Knowledge Representation and Deduction Agents That Reason Logically

1
Knowledge Representation and Deduction Agents
That Reason Logically

• Ref Artificial Intelligence A Modern Approach
  ch. 6
• Rabu, 20 Feb 2002

2
Knowledge-Based Agent

• Problem-solving agent
• Menyelesaikan masalah dng. melakukan pemilihan
  utk. mencapai solusi di antara kemungkinan yg.
  ada.
• Knowledge-based agent
• Lebih pintar dari problem-solving agent,
  memiliki pengetahuan akan lingkungannya (world)
  dpt. melakukan reasoning mengenai aksi apa yg.
  dpt. dilakukannya.
• Terdiri atas

(src slide buku RussellNorvig)
3
Knowledge-Based Agent

• Pendekatan deklaratif dlm. membuat agent
• TELL the agent what it needs to know ? save it
  in KB,
• The agent can then ASK itself, through its
  inference engine, what it should do based on its
  KB.
• Harus dapat
• Merepresentasikan world, state, aksi, dsb.
• Menerima adanya informasi baru.
• Meng-update representasinya atas world.
• Menyimpulkan hidden property dr. world.
• Menyimpulkan aksi apa yg. akan dilakukan.

4
Knowledge Base Inference Engine

• Knowledge Base (KB) himpunan representasi
  fakta, dlm. bhs. formal, mengenai lingkungannya
  (set of representations of facts about the
  world).
• Tiap representasi tsb. disebut sentence.
• Agar bisa berfungsi lebih dari sekedar menyimpan
  fakta, perlu ada mekanisme utk.
• Menambahkan fakta ke KB (TELL).
• Memperoleh informasi berdasarkan fakta-fakta yg.
  ada di KB (ASK).
• Inference Engine menentukan hal-hal yg. dpt.
  diturunkan dari pengetahuan yg. telah ada di KB
• Menjawab pertanyaan (dr. ASK) berdasarkan KB yg.
  telah ada (TELLED).

5
Describing Knowledge-Based Agent

• Knowledge-based agent dpt. dideskripsikan dlm. 3
  level
• Knowledge level apa yg. diketahui.
• Cth. robot tahu bhw. gedung B berada di antara
  gedung A gedung C.
• Logical level representasi fakta yg. diketahui
  dlm. sentence.
• Cth. di_antara(gedung B, gedung A, gedung C).
• Implementation level representasi fisik
  sentence dlm. arsitektur agent, spt. struktur
  data.
• Cth. Matriks 3 kolom utk. merepresentasikan
  contoh pd. logical level.

6
Wumpus World

• Not fully accessible, deterministik,
  non-episodik, statik, diskrit.

7
Wumpus World
8
Logic

• Bhs. formal utk. merepresentasikan informasi,
  sedemikian shg. kesimpulan dpt. ditarik.
• Terdiri atas
• Knowledge representation sistem formal utk.
  merepresentasikan state. Hal ini diperlukan utk.
  mengekspresikan fakta / knowledge (informasi ttg.
  world) sedemikian shg. dpt. dimengerti/diolah
  oleh komputer.
• Reasoning (proof theory) set of rules yg.
  digunakan utk. melakukan reasoning (menurunkan
  suatu informasi baru / kesimpulan) berdasarkan
  knowledge yg. dimilikinya. (menurunkan
  entailments dari sentences yg. ada).

9
Knowledge Representation

• Natural language ekspresif, tp. seringkali
  ambigu tergantung konteks pembicaraan.
• Programming language concise, tdk. ambigu, tdk.
  tergantung konteks, tapi kurang ekspresif.
• Knowledge representation language harus
• Ekspresif, concise, tidak ambigu, tidak
  tergantung pada konteks.
• Didefinisikan berdasarkan
• Syntax cara penulisan sentence.
• Semantic arti dari sentence.
• Contoh bhs. aritmetika, syntax x2 gt y adlh.
  sentence, sedangkan semantic x2 gt y true jk.
  x5 y6.

