《農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng).ppt（23頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、農(nóng) 業(yè) 專 家 系 統(tǒng)3 & 專 家 系 統(tǒng)& 農(nóng) 業(yè) 專 家 系 統(tǒng) 概 述& 農(nóng) 業(yè) 專 家 系 統(tǒng) 技 術(shù) 和 設(shè) 計(jì)& 農(nóng) 業(yè) 專 家 系 統(tǒng) 的 研 制 與 應(yīng) 用& 農(nóng) 業(yè) 管 理 知 識 模 型 一 、 人 工 智 能 與 專 家 系 統(tǒng)（ 一 ） 人 工 智 能 的 概 念n 人 工 智 能 （ artificial intelligence， AI） 是 指 研 究 人 類 智 能 活 動 的 規(guī)律 ， 利 用 計(jì) 算 機(jī) 構(gòu) 造 一 個 人 工 系 統(tǒng) 來 模 擬 人 類 思 考 問 題 ， 使 計(jì) 算機(jī) 具 有 人 類 智 能 行 為 ， 以 實(shí) 現(xiàn) 人 類 腦 力 勞
2、動 自 動 化 的 技 術(shù) 。n 智 能 機(jī) 器 (intelligent machine)是 能 夠 在 各 類 環(huán) 境 中 自 主 地 或 交 互地 執(zhí) 行 各 種 擬 人 任 務(wù) 的 機(jī) 器 ， 具 有 判 斷 、 推 理 、 證 明 、 識 別 、 感知 、 理 解 、 設(shè) 計(jì) 、 思 考 、 規(guī) 劃 、 學(xué) 習(xí) 和 問 題 求 解 等 思 維 活 動 。 一 、 人 工 智 能 與 專 家 系 統(tǒng)（ 一 ） 人 工 智 能 的 概 念n 人 工 智 能 是 用 計(jì) 算 機(jī) 模 擬 人 的 智 能 ， 通 常 是 通 過 知 識 處 理 把 人的 各 種 思 維 和 智 能 轉(zhuǎn) 化 為
3、 符 號 的 表 示 、 推 理 、 搜 索 、 學(xué) 習(xí) 等 方式 。n 啟 發(fā) 性 、 模 糊 性 知 識 ， 搜 索 推 理 和 不 確 定 性 推 理 ， 以 及 機(jī) 器 學(xué)習(xí) 是 人 工 智 能 研 究 的 重 要 內(nèi) 容 。n 知 識 表 示 、 問 題 求 解 、 自 然 語 言 理 解 、 專 家 系 統(tǒng) 、 機(jī) 器 學(xué) 習(xí) 、認(rèn) 知 科 學(xué) 等 是 人 工 智 能 的 重 要 研 究 分 支 。 一 、 人 工 智 能 與 專 家 系 統(tǒng)（ 一 ） 人 工 智 能 的 概 念 研 制 各 類 自 然 語 言 處 理 系 統(tǒng) ， 利 用 計(jì) 算 機(jī) 來 分 析 人 的 自 然 語
4、 言 表 達(dá) ， 幫 助 進(jìn) 行翻 譯 和 實(shí) 現(xiàn) 人 機(jī) 自 然 語 言 對 話人 工 智 能研 究 進(jìn) 展較 大 的 三應(yīng) 用 分 支 機(jī) 器 人專 家 系 統(tǒng)自 然 語 言 理 解 再 現(xiàn) 人 的 感 覺 、 操 作 和 行 動 ， 從 事 復(fù) 雜 作業(yè) ， 可 在 一 些 有 害 、 危 險 和 繁 重 、 疲 勞 性勞 動 場 合 來 代 替 人 去 完 成 作 業(yè) ， 如 焊 接 、搬 運(yùn) 、 裝 配 、 水 下 與 地 下 作 業(yè) 等一 個 智 能 計(jì) 算 機(jī) 程 序 系 統(tǒng) ， 具 有 專 業(yè) 知 識并 能 通 過 推 理 和 判 斷 來 解 決 問 題 ， 可 代 替人 類
5、專 家 進(jìn) 行 疾 病 診 斷 、 數(shù) 學(xué) 公 式 推 導(dǎo) 、化 學(xué) 結(jié) 構(gòu) 分 析 等 方 面 的 復(fù) 雜 工 作 一 、 人 工 智 能 與 專 家 系 統(tǒng)（ 二 ） 專 家 系 統(tǒng) 的 概 念 它 是 一 個 智 能 程 序 ； 它 具 有 相 關(guān) 領(lǐng) 域 內(nèi) 大 量 的 專 家 知 識 ； 它 能 應(yīng) 用 人 工 智 能 技 術(shù) 模 擬 人 類 專 家 求 解 問 題 的 思 維 過 程 進(jìn) 行推 理 ， 解 決 相 關(guān) 領(lǐng) 域 內(nèi) 的 困 難 問 題 ， 并 且 達(dá) 到 領(lǐng) 域 專 家 水 平 。 -費(fèi) 根 鮑 姆 (Edward Feigenbaum)教 授 （ 斯 坦 福 大 學(xué)
6、 ， “專 家 系 統(tǒng) 和 知 識 工 程 之 父 ”） 一 、 人 工 智 能 與 專 家 系 統(tǒng)（ 二 ） 專 家 系 統(tǒng) 的 概 念n 專 家 系 統(tǒng) （ Expert System， ES） 就 是 一 種 在 相 關(guān) 領(lǐng) 域 中 具 有 與 人 類專 家 同 等 解 決 問 題 能 力 的 智 能 程 序 系 統(tǒng) ， 能 夠 利 用 人 類 專 家 的 知 識和 解 決 問 題 的 方 法 來 解 決 該 領(lǐng) 域 的 復(fù) 雜 問 題 。n 也 就 是 說 ， 專 家 系 統(tǒng) 是 指 在 特 定 的 領(lǐng) 域 內(nèi) ， 根 據(jù) 某 一 專 家 或 專 家 群體 提 供 的 知 識 、 經(jīng)
7、驗(yàn) 及 方 法 進(jìn) 行 推 理 和 判 斷 ， 模 擬 人 類 專 家 做 決 定的 過 程 ， 來 解 決 那 些 需 要 人 類 專 家 決 定 的 復(fù) 雜 問 題 ， 提 出 專 家 水 平的 解 決 方 法 或 決 策 方 案 的 計(jì) 算 機(jī) 程 序 系 統(tǒng) 。 n 專 家 系 統(tǒng) 可 以 解 決 的 問 題 一 般 包 括 解 釋 、 預(yù) 測 、 診 斷 、 設(shè) 計(jì) 、 規(guī) 劃 、 監(jiān) 視 、 修 理 、 指 導(dǎo) 和 控 制 等 。 一 、 人 工 智 能 與 專 家 系 統(tǒng)（ 二 ） 專 家 系 統(tǒng) 的 概 念 u 在 醫(yī) 療 診 斷 、 機(jī) 械 制 造 、 企 業(yè) 管 理 、 經(jīng)
8、 濟(jì) 分 析 、 環(huán) 境 控 制 、 水 文 及 地 質(zhì) 調(diào)查 、 軍 事 指 揮 、 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 等 多 個 領(lǐng) 域 已 有 廣 泛 應(yīng) 用 ， 發(fā) 揮 著 解 釋 、 預(yù) 測 、診 斷 、 設(shè) 計(jì) 、 計(jì) 劃 、 監(jiān) 控 、 調(diào) 試 、 修 理 、 教 學(xué) 和 控 制 等 方 面 的 作 用 。 n 專 家 系 統(tǒng) 來 自 于 專 家 ， 但 又 高 于 專 家 ， 是 專 家 技 能 和 知 識 的 集 成和 綜 合 。數(shù)量專家知識保留判斷分析能力獲得專家知識的時間成本應(yīng)用人 類專 家 數(shù) 量 稀 少 非 永 久性 易 受 情 緒 和環(huán) 境 的 影 響 較 長 較 高 廣 泛 利 用
9、受 到 限 制專 家系 統(tǒng) 易 于 復(fù) 制和 轉(zhuǎn) 換 永 久 性 不 受 環(huán) 境 影響 較 短 價 格 相對 便 宜 很 大 程 度 上代 替 領(lǐng) 域 專 家 一 、 人 工 智 能 與 專 家 系 統(tǒng)（ 三 ） 專 家 系 統(tǒng) 的 類 型-應(yīng) 用 領(lǐng) 域 的 性 質(zhì) 和 解 決 的 問 題 類 型 不 同 診 斷 專 家 系 統(tǒng) 預(yù) 測 專 家 系 統(tǒng) 解 釋 專 家 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 專 家 系 統(tǒng) 規(guī) 劃 專 家 系 統(tǒng) 監(jiān) 視 專 家 系 統(tǒng) 控 制 專 家 系 統(tǒng) 咨 詢 專 家 系 統(tǒng) 教 學(xué) 專 家 系 統(tǒng) 調(diào) 試 與 修 理 專 家 系 統(tǒng) 二 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 原 理
10、（ 一 ） 專 家 系 統(tǒng) 與 知 識 工 程專 家 系 統(tǒng) 的知識表示技術(shù)問題求解技術(shù)推 理知 識人 工 智 能 的 兩 大 要 素技 術(shù) 基 礎(chǔ)n 專 家 系 統(tǒng) 與 一 般 人 工 智 能 系 統(tǒng) 又 有 所 區(qū) 別 。 其 最 重 要 的 特 征 是 它 的 研 究 對 象 不 是 普 通 人 的 智 能 ， 而 是 某 個 領(lǐng) 域 具 有技 術(shù) 特 長 的 專 家 在 解 決 問 題 時 的 本 領(lǐng) 。 二 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 原 理（ 一 ） 專 家 系 統(tǒng) 與 知 識 工 程n 專 家 系 統(tǒng) 的 核 心 是 知 識 ， 所 以 專 家 系 統(tǒng) 又 被 稱 為 基 于 知
11、 識的 系 統(tǒng) （ Knowledge-Based System） 。n 在 專 家 系 統(tǒng) 中 ， 把 通 常 的 數(shù) 據(jù) 、 公 式 、 方 法 、 經(jīng) 驗(yàn) 以 及 信息 等 均 看 作 知 識 。n 通 常 把 所 選 擇 的 專 家 稱 為 領(lǐng) 域 專 家 。n 把 建 造 專 家 系 統(tǒng) 的 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 人 員 稱 為 知 識 工 程 師 。n 專 家 系 統(tǒng) 的 建 造 過 程 通 常 稱 為 知 識 工 程 。 二 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 原 理（ 一 ） 專 家 系 統(tǒng) 與 知 識 工 程第 一 節(jié) 專 家 系 統(tǒng) 技 術(shù) 概 述研 究 如 何 從領(lǐng) 域 專 家 的
12、口 述 或 文 字 、書 本 資 料 或數(shù) 據(jù) 實(shí) 例 中抽 取 出 該 專 家 系 統(tǒng) 所 需要 的 知 識 是 研 究 如 何 將 領(lǐng) 域 知 識 和 專 家經(jīng) 驗(yàn) 等 有 效 地 表 示 成 計(jì) 算 機(jī) 能夠 工 作 和 運(yùn) 行 的 形 式 研 究 如 何 對 存放 在 知 識 庫 中的 知 識 進(jìn) 行 控制 和 操 作 ， 即問 題 求 解 ， 通常 采 用 的 方 法是 搜 索 和 推 理 二 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 原 理（ 二 ） 專 家 系 統(tǒng) 基 本 特 征1. 具 有 專 家 水 平 的 專 門 知 識 2. 能 進(jìn) 行 有 效 的 推 理 3. 具 有 獲 取 知 識
13、 的 能 力 4. 具 有 靈 活 性 5. 具 有 透 明 性 6. 具 有 交 互 性 7. 具 有 實(shí) 用 性 8. 具 有 一 定 的 復(fù) 雜 性 及 難 度 二 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 原 理（ 三 ） 專 家 系 統(tǒng) 與 計(jì) 算 機(jī) 程 序 的 區(qū) 別第 一 節(jié) 專 家 系 統(tǒng) 技 術(shù) 概 述常規(guī)的計(jì)算機(jī)程序?qū)＜蚁到y(tǒng)基 本 情 況 常 規(guī) 程 序 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 十 算 法 專 家 系 統(tǒng) 知 識 十 推 理知 識 組 織 兩 級 ： 數(shù) 據(jù) 級 和 程 序 級 三 級 ： 數(shù) 據(jù) 級 、 知 識 庫 級 和 控 制級求 取 問 題方 法 查 找 或 計(jì) 算 ， 面 向 數(shù) 值
14、 計(jì) 算 和 數(shù)據(jù) 處 理 ， 問 題 求 解 過 程 中 先 做 什么 及 后 做 什 么 都 是 由 程 序 規(guī) 定 的 推 理 ， 面 向 符 號 處 理 ， 其 推 理 過 程隨 著 情 況 的 變 化 而 變 化 ， 具 有 不 確定 性 及 靈 活 性處 理 的 數(shù)據(jù) 多 是 精 確 的 ， 對 數(shù) 據(jù) 的 檢 索 是 基于 模 式 的 布 爾 匹 配 大 多 是 不 精 確 的 、 模 糊 的 ， 知 識 的模 式 匹 配 也 多 不 精 確 （ 設(shè) 定 閾 值 ） 解 釋 功 能 一 般 不 具 有 具 有 ， 可 對 自 己 的 行 為 做 出 解 釋體 系 結(jié) 構(gòu) 不 同
