[發(fā)明專利]類人行為決策模型的推理算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110441527.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN113112021A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫柏青;劉夢(mèng)杰;李勇;張秋豪;楊俊友
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N5/02
• 分類號(hào): G06N5/02;G06N5/04;G06N7/00
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標(biāo)代理有限公司 21107
• 代理人: 許宇來

1.類人行為決策模型的推理算法，包括感知層、評(píng)估層、決策層，其特征在于在感知層中用產(chǎn)生式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行行為認(rèn)知建模，把產(chǎn)生式作為人工智能系統(tǒng)中一個(gè)基本的知識(shí)結(jié)構(gòu)單元，將產(chǎn)生式系統(tǒng)當(dāng)做一種基本模式，并用產(chǎn)生式規(guī)則表示推理過程和行為，采用產(chǎn)生式規(guī)則表示因果關(guān)系，表示知識(shí)之間的規(guī)則，模擬人類求解問題時(shí)的邏輯思維推理過程；

在評(píng)估層中，服務(wù)機(jī)器人根據(jù)感知層輸出的歷史狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)信息與事件，并且參照知識(shí)庫中包含的經(jīng)驗(yàn)和先驗(yàn)知識(shí)以及貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)來理解、判斷當(dāng)前的態(tài)勢(shì)信息，評(píng)估下一步出現(xiàn)的各種事件和態(tài)勢(shì)條件的可能性（概率大小）；

在決策層中，服務(wù)機(jī)器人根據(jù)評(píng)估層評(píng)估的結(jié)果，再根據(jù)知識(shí)庫中的先驗(yàn)知識(shí)，并以人機(jī)交互的方式以最少的交互次數(shù)獲得更多的信息量完成最終的決策，從而確定最終的任務(wù)對(duì)象種類和屬性，并把最終的結(jié)果反饋到感知層和評(píng)估層中，來更新綜合數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存的信息和知識(shí)庫中貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述類人行為決策模型的推理算法，其特征在于所述產(chǎn)生式系統(tǒng)包括綜合數(shù)據(jù)庫（Global Database）、產(chǎn)生式規(guī)則庫（Set of Product Rules）和控制系統(tǒng)（Control System）；

綜合數(shù)據(jù)庫用于存放求解過程中各種當(dāng)前任務(wù)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生式規(guī)則的處理對(duì)象，當(dāng)規(guī)則庫中某條產(chǎn)生式規(guī)則的前提與綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)相匹配時(shí)，該規(guī)則庫就被激活，并把其推理的結(jié)論作為新的事實(shí)存入到綜合數(shù)據(jù)庫中，成為后面推理的已知事實(shí)；

產(chǎn)生式規(guī)則庫是用于描述應(yīng)用領(lǐng)域的常識(shí)和啟發(fā)式知識(shí)，用來存放產(chǎn)生式規(guī)則，產(chǎn)生式規(guī)則庫是某領(lǐng)域知識(shí)用規(guī)則行事表示的集合，其中包括將問題從初始的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到目標(biāo)狀態(tài)的所有變換規(guī)則；這些規(guī)則描述了問題領(lǐng)域的一般性知識(shí)，規(guī)則庫是產(chǎn)生式系統(tǒng)進(jìn)行問題求解的基礎(chǔ)；

控制系統(tǒng)是產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理機(jī)；它是產(chǎn)生式規(guī)則的解釋程序，利用規(guī)則庫中的規(guī)則對(duì)綜合數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來進(jìn)行邏輯操作；控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)產(chǎn)生式規(guī)則前提或條件與綜合數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，將所有匹配成功的規(guī)則按一定的邏輯運(yùn)算進(jìn)行推理，并在合適的時(shí)候結(jié)束產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行，并且決定任務(wù)對(duì)象中的種類、屬性的優(yōu)先級(jí)推理順序，當(dāng)推理不出結(jié)論時(shí)，通過人機(jī)交互詢問用戶提供進(jìn)一步的事實(shí)集，進(jìn)行推理和判斷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述類人行為決策模型的推理算法，其特征在于所述產(chǎn)生式規(guī)則的處理對(duì)象包括任務(wù)的初始狀態(tài)信息、輸入的事實(shí)或證據(jù)、中間推理結(jié)論、用戶回答的問題、匹配成功的規(guī)則的結(jié)論、最終推理結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述類人行為決策模型的推理算法，其特征在于存放推理時(shí)用到的先驗(yàn)知識(shí)、新增加的特定任務(wù)信息在綜合數(shù)據(jù)庫中設(shè)定任務(wù)對(duì)象的屬性為三個(gè)，屬性的狀態(tài)表示各為兩個(gè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述類人行為決策模型的推理算法，其特征在于在推理和行為認(rèn)知過程中用產(chǎn)生式規(guī)則，其形式為：IF P THEN Q，其中P為規(guī)則使用的前提；Q為規(guī)則條件滿足時(shí)所得的結(jié)論。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述類人行為決策模型的推理算法，其特征在于所述產(chǎn)生式系統(tǒng)中控制系統(tǒng)（推理機(jī)）采用正向推理的方式，按照綜合數(shù)據(jù)庫中給定的事實(shí)集推理出任務(wù)對(duì)象結(jié)論的方向進(jìn)行的推理方式；推理過程是：

步驟一：根據(jù)用戶給出的任務(wù)指令中向綜合數(shù)據(jù)庫提供一些初始已知事實(shí)，控制系統(tǒng)利用當(dāng)前的數(shù)據(jù)與產(chǎn)生式規(guī)則庫中規(guī)則的前提條件進(jìn)行匹配，判斷綜合數(shù)據(jù)庫中是否有包含問題的解，有則任務(wù)完成，否則進(jìn)行步驟二；

步驟二：遍歷產(chǎn)生式規(guī)則中的規(guī)則，如果匹配成功，被觸發(fā)規(guī)則的后件將作為新的事實(shí)添加到綜合數(shù)據(jù)庫中，用更新過的綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)再與規(guī)則庫中規(guī)則進(jìn)行匹配，將其結(jié)論部分更新至綜合數(shù)據(jù)庫中，匹配失敗則放棄該規(guī)則；

步驟三：重復(fù)步驟二的過程直到?jīng)]有可匹配的產(chǎn)生式規(guī)則和不再有新的事實(shí)加入到綜合數(shù)據(jù)庫中為止，并將所有匹配成功的規(guī)則的后采用集合運(yùn)算方法后構(gòu)成一個(gè)知識(shí)集，得到匹配的規(guī)則集合，有解則表示推理得出任務(wù)目標(biāo)，無解則通過人機(jī)交互詢問用戶提供進(jìn)一步的事實(shí)集，進(jìn)行推理和判斷。