Unidad II Inteligencia Artifial

UNIDAD 2.- REPRESENTACION DEL CONOCIMIENTO Y RAZONAMIENTO

2.1.- MAPAS CONCEPTUALES

Los mapas conceptuales son instrumentos de representación del conocimiento sencillo y práctico, que permiten transmitir con claridad mensajes conceptuales complejos y facilitar tanto el aprendizaje como la enseñanza. Para mayor abundamiento, adoptan la forma de grafos.

Mapa conceptual es una técnica usada para la representación gráfica del conocimiento. Un mapa conceptual es una red de conceptos. En la red, los nudos representan los conceptos, y los enlaces las relaciones entre los conceptos en forma de flechas etiquetadas El mapa conceptual pueden tener varios propósitos:

Generar ideas (lluvia de ideas, etc.); diseñar una estructura compleja (textos largos, hipermedia, páginas web grandes, etc.); comunicar ideas complejas; contribuir al aprendizaje integrando explícitamente conocimientos nuevos y antiguos; evaluar la comprensión o diagnosticar la incomprensión; explorar el conocimiento previo y los errores de concepto; fomentar el aprendizaje significativo para mejorar el éxito de los estudiantes; medir la comprensión de conceptos. Clasificar de forma similar a las palabras las cuales se encuentran en las diferentes temáticas que se puedan utilizar en el tema dado.

2.2.- REDES SEMANTICAS

Estos sistemas de organización del conocimiento estructuran conceptos, no como jerarquía sino como una red o una web.

Los conceptos son como nodos, con varias relaciones que se ramifican hacia fuera de ellas.

Pueden incluir relaciones tipo todo-parte, causa-efecto, padre-niño, es un o es parte. Las redes semánticas son grafos orientados que proporcionan una representación declarativa de objetos, propiedades y relaciones. Existen diversos tipos de relaciones semánticas como la hiponimia, hiperonimia, la meronimia, etc. Dado un conjunto de conceptos, elementos semánticos o términos relacionados semánticamente mediante alguna relación semántica, una red semántica representa estas relaciones en forma de grafo. Explícitamente, dado un conjunto de términos {t1, t2, …, tn} y cierta relación semántica simétrica entre ellos se construye un grafo G = (V,A) cumpliendo las siguientes condiciones:

1. El conjunto V es el conjunto de vértices o nodos del grafo. Este conjunto estará formado por n elementos (tantos vértices como términos relacionables). A cada uno de los vértices del grafo representará uno de los términos, por tanto los vértices del grafo se llamarán: t1, t2, …, tn.

2. El conjunto A es el conjunto de aristas o líneas del grafo. Dados dos vértices (términos) del grafo ti y tj existirá una línea aij que une los vértices ti y tj si y sólo si los términos ti y tj están relacionados. Si la relación no es simétrica, entonces se usan grafos dirigidos para representar la relación.

Historia

Los responsables de los primeros esquemas de representación formalizados fueron Quillian (1968) y Shapiro & Woddmansee (1971). Los esquemas de redes semánticas tienen una fundamentación psicológica muy sólida, por lo que se han realizado numerosos esfuerzos por llevar a cabo implementaciones importantes basadas en ellas.

Las redes semánticas han sido muy utilizadas en Inteligencia Artificial para representar el conocimiento y por tanto ha existido una gran diversificación de técnicas. Los elementos básicos que encontramos en todos los esquemas de redes son:

1. Estructuras de datos en nodos, que representan conceptos, unidas por arcos que representan las relaciones entre los conceptos.

2. Un conjunto de procedimientos de inferencia que operan sobre las estructuras de datos. Básicamente, podemos distinguir tres categorías de redes semánticas:

1. Redes IS-A, en las que los enlaces entre nodos están etiquetados.

2. Grafos conceptuales: en los que existen dos tipos de nodos: de conceptos y de relaciones

3. Redes de marcos: en los que los puntos de unión de los enlaces son parte de la etiqueta del nodo.

2.3.- RAZONAMIENTO MONOTONO

La programación lógica Máquina convencional (von Neumann) algoritmo datos resultados Sistema Basado en Conocimiento especificación (reglas) datos (hechos) resultados

Algoritmo = lógica + control

Lógica de predicados de primer orden

Un predicado representa una propiedad o relación de un determinado objeto del universo del discurso

Un predicado de primer orden es aquel que se refiere a propiedades de objetos y relaciones entre ellos rubia (Sara). Moreno (Carlos). Noviazgo (sara, carlos). Primos(X, Y):-progenitor(A, X), progenitor (B, Y), hermanos(A, B).

La lógica de predicados de primer orden estudia razonamientos de tipo deductivo, exactos true/false) y basados en predicados de primer orden (“Cálculo de predicados como lenguaje de programación”, Kowalski 1974)

2.4.- LA LOGICA DE PREDICADOS

El lenguaje es el instrumento que se usa para la comunicación entre humanos. El lenguaje está formado por frases, entre ellas podemos distinguir: frases imperativas, frases interrogativas y frases declarativas.

La definición de lógica, disciplina que estudia métodos de formalización del conocimiento humano "de los métodos de formalización de frases declarativas.

La lógica se clasifica:

•Lógica proposicional o lógica de enunciados:

Se parte de un elemento simple, las frases declarativas simples, las cuales tienen significado ellas mismas o la unión entre ellas, forman una frase. Esto inicia una unidad de comunicación de conocimientos, las cuales se les denomina proposiciones, y toman el valor verdadero o falso.

•Lógica de predicados: Estudia las frases declarativas, teniendo en cuenta la estructura interna de las proposiciones. Los objetos y las relaciones entre los objetos serán los elementos básicos. Podemos distinguir:

- Qué se afirma: relación

- De quién se afirma: objeto.

Con la lógica de predicados intentamos conseguir sistemas de demostración automática de teoremas. Partimos de elementos básicos como las frases declarativas simples o proposiciones que son aquellos elementos de una frase que constituyen por sí solos una unidad de comunicación de conocimientos y pueden ser considerados Verdaderos y Falsos. La lógica de predicados estudia las frases declarativas con mayor grado de detalle, considerando la estructura interna de las proposiciones. Se tomarán como elemento básico los objetos y las relaciones entre dichos objetos. Se distingue:

• "Qué se afirma (predicado o relación)

• De quién se afirma (objeto)

Definimos a continuación las reglas sintácticas para construir fórmulas:

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