【精品】基于案例推理技術的研究與應用

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1、基于案例推理技術的研究與應用房文娟i楊春節(jié)2李紹穩(wěn)姑(1安徽農業(yè)大學經(jīng)濟技術學院2安徽農業(yè)大學信息學院，安徽合肥230036)摘要：基于案例推理(Case-basedreasoning.CBR)技術被認為是卅今人T?智能與專家系統(tǒng)設計的一種非常具有發(fā)展前景的方法。木文闡述了CBR的基木原理、工作過程及其主要技術；詳細介紹了CBR的國內外的應用現(xiàn)狀和研究進展。最后對CBR今后的發(fā)展趨勢做出概括。房文娟：女，1981年1丿J生。安徽農業(yè)大學經(jīng)濟技術學院講師，主要研究方向為計算機在農業(yè)上的應用。通信地址：女徽省合肥市安徽農業(yè)

2、大學經(jīng)濟技術學院，郵編230036。*李紹穩(wěn)：男，1962年1()月生。安徽農業(yè)大學信息學院教授，主要研究方向為智能信息處理與農業(yè)專家系統(tǒng)。通信地址：安徽省合肥市安徽農業(yè)大學125信箱，郵編230036。本文通訊作者。關鍵詞：基于案例推理研究進展應用現(xiàn)狀1引言基J?案例推理(Case-bnsedreasoning,簡稱CBR)是近年來人工智能領域中興起的一項垂要的推理技術。與基于規(guī)則的推理模式不同是，它通過訪問案例庫中的同類案例(源案例)的求解從而獲得當前問題(廿標案例)的解決方法山?；诎咐评硎紫仁巧矫绹敶髮W羅

3、杰?沙克(RogerSchank)在研究動態(tài)存儲器技術中發(fā)現(xiàn)的，并在1982年所著《DynamicMemory》一書中提出了動態(tài)記憶理論，這被認為是最早關于CBR的思想。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，目前CBR己成為人丄智能與專家系統(tǒng)的一種非常具有牛命力的推理技術，廣泛應用于諸多領域，并受到越來越多的重視。木文就CBR的研究進展和應川現(xiàn)狀作一概括。2CBR理論與技術2.1CBR基本原理基于案例推理是模擬人類類比思維的一種推理方法，其推理過程往往具有人類經(jīng)驗推理的一些特征。CBR的基本過程是：當遇到一?個新的問題時，系統(tǒng)根據(jù)關鍵的

4、特征在原始的案例庫中進行檢索，找出一個為待求問題最相近的候選案例，重用此候選案例的解決方法。如果對此候選案例的解決方法不滿意，可以對它進行修改以適應待求問題，最后把修改過的案例作為一個新的案例保存在庫小，以便下次遇到類似的問題時作為參考。CBR以案例作為知識元，知識獲取和表示白然直接，并且具有自學習功能，其本質是基于相似性的類比推理，這止是符合了人類類比思維的邏輯。CBR有兩種類型叫即問題求解型和解釋型。問題求解型側重于對過去策略的匹配與修改，而解釋型強調以舊案例對新案例作出評價與解釋。無論哪一種，其推理過程均類似于人

5、類經(jīng)驗類比推理，血且具有簡化知識獲取、通過直接獲得提高求解效率、求解質量較高、適用于非計算推導的優(yōu)點。因此將是人工智能與專家系統(tǒng)設計的一種非常具有發(fā)展前景的方法。2.2CBR的工作過程及相關技術一個典型的CBR問題求解過程基本步驟可以歸納為R4：案例檢索(Retrieve)、案例重用(Reuse)＞案例修改(Revise)和案例保留(Retain)。其工作過程如圖1所示。2.2.1案例表示與組織案例的表示方式?jīng)Q定著現(xiàn)實世界問題向案例的轉換，同吋對案例推理的效率有很大的彫響。一?個合格的案例表示至少應該包括兩部分：問題的

6、說明信息，即問題的初始solution圖1基于案例推理的過程圖條件；問題求解目標，達到該目標的解決方法。在案例表示中也有圖片、聲音、影像等。根據(jù)不同的問題，案例的衣示一般有不同的方法，但大體可以分為兩種思路⑹：動態(tài)存儲模式和類別樣木模式。所謂動態(tài)存儲模式就是通過一種通用的案例結構來組織具有共同特征的案例，再用它們的不同點作為索引把不同的案例區(qū)分開。分類樣本模式中的案例處于分類、特征、案例所組成的網(wǎng)狀結構中，它包含三種指針：特征指針，從不同特征指向分類；案例指針，從分類指向案例;差異指針，從一個案例指向差異最小的另一個案

7、例。案例的恰當?shù)谋硎九c合理組織則能夠反映事物的木質特征，案例檢索系統(tǒng)就能夠迅速的從案例庫中檢索出所要的案例，從而使效率提髙。2.2.2案例檢索與匹配案例知識的檢索與匹配是實現(xiàn)案例推理的關鍵，也是目前CBR的一個研究熱點。案例檢索最終要達到以下兩個目標：檢索出來的案例應該盡可能的少；檢索出來的案例應盡可能的與當前案例（目標案例）相關或相似或匹配。案例檢索與一般檢索（如Web搜索、數(shù)據(jù)庫檢索）有很大區(qū)別的，這種檢索是在特定的案例中查找類似的歷史經(jīng)驗，因此它有自己的特點：帶有一定的不精確性或模糊性；總要求從各個如度去比較案例

8、之間的相似性。為了衡量案例間的相似性，或者確定一個案例的比較標準，學者們提出了相似度、差異度、模糊貼近度等概念，并針對這些概念提出了許多算法。從檢索策略的角度來說，忖前CBR的案例知識檢索主耍有最近相鄰策略、歸納推理策略、知識引導策略、模板檢索策略等，并H最近相鄰策略和歸納推理引導策略是較為通用的檢索方法。2.2.3案例重用案例的