Case-Based ReasoningCase-Based Reasoning
Autor: Robert Papis
Plan prezentacjiPlan prezentacji
WprowadzeniePrzykładPrecedensCykl CBRCBR na świeciePodsumowanie
KorzenieKorzenie
„Human experts are not systems of rules, they are libraries of experiences.”
Riesbeck and Schank 1989
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.:
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.
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
Cykl CBRCykl CBR
Retrieve
Reuse
Revise
Retain
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
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
Adaptacja rozwiązaniaAdaptacja rozwiązaniaRETRIEVE
REUSE
REVISE
RETAIN
Automatyczna
Bez modyfikacji rozwiązania
„Analogia transformacyjna”
„Analogia derywacyjna”
Adaptacja przez komponowanie
Interaktywna
Konwersacyjny CBR
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
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
Gdzie jest wiedza?Gdzie jest wiedza?
Słownik (wykorzystywane cechy)
Miara podobieństwa
Transformacje rozwiązań
Baza przypadków
Zalety CBRZalety CBR
Redukuje koszty pozyskania wiedzy
Stosunkowo niewielki kosz utrzymania
Prosta nauka poprzez zapamiętywanie
Wykorzystanie istniejących danych
Wysoka akceptowalność przez użytkowników końcowych
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
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
Pytania...Pytania...
Dziękuję za uwagęDziękuję za uwagę
Retrieve
Revise
ReuseRetain
Top Related