JPH08115218A

JPH08115218A - 推論装置

Info

Publication number: JPH08115218A
Application number: JP6249278A
Authority: JP
Inventors: Akinori Abe; 明典阿部
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】確信を持てない知識を扱う論理的推論を行
い、確信を持てない知識を確信を持った知識や間違いで
ある知識に変更する推論装置を提供する。【構成】推論部１１は知識ベース２の知識を用いて、
推論を行い、知識処理部１２は推論の結果により知識ベ
ース２の知識において確信を持てない知識を確信を持っ
た知識または誤った知識に修正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、確信を持てない知識を
扱って推論を行う推論装置に関し、更に詳しくは、確信
を持てない知識を用いて推論を行い、その結果により確
信を持てない知識を確信を持った知識や間違いである知
識に変える推論装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】確信を持てない知識を扱う推論として
は、様々な推論系があるが、仮説推論（例えば、Poole
D.,Aleliunas R.,Goebel R.:Theorist: A Logical Reas
oning System for Defaults and Diagnosis,in The Kno
wledge Frontier: Essays in theRepresentation of Kn
owledge(Cercone N.J.,MaCalla G.Eds.),Springer-Verl
ag(1987) 参照）などの論理的推論では知識の不確実を
表すのに、仮説と事実に知識をわけるだけで、確信度な
どのようなもので不確実性を表す手法は採用されていな
い。他の手法として、ファジー推論（例えば、Zedah
R.: The Role of Fuzzy Logic in the Management of U
ncertainty in Expert Systems,Fuzzy Sets and System
s,vol.11,pp.199-227(1983) 参照）や MYCIN（例えば、
shortliffe E.:Computer-Based Medical Consultation
s:MYCIN ，Elsevier(1976)参照）などの知識に確信度を
与えた推論であるが、これらの推論体系では、知識に確
率的測度を与え、それらの和積などを行って推論を行
う。従って、結果にも何らかの数値が与えられることに
なる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】仮説推論などの場合、
確信度のような感覚を知識に与えづらい。一方、ファジ
ー推論などの場合、知識に確信度０．８等の値を与える
のであるが、その手法は、人間が実際に行っている推論
とは、しっくりこない。小数という数値を知識に与える
ことの意味がわかりにくい。例えば、結果が０．８の確
率で導出されるということの意味もわかりにくい。つま
り、０．８と０．７のどちらが有意かとかなどの問題が
ある。更に、最後まで、数値をひきずって推論するだけ
で、推論の失敗などに対応できない。つまり、論理的推
論系でもそうであるが、推論の結果が変である原因がわ
かりにくい。

【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、確信を持てない知識を扱う論
理的推論を行い、確信を持てない知識を確信を持った知
識や間違いである知識に変更する推論装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の推論装置は、確信を持てない知識を扱う推
論装置であって、確信の程度に応じて、絶対の確信があ
る知識、確信を持てない知識、間違っている知識に分類
してそれぞれ confident,maybe,doubtful の識別ラベル
を付与した知識を格納する知識ベースと、該知識ベース
を参照して、confident の識別ラベル付きの知識がある
場合には該知識を優先的に使用し、confident の識別ラ
ベル付きの知識が無い場合にはmaybe の識別ラベル付き
の知識のうち１つを使用し、知識が不足している場合に
は、ユーザに要求して必要な知識を得て、ユーザからの
質問に対する推論を行い、推論の解の判定をユーザに依
頼し、推論の解が誤りとの回答を得た場合には、推論時
の使用順の最後からmaybe の識別ラベル付きの知識を順
次取り出し、代替知識として該知識と同一の前提を持つ
別のmaybe の識別ラベル付きの知識があるかを判定し、
ある場合には、該代替知識を用いて推論を行い、取り出
すmaybe の識別ラベル付きの知識が尽きた場合には、ユ
ーザに要求し必要な知識を得て推論を行い、推論の解が
正しいとユーザが回答するまで推論を行う推論部と、該
推論部の推論の結果を入力し、推論に使用したmaybe の
識別ラベル付きの知識がない場合には、処理を終了し、
ある場合には、前記知識ベース中の推論成功時に用いた
maybe の識別ラベル付きの知識をconfident の識別ラベ
ル付きの知識に変更し、推論失敗の原因となったmaybe
の識別ラベル付きの知識をdoubtfulの識別ラベル付きの
知識に変更し、ユーザから得た知識はconfident の識別
ラベル付きの知識として前記知識ベース中に格納する知
識処理部とを有することを要旨とする。

【０００６】

【作用】本発明の推論装置では、知識ベースを参照し
て、confident 付きの知識がある場合には解知識を優先
的に使用し、confident 付きの知識が無い場合にはmayb
e付きの知識のうち１つを使用し、知識が不足している
場合には、ユーザに要求して必要な知識を得て、ユーザ
からの質問に対する推論を行い、推論の解が誤りの場合
には推論時の最後からmaybe 付きの知識を順次取り出
し、代替知識として該知識と同一の前提を持つ別のmayb
e 付きの知識がある場合には、該代替知識を用いて推論
を行い、取り出すmaybe 付きの知識が尽きた場合には、
ユーザから必要な知識を得て推論を行い、推論の解が正
しくなるまで推論を行い、該推論の結果を入力し、推論
に使用したmaybe 付きの知識がある場合には、知識ベー
ス中の推論成功時に用いたmaybe 付きの知識をconfiden
t 付きの知識に変更し、推論失敗の原因となったmaybe
付きの知識をdoubtful付きの知識に変更し、ユーザから
の知識はconfident 付きの知識として知識ベース中に格
納する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【０００８】図１は、本発明の一実施例に係る推論装置
の構成を示すブロック図である。同図において、１は電
子計算機などからなる中央処理装置（ＣＰＵ）であり、
推論部１１および知識処理部１２から構成されている。
２は知識ベースであり、確信の程度に応じて絶対の確信
がある知識、確信を持てない知識、間違っている知識に
分類してそれぞれ confident,maybe,doubtful の識別ラ
ベルを付与した知識を格納している。また、３はユーザ
であり、推論の正当性の評価を行ったり、欠けた知識を
与える。４はディスプレイおよびキーボード等からなる
入出力装置であり、前記ＣＰＵ１とユーザ３とのインタ
フェースである。

