REGLAS DE PRODUCCION

Método procedimental de representación del conocimientoEstructuraSI <condiciones>ENTONCES <conclusiones, acciones, hipótesis>Cada regla SI-ENTONCES establece un granulo completo de conocimientoRegla _ Operador valido en un espacio de estadosCONDICIONES (tb. premisas, precondiciones, antecedentes, ...)_ Formadas por clausulas y conectivas (AND, OR, NOT)_ Representación clausal debe corresponderse con conocimiento del dominio_ Formato típico: <parámetro/relación/valor>_ PARÁMETRO: característica relevante del dominio_ RELACIÓN: entre parámetro y valor_ VALOR: numérico, simbólico o literal_ También en forma de predicados lógicosCONCLUSIONES, ACCIONES, HIPÓTESIS (tb. consecuentes, ...)_ Conclusiones, Hipótesis: conocimiento declarativo_ Acciones: cq. Acción procedimental (actualiza. conocimiento, interacción con exterior,etc..)REGLAS ESPECIALES_ Reglas IF ALL: equivalen a reglas con las clausulas de las condiciones conectadascon AND_ Reglas IF ANY/ IF SOME: equivalen a reglas con las clausulas de las condicionesconectadas con OREJEMPLOIF: temperatura = altaAND sudoracion = presenteAND dolor_muscular = presenteTHEN: diagnostico_preliminar = gripeIF: diagnostico_preliminar = gripeAND descompos_organos_internos = presenteTHEN: diagnostico_preliminar = _ebola

SISTEMAS BASADOS EN REGLAS DE PRODUCCIÓNReglas _ Operadores en búsquedas en espacio de estadosInferencia similar al MODUS PONENS (con restricciones)_ Sintaxis relajada_ Se permiten acciones en los consecuentes_ Mecanismo de control determina que inferencias se pueden realizarTIPOS de SISTEMAS_ En función de sintaxis de reglas y de mecanismos de control (_búsqueda)

_ SISTEMA ENCADENAMIENTO HACIA ADELANTE(dirigidos por los datos)_ Regla ACTIVADA si antecedentes emparejan con algunos hechos del sistema_ En IF ALL, todos. En IF ANY, al menos uno._ Se parte de los hechos ya confirmados en el sistema_ Se razona hacia adelante buscando antecedentes que emparejen_ SISTEMA ENCADENAMIENTO HACIA ATRÁS (dirigido por los objetivos)_ Regla ACTIVADA si consecuentes emparejan con algunos hechos del sistema_ Se comienza con una hipótesis_ Se razona hacia atrás buscando consecuentes que emparejen_ MOTOR DE INFERENCIAS elige que reglas ACTIVADAS ejecutar (resolución de conflictos)_ Consecuentes y antecedentes pueden verse como submetas a verificar a partirde los hechos o hipótesis, respectivamente.CARACTERÍSTICAS_ Modularidad: reglas = pequeñas cantidades de conocimiento (relativamente)independiente_ Incrementalidad/Modificabilidad: posible añadir/cambiar reglas con relativa independencia_ Naturalidad y Transparencia: representación del conocimiento próxima y comprensiblepor personas_ Capacidad de generar explicacionesGENERACIÓN de EXPLICACIONES_ Posibilidad de \explicar" el porque de un resultado_ Devolver a usuario la cadena de reglas empleadas_ Combinar reglas y hechos del árbol de búsqueda según las conectivas_ Incrementan la \aceptación" del resultado ofrecido (dominios críticos)

ARQUITECTURA DE SISTEMAS BASADOS EN REGLASCOMPONENTES1. BASE DE CONOCIMIENTOS (BC)_ Reúne todo el conocimiento del sistema_ Formada por base de reglas(BR) + base de hechos(BH)2. MEMORIA ACTIVA (MA)_ Colección de hechos, representando el estado actual del problema_ Actúa como \disparador" del motor de inferencias_ Refleja los cambios en el conocimiento del sistema_ Interactúa con el mundo exterior (usuario, bases de datos, etc...)_ Contiene:_ Datos iníciales del problema + datos incorporados con posterioridad_ Hechos establecidos durante procesos de inferencia_ Hipótesis de trabajo, metas y submetas aún no confirmadas_ REGLAS ACTIVADAS_ Están en condiciones de ser ejecutadas_ Encadenamiento hacia adelante: antecedentes representados en la MA_ Encadenamiento hacia atrás: consecuentes representados en la MA_ El MI decide cual o cuales de las reglas ACTIVAS se ejecutara

3. MOTOR DE INFERENCIAS (MI)_ Controla el funcionamiento del sistema_ Procesos de emparejamiento_ Selección de reglas_ Ejecución de reglas_ Rutinas externas_ Compuesto por: interprete + estructuras de control_ Separado e independiente de la BC_ Funcionamiento análogo a búsqueda en espacio de estados_ ESTADO: Representado por conj. hechos de MA_ OPERADORES: Reglas de la BR_ Con encadenamiento hacia atrás : búsqueda en grafos AND-OR (búsqueda porsub-objetivos)

TAREAS MI:_ Ciclo básico:1. Examen de la MA y selección de reglas activas (emparejamiento)_ depende del tipo de encadenamiento2. Selección reglas a ejecutar (resolución conflictos), en función de:_ Estrategia de exploración_ Modelos de resolución de conflictos3. Ejecución reglas y actualización de la MA4. Mantenimiento del autoconocimiento del sistema_ Control de reglas activadas y ejecutadas_ Control del orden de activación y del orden de ejecución_ mantener orden de los hechos en la MA_ El ciclo anterior depende de la dirección del proceso inferencial

_ Encadenamiento hacia adelante (progresivo): emparejamiento de hechos en MA con antecedentes_ Encadenamiento hacia atrás (regresivo): emparejamiento de hipótesis en MAcon consecuentes

INTERPRETACIÓN COGNITIVA_ Correspondencia componentes sistemas de reglas con elementos del pensamientohumano_ MEMORIA ACTIVA: Memoria corto plazo._ Conocimiento intermedio que se maneja durante el razonamiento_ Es temporal (se olvida) y de pequeña capacidad_ BASE DE CONOCIMIENTO: Memoria a largo plazo_ Conocimiento permanente_ Puede ser innato o adquirido (aprendizaje)_ MOTOR DE INFERENCIAS: Equivale a mecanismos de razonamiento humanos._ Es una aproximación limitadaMEJORA EFICIENCIA_ Emparejamiento + Resolución conflictos ! Determinan eficiencia sist. reglas_ Proceso de Emparejamiento_ Emparejamiento: proceso muy costoso) Punto critico_ Unificación clásica (o sus variantes) demasiado costosa (sobre todo encadenamiento adelante)_ Algoritmo RETE: Mejora eficacia emparejamiento_ Pre-procesa las reglas, construyendo una red_ Red RETE se modifica a medida que se incorporar/eliminan hechos en MA_ IDEA BASE: Modificaciones en MA solo afectan a una porción de la red_ Estrategias Resolución Conflictos_ Decidir que regla ACTIVADA ejecutar_ Ejecutar TODAS o usar estrategias más refinadas_ No aplicar 2 veces la misma regla_ Preferencia por reglas que usen hechos de incorporación reciente a MA_ Preferencia por reglas más especificas_ Asignación de prioridades (sist. de control)

Desventajas de las Reglas de Producción

Algunos problemas existen en los sistemas basados en reglas. Estos problemas caen dentro de una de las siguientes categorías: encadenamiento infinito; incorporación de conocimiento nuevo contradictorio, y; modificación de reglas existentes.

Desventajas adicionales pueden ser: ineficiencia (necesidad de modularizar o de introducir metarreglas), opacidad (dificultad de establecer relaciones), adaptación al dominio (rápido crecimiento del número de reglas).

El conocimiento acerca de las reglas de producción se denomina METARREGLA. Las metarreglas facilitan y aceleran la búsqueda de soluciones.

Ventajas de las Reglas de Producción

A pesar de las desventajas anotadas, los sistemas basados en reglas han permanecido como los esquemas más comúnmente utilizados para la representación del conocimiento. Como ventajas significativas se pueden mencionar las siguientes: modularidad, uniformidad y naturalidad para expresar el conocimiento.