniePodsumowanie
Podobne problemy mają podobne rozwiązania.Rozwiązanie problemu (reguła 4R :)
Wyszukanie podobnych przypadków
Wykorzystanie rozwiązań z precedensu (ów)
Weryfikacja rozwiązania
Włączenie rozwiązania do bazyŁatwość implementacji i używania
Akceptacja użytkowników końcowych
![Page 27: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/27.jpg)
Pytania...Pytania...
![Page 28: Case-Based Reasoning](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062409/5681488c550346895db5a413/html5/thumbnails/28.jpg)
Dziękuję za uwagęDziękuję za uwagę
Retrieve
Revise
ReuseRetain