【０００９】前記知識ベース２に格納される知識は、例
えば図２に示すように知識とラベルのセットから構成さ
れ、第１項で知識を表し、第２項でその知識にどれほど
の確信を持っているかを示す。例えば、［≪ｃ:-ａ，
ｂ≫，confident]と書いてあると、≪ｃ:-ａ，ｂ≫は絶
対に正しいと確信を持っていることを示す。この知識は
恒常的に真であることが保証されている。また、 [≪
ｃ:-ｅ，ｆ≫，maybe]と書いてあれば、≪ｃ:-ｅ，ｆ≫
に関しては正しいか間違っているか確信を持てないとい
うことを示す。 [≪ｃ:-ｆ，ｇ≫，doubtful] と書いた
場合、≪ｃ:-ｆ，ｇ≫は間違っているということを示
す。この知識は、恒常的に偽であることが保証される。

【００１０】次に、図１に示す実施例の推論装置の基本
的な動作について説明する。まず、推論部１１におい
て、知識ベース２の知識を用いて推論を行う。具体的に
は、ユーザ３の質問に対し、知識ベース２の知識のう
ち、ラベルにconfident の立っている知識を優先的に使
い推論を行う。confident のラベルのない知識しかない
場合は、maybe のラベルの付いている知識のうちの何れ
かを用いる。推論の結果出た解をユーザ３に示し、ユー
ザ３が正しいと判断した場合は、終了する。正しくない
と判断した場合は、maybe のラベルを有する知識を使用
した知識を別のmaybe のラベルを有する知識と交換して
推論を行う。

【００１１】もし、maybe のラベルを有する知識が知識
ベース２の中に他にない場合は、ユーザ３に正しい知識
を尋ねる。推論が終了したら、知識処理部１２では、推
論がconfident のラベルの知識のみで終った時は何もし
ないが、maybe のラベルを持った知識を使って推論を行
った場合は、知識ベース２の中の知識の書き換えを行
う。誤った解を出した際に使っていたmaybe のラベル付
きの知識にはdoubtfulのラベルに変え、正しい解を出し
た際に使っていたmaybe ラベル付きの知識にはconfiden
t のラベルを付ける。更に、ユーザ３から与えられた知
識に関してはconfident のラベルを付け、知識ベース２
に追加する。

【００１２】図３は本実施例の作用を示すフローチャー
トである。以下、図３に基づき、推論装置の動作を説明
する。ユーザ３から質問が与えられると（処理３１）、
推論部１１は質問の解を得るために知識ベース２を参照
する。そして、基本的にはconfident のラベルの付いた
知識を使い、ない場合は、maybe のラベルの付いた知識
のうちのどれかを使う（処理１１１）。必要な知識がな
い場合は、ユーザ３に聞いて知識を得る（処理１１
２）。それらの知識を用いて解を出す（処理１１３）。

【００１３】ユーザ３はその解が正しいかどうかの判断
をする（処理３３）。解が正しくない場合は、maybe の
ラベルの付いている知識のうち、一番最後に使ったもの
を探し出す（処理１１５）。知識ベース２にその知識と
同じ前提を持つ別のmaybe のラベルを持つ知識がある場
合（処理１１７）、その知識を採用して（処理１１
８）、もう一度推論部１１にて同様の推論をし直す（処
理１１１）。

【００１４】知識ベース２にその知識と同じ前提を持つ
別のmaybe のラベルを持つ知識がない場合（処理１１
７）、推論時に使った順でもう１つ前に使った知識でma
ybe のラベルの付いている知識を知識ベース２の中から
探す（処理１１４，１１５）。つまり、図３にて、処理
１１５、処理１１７、処理１１４をまわる時に、処理１
１７において一番最後に使った知識に対してその１つ前
に使った知識に対応する知識を探す。見つかった場合、
その知識を用い（処理１１８）、前記と同様の処理を行
う。見つからなかった場合は、ユーザ３に聞き（処理１
１６）、その知識を用いて（処理１１８）、再度推論部
１１にて推論を行う（処理１１１）。

【００１５】解が正しかった場合は、使った知識の中に
maybe のラベルが付いているものがあるか否か調べる
（処理１２１）。なかった場合は、処理を終了する。あ
った場合は、推論を一度で成功した場合は（処理１２
２）、知識ベース２の該当の知識のラベルをmaybe から
confident に書き換える。更に、ユーザ３から知識を与
えられた場合は、その知識をconfident のラベルを付け
て知識ベース２に格納する（処理１２３）。

【００１６】推論を一度で成功しなかった場合は（処理
１２２）、知識ベース２の中の知識のうちで、成功した
時に使った知識に関してはmaybe のラベルをconfident
に変え、失敗した時に失敗の理由となる箇所に使った知
識に関してはmaybe のラベルdoubtfulに変える。更に、
ユーザ３から知識を与えられた場合は、その知識をconf
ident のラベルを付けて知識ベース２に格納する（処理
１２４）。

【００１７】次に、図４および図５を参照して、推論の
具体例について説明する。なお、ここで、推論とは、演
繹推論をさすものとする。図４は推論前の知識ベースで
あり、これを用いて推論を行う。ユーザ３が質問とし
て、｛ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｗ，ｙ，ｚ｝を与えたