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REGLAS Y ENCADENAMIENTO DE REGLAS SISTEMAS DE DEDUCCION BASADOS EN REGLAS Los sistemas de resolución de problemas basados en reglas se construyen mediante reglas como la siguiente, cada una de ellas con varios patrones si y uno o varios entonces. Rn

si si1 si2 . . . entonces entonces1 entonces2

Muchos sistemas basados en reglas son sistemas de deducción una afirmación de que algo es verdadero, como “Estirada tiene patas largas” o “Estirada es una jirafa”, es una afirmación. En todos los sistemas basados en reglas, cada patrón si es un patrón que debe parearse con una o mas de las afirmaciones en un conjunto de ellas. El conjunto de afirmaciones se conoce como memoria de trabajo. En muchos sistemas basados en reglas, los patrones entonces especifican las afirmaciones nuevas que deben colocarse en la memoria en funcionamiento y se dice que el sistema basado en reglas es un sistema de deducción. En los sistemas de deducción se ha convenido referirse a cada patrón si como un antecedente y a cada patrón entonces como un consecuente.

Antecedente

Consecuente

Notación grafica para las reglas de antecedente consecuentes orientados a la deducción. Sin embargo algunas veces los patrones entonces especifican acciones, en lugar de afirmaciones, por ejemplo “coloca el producto en la bolsa” en cuyo caso el sistema basado en reglas es un sistema de reacción. En los sistemas de deducción y de reacción, el encadenamiento progresivo, es el proceso de moverse de los patrones si a los patrones entonces, usando los patrones si para identificar situaciones apropiadas para la deducción de una nueva afirmación o el desempeño de una acción. Durante el encadenamiento progresivo, siempre que se observe que un patrón si concuerda con una afirmación, el antecedente se satisface. Siempre que se satisfagan todos los patrones si de una regla, se dice que la regla se ha accionado. Siempre que una regla accionada establece una nueva afirmación o efectúa una acción, se dice que esta se dispara. En los sistemas de deducción por lo general todas las reglas accionadas se disparan. Sin embargo en los sistemas de reacción cuando se acciona más de una regla al mismo tiempo, normalmente solo una de las posibles acciones se desea, creándose así la necesidad de un tipo de procedimiento de resolución de conflictos es decir cual regla se debe disparar. Ejemplo : Suponga que Rubbie es un robot desea pasar el día en el zoológico. Robbie puede percibir características básicas, como color, tamaño y si un animal tiene pelo o da leche, pero su capacidad para identificar objetos mediante estas características es limitada. Puede distinguir a los animales de otros objetos, pero no puede valerse del hecho de que un animal en particular tiene un cuello largo para concluir que esta mirando una jirafa. Se podría mejorar mediante la creación de una regla si entonces para cada tipo animal de zoológico. La parte consecuente de cada regla seria una simple afirmación de la longitud del animal, el antecedente seria una abultada enumeración de características suficientemente completo como para rechazar todas las identificaciones incorrectas. Suponga que en el zoológico solo posee 7 animales: onza, tigre, jirafa, cebra, avestruz, pingüino y un albatros. En este caso se deduce el número de reglas. Z1 determina que un animal en particular es un mamífero. Z1 si ?x tiene pelo entonces ?x es mamífero.

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Suponga que un animal en particular conocida como Estirada tiene pelo. Entonces si la memoria en funcionamiento contiene la afirmación estirada tiene pelo, el patrón antecedente ?tiene pelo, coincide con la afirmación y el valor de x se convierte en estirada. Por convención cuando las variables se identifican con valores, se dice que están ligadas a dichos valores y estos en ocasiones se conocen como ligaduras. Por tanto x esta ligada a estirada y estirada es la ligadura de x. Z2,Z3 y Z4 determinan el tipo biológico. Z2 si ?x da leche entonces ?x es mamífero Z3 si ?x tiene plumas entonces ?x es ave Z4 si ?x tiene vuela ?x pone huevos entonces ?x es un ave La ultima de estas reglas Z4 tiene dos antecedentes algunos mamíferos vuelan y algunos reptiles ponen huevos, pero ningún mamífero o reptil hace dos cosas. Z5 y Z6 para determinar que es carnívoro implica sorprender al animal en el acto de comer. Z5 si ?x es mamífero ?x come carne entonces ?x es carnívoro Z6 si ?x es mamífero ?x tiene dientes agudos ?x tiene garras ?x tiene ojos que miran hacia adelante entonces ?x es carnívoro todos los animales con pezuñas son ungulados Z7 si ?x es mamífero ?x tiene pezuñas entonces ?x es ungulado Si tiene problemas al mirar las patas puede tener una oportunidad por que todos los animales que rumian tambien son ungulados. Z8 si ?x es mamífero ?x rumia entonces ?x es ungulado Ahora que Robbie tiene reglas que dividen a los mamíferos en carnívoros y ungulados es tiempo de agregar reglas que identifiquen animales específicos. Z9 si ?x es carnívoro ?x es de color leonado ?x tiene manchas oscuras entonces ?x es una onza Z10 si ?x es carnívoro ?x es de color leonado ?x tiene franjas negras entonces ?x es un tigre. Para los ungulados otras reglas separan el grupo total en dos posibilidades Z11 si ?x es ungulado ?x es de color blanco ?x tiene franjas negras entonces ?x es una cebra Z12 si ?x es ungulado ?x tiene patas largas ?x tiene cuello largo ?x es de color leonado ?x tiene manchas oscuras entonces ?x es una jirafa Tres reglas mas para tratar a las aves:

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Z13 si ?x es un ave ?x no vuela ?x tiene patas largas ?x tiene cuello largo ?x es blanca y negra entonces ?x es un avestruz Z14 si ?x es un ave ?x no vuela ?x nada ?x es blanca y negra entonces ?x es un pingüino Z15 si ?x es un ave ?x vuela muy bien entonces ?x es un albatros. Ya hemos visto todas las reglas note que evidentemente los animales comparten muchas características. Las cebras y los tigres tienen franjas negras, los tigres, las onzas y las jirafas y la avestruz tienen patas largas y las cebras y los pingüinos son de color blanco y negro. FUNCIONAMIENTO DE ENCADENAMIENTO PROGRESIVO El animal desconocido es una estirada supongamos que se tienen las seis afirmaciones están en la memoria en la memoria en funcionamiento. Estirada tiene pelo Estirada rumia Estirada tiene patas largas Estirada es de color leonado Estirada tiene manchas oscuras. Estirada tiene cuello largo. En este ejemplo vemos los sistemas basados en reglas orientadas a la deducción que funcionan a partir de afirmaciones dadas hasta llegar a nuevas afirmaciones deducidas. Al trabajar de esta manera un sistema exhibe encadenamiento progresivo. Las afirmaciones fluyen a través de una seria de reglas antecedente-consecuente, desde las afirmaciones dadas hasta las conclusiones, según se muestra en la figura. En tales diagramas designados como redes de inferencia, los objetos con forma de D representan reglas, mientras que las barras verticales denotan afirmaciones dadas y las cajas verticales, afirmaciones deducidas.

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Los sistemas de deducción pueden moverse hacia delante o hacia atrás En el anterior ejemplo los sistemas basados en reglas orientados a la deducción funcionan a partir de afirmaciones dadas hasta llegar a nuevas afirmaciones deducidas. Al trabajar de esta manera, un sistema exhibe encadenamiento progresivo. También es posible el encadenamiento regresivo: un sistema basado en reglas puede formar una hipótesis y usar las reglas de antecedente-consecuente para proceder hacia atrás en dirección a las afirmaciones que corroboran la hipótesis. Por ejemplo ZOOKEPPER puede crear la hipótesis de que un animal dado, Ligera es una onza y después razonar acerca de si esa hipótesis es viable.

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ZOOKEEPER concibe la hipótesis de que Ligera es una onza. Para verificar la hipótesis, ZOOKEEPER considera la regla Z9, que requiere que ligera sea carnívoro, tenga color leonado y manchas oscuras. ZOOKEEPER debe verificar si Ligera es carnívoro. Dos reglas pueden hacer esta tarea, a saber la regla Z5 y Z6. Suponga que ZOOKEEPER intenta primero la regla Z5. ZOOKEEPER debe verificar si Ligera es mamífero. De nuevo existen dos posibilidades, las reglas Z1 y Z2. Suponga que ZOOKEEPER intenta primero la regla Z1. De acuerdo con esa regla, Ligera es mamífero si tiene pelo. ZOOKEEPER debe verificar si ligera tiene pelo. Suponga que ZOOKEEPER ya sabe que tiene pelo. De modo que ligera debe ser mamífero, y ZOOKEEPER regresa a trabajar con la regla Z5. ZOOKEEPER debe verificar si Ligera come carne. Suponga que ZOOKEEPER no pueda decirlo en este momento. Antes de dejar la regla Z5 e intenta usar la regla Z6 para establecer que ligera es carnívoro. ZOOKEEPER debe verificar si Ligera es mamífero. Y así es, dado que este hecho quedo establecido al tratar de satisfacer los antecedentes de la regla Z5. ZOOKEEPER debe verificar si ligera tiene dientes agudos, garras y ojos que miran hacia delante. Suponga que ZOOKEEPER sabe que Ligera tiene todas esas características. Evidentemente, ligera es carnívoro, de modo que ZOOKEEPER puede regresar a la regla Z9, que inicio todo lo que se ha hecho hasta aquí.

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Ahora ZOOKEEPER debe verificar si Ligera tiene color leonado y manchas oscuras. Suponga que ZOOKEEPER sabe que Ligera tiene ambas características. Por tanto, la regla Z9 corrobora la hipótesis original de que ligera es una onza y, por consiguiente, ZOOKEEPER concluye que ligera es una onza. El problema determina si el encadenamiento debe ser progresivo o regresivo Sobre todo lo que usted desea analizar como las reglas relacionan los hechos con las conclusiones. Siempre que las reglas sean tales que un conjunto típico de hechos puede llevar a muchas conclusiones, su sistema de reglas exhibirá un alto grado de amplitud de salida, y esto es un argumento para el encadenamiento regresivo. Por otro lado siempre que las reglas sean tales que una hipótesis típica puede conducir a muchas preguntas, su sistema de reglas mostrará un alto grado de amplitud de entrada y esto es un argumento a favor del encadenamiento progresivo.

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