10
Reasoning

• Semua reasoning tdk. didasarkan pd. fakta yg. ada
  di world, tapi didasarkan pd. representasi fakta
  yg. dimiliki agent tsb.
• Reasoning dpt. dilihat sebg. proses pembentukan
  sentence (dr. fakta) baru. Sentence ini harus
  sejalan dng. sentences (dr. fakta-fakta) yg.
  telah ada sebelumnya.

11
Reasoning

• Model dari suatu sentence thd. suatu interpretasi
  any world di mana dng. interpretasi yg. ada,
  sentence tsb. true.
• Entailment (KB ? ?) KB entails a sentence ? (KB
  menyebabkan ?) ? ? true utk. semua world di mana
  KB true (model(KB) ? model(?) true).
• Inference procedure
• Dng. KB, dpt. men-generate sentence baru (? )
  berdasarkan KB (KB ? ?).
• Diberikan KB sentence ?, dpt. menentukan apakah
  KB ? ?.
• KB ?i ? inference procedure i menurunkan ? dari
  KB.
• i sound/truth-preserving jk. i selalu
  menurunkan sentence yg. entailed KB (KB ?i ? ? KB
  ? ?).

12
Reasoning

• i complete jk. i dpt. menurunkan (membuktikan)
  semua sentence yg. entails KB (KB ? ? ? KB ?i
  ?).
• Validity and Satisfiability
• Suatu sentence dikatakan valid / analytic
  sentence / tautology ? true under all possible
  interpretation in all possible world
• Cth. Hari ini hujan atau hari ini tidak hujan.
• Suatu sentence dikatakan satisfiable ? ada suatu
  interpretasi pd. suatu world dimana sentence tsb.
  true.
• Cth. Hari ini hujan.
• Suatu sentence dikatakan unsatisfiable ? tidak
  ada interpretasi apapun pd. world manapun yg.
  membuat sentence tsb. true.
• Cth. Hari ini hujan dan hari ini tidak hujan.

13
Macam-Macam Logic

• Logic dpt. dikelompokkan berdasarkan
• Ontological commitment apa yg.
  direpresentasikan (fakta, objek, waktu, ..), spt.
  variabelnya.
• Epistemological commitment apa yg. diketahui
  agent (true, false, unknown, ), spt. valuenya.

14
Propositional Logic

• Logic yg. paling sederhana.
• Knowledge representation
• Syntax
• Constant logic (true, false).
• Propotition symbol.
• Gabungan 1/lebih propotition symbol dng. operator
  ? , ?, ?, ?, ? (berdasarkan presedence).
• Semantic
• Propotition symbol dpt. berarti true ataupun
  false.
• Utk. complex sentence, bisa menggunakan truth
  table

15
Propositional Logic

• Reasoning
• Rules of inference for propositional logic
  (fig. 6.13 RN)
• Modus Ponens.
• And-Elimination.
• And-Introduction.
• Or-Introduction.
• Double-Negation Elimination.
• Unit Resolution.
• Resolution.

16
Normal Forms

• Bentuk-bentuk yg. telas terstandardisasi
• ? , ?, ?, ?, ? CNF (Conjunctive Normal Form)
  conjunction of disjunctions.
• Cth. (A? B) ? (A ? ? C ? D)
• DNF (Disjunctive Normal Form) disjunction of
  conjunctions.
• Cth. (A ?B) ? (A ? ? C) ? (B ?C)
• Horn Form conjunction of Horn clauses (clauses
  with ? 1 positive sentence).
• Cth. (A? ? B) ? (B ? ? C ? ? D) atau (B?A) ?((C
  ?D) ?B).

17
Agent utk. Wumpus World

• Knowledge base (lihat papan).
• Inference (lihat papan).
• Translating knowledge to action (lihat papan).