15、三 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 結(jié) 構(gòu) 專 家 系 統(tǒng) 的 一 般 結(jié) 構(gòu) 三 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 結(jié) 構(gòu) 專 家 系 統(tǒng) 的 一 般 結(jié) 構(gòu) 系 統(tǒng) 通 過 它 輸 出 運(yùn) 行 結(jié) 果 、回 答 用 戶 的 詢 問 或 者 向 用 戶索 取 進(jìn) 一 步 的 事 實(shí) n 由 一 組 程 序 及 相 應(yīng) 的 硬 件 組 成 ，用 于 完 成 輸 入 輸 出 工 作 。 通 過 它 輸 入 知 識 ， 更 新 、完 善 知 識 庫通 過 它 輸 入 欲 求 解 的問 題 、 已 知 事 實(shí) 以 及向 系 統(tǒng) 提 出 詢 問 三 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 結(jié) 構(gòu) 專 家 系 統(tǒng) 的 一 般
16、 結(jié) 構(gòu) n 由 一 組 程 序 組 成 ，基 本 任 務(wù) 是 把 知 識輸 入 到 知 識 庫 中 ，并 負(fù) 責(zé) 維 持 知 識 的一 致 性 及 完 整 性 ，建 立 起 性 能 良 好 的知 識 庫 。 三 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 結(jié) 構(gòu) 專 家 系 統(tǒng) 的 一 般 結(jié) 構(gòu) 存 儲 領(lǐng) 域 內(nèi) 的 原 理 性 知識 、 專 家 的 經(jīng) 驗(yàn) 性 知 識以 及 有 關(guān) 的 事 實(shí) 等負(fù) 責(zé) 對 知 識 庫 中 的 知 識進(jìn) 行 組 織 、 檢 索 、 維 護(hù)等 三 、 專 家 系 統(tǒng) 基 本 結(jié) 構(gòu) 專 家 系 統(tǒng) 的 一 般 結(jié) 構(gòu) n 推 理 機(jī) 是 專 家 系 統(tǒng)的 “思 維 ”機(jī)
17、 構(gòu) （ 核心 ） 。n 任 務(wù) 是 模 擬 領(lǐng) 域 專家 的 思 維 過 程 ， 控制 并 執(zhí) 行 對 問 題 的求 解 。 能 根 據(jù) 當(dāng) 前已 知 事 實(shí) ， 利 用 知識 庫 中 的 知 識 ， 按一 定 的 推 理 方 法 和控 制 策 略 進(jìn) 行 推 理 ，求 得 問 題 的 答 案 或證 明 某 個 假 設(shè) 的 正 確 性 。 知 識 表 示 技 術(shù) 知 識 是 專 家 系 統(tǒng) 的 核 心 ， 將 人 的 知 識轉(zhuǎn) 換 為 知 識 庫 能 夠 表 達(dá) 和 操 作 運(yùn) 用 的知 識 。 知 識 表 示 技 術(shù) 則 是 專 家 系 統(tǒng) 的 核 心 技術(shù) 。 已 提 出 的 知 識 表
18、 示 技 術(shù) 方 法 有 上百 種 ， 常 見 的 有 ： 產(chǎn) 生 式 規(guī) 則 法 ， “ 框 架 ” 表 示 法 ， 語義 網(wǎng) 絡(luò) 法 ， “ 規(guī) 則 架 +規(guī) 則 體 ” 規(guī) 則 組法 ， 綜 合 知 識 法 推 理 策 略 專 家 系 統(tǒng) 的 控 制 中 心 ， 依 靠 推 理 機(jī) 這 種 控制 程 序 去 運(yùn) 行 知 識 庫 和 其 它 機(jī) 構(gòu) ， 解 決 用戶 提 出 的 問 題 。 正 向 推 理 反 向 推 理 雙 向 混 合 推 理 不 確 定 推 理 知 識 獲 取 技 術(shù) 按 所 建 專 家 系 統(tǒng) 規(guī) 定 的 知 識 表 示 形 式 ， 整理 成 一 個 個 知 識 單 元 ， 放 入 知 識 庫 ， 這 個過 程 稱 為 知 識 獲 取 。 獲 取 方 式 ： 人 工 獲 取 方 式 ， 半 自 動 獲 取 方 式 ， 自 動 獲取 方 式 過 程 ： 確 定 任 務(wù) 、 制 造 方 案 、 實(shí) 時 獲 取 、 調(diào) 試 彎身 開 發(fā) 工 具 編 輯 型 開 發(fā) 工 具 智 能 型 開 發(fā) 工 具 自 動 知 識 獲 取 工 具
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