인공지능 - 지식표현과 추론

·2021년 9월 27일
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인공지능

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지식 표현

데이터 피라미드

  • 데이터(data)
    • 특정 분야에서 관측된 아직 가공되지 않은 것
    • 사실인 것처럼 관측되지만 오류나 잡음을 포함 가능
  • 정보(infomation)
    • 데이터를 가공하여 어떤 목적이나 의미를 갖도록 한 것
  • 지식(knowledge)
    • 정보를 취합하고 분석하여 얻은 대상에 대해 사람이 이해한 것
  • 지혜(wisdom)
    • 경험과 학습을 통해서 얻은 지식보다 높은 수준의 통찰

지식

전문적인 이해와 체계화된 문제 해결 능력
이론적 또는 실제적인 이해, 또는 현재 알려진 사실과 정보의 모음

  • 암묵지 : 형식을 갖추어 표현하기 어려운, 학습과 경험을 통해 쌓은 지식
  • 형식지 : 비교적 쉽게 형식을 갖추어 표현될 수 있는 지식
  • 절차적 지식 : 문제해결의 절차 기술
  • 선언적 지식 : 어떤 대상의 성질, 특성이나 관계 서술

컴퓨터를 통한 지식 표현 및 처리 - 정형화된 형태로 표현(규칙, 프레임, 논리 등)

규칙(rule)

IF-THEN 형태의 문장(조건부의 지식을 표현) : 직관적, 이해하기 쉬움

규칙 획득 및 표현 : 대상, 속성, 행동 또는 판단의 정보 추출

  • IF 부분 : 조건부 (둘 이상의 조건을 AND 또는 OR로 결합하여 구성 가능)
  • THEN 부분 : 결론부 (여러 개의 판단 또는 행동 포함 가능)

인과관계 : 원인을 조건부에 결과는 결론부에 표현
추천 : 상황을 조건부에 기술하고 이에 따른 추천 내용을 결론부에 표현
지시 : 상황을 조건부에 기술하고 이에 따른 지시 내용을 결론부에 표현
전략 : 일련의 규칙들로 표현, 이전 단계의 판단 결과에 따라 다음 단계에 고려할 규칙이 결정
휴리스틱 : 일반적으로 바람직한 것을 표현, 경험적인 지식을 표현

프레임(frame)

특정 객체 또는 개념에 대한 전형적인 지식을 슬롯(slot)의 집합으로 표현하는 것

  • 슬롯(slot)
    - 객첼의 속성을 기술하는 것
    - 슬롯 이름(속성 이름)과 슬롯 값(속성 값)으로 구성
    - 슬롯 값은 복수 개의 패싯(facet)과 데몬(demon)으로 구성
  • 패싯(facet)
    • 측면 또는 양상을 의미
    • 속성에 대한 부가적인 정보를 지정하기 위해 사용
    • 패싯 이름과 패싯 값의 쌍으로 구성
    • 패싯 이름
      • value : 속성값
      • data-type : 속성값의 자료형
      • default : 디폴트값
      • require : 슬롯에 들어갈 수 있는 값이 만족해야 할 제약 조건
  • 데몬(demon)
    • 지정된 조건을 만족할 때 실행할 절차적 지식을 기술
    • 슬롯 값으로 데몬 실행조건과 데몬 이름의 쌍
    • 데몬의 실행조건의 예
      • if_needed : 슬롯 값을 알아야 할 때
      • if_added : 슬롯 값이 추가될 때
      • if_removed : 슬롯 값이 제거될 떄
      • if_modified ; 슬롯 값이 수정될 때

종류에 따라

  • 클레스 프레임 : 부류(class)에 대한 정보 표현
  • 인스턴스 프레임 : 특정 객체에 대한 정보 표현

계층구조에 따라

  • 상위 프레임 : 클래스를 나타내는 프레임
  • 하위 프레임 : 상위 프레임을 상속, 상의 클래스 프레임의 객체 또는 하위 클래스 프레임

프레임과 규칙을 결합한 지식 표현

  • 프레임은 특정 개념이나 대상에 대한 속성들 표현
  • 규칙을 사용하여 조건적인 지식 표현
    • 데몬에 규칙 사용
    • 또는 규칙의 조건부나 결론부에서 프레임 사용
  • 대부분의 규칙기반 시스템에서 객체 개념 사용

프레임 vs 클래스와 객체

  • 클래스와 객체
    • 모듈화, 재사용성 및 유지보수의 용이성을 고려한 프로그래밍 개념
    • 정보은닉 등 정보 접근에 대한 제한 메커니즘
  • 프레임
    • 사람이 특정 대상에 대해 갖는 지식의 표현을 목표
    • 슬롯의 특정 상황에 따라 자동으로 호출되는 데몬 개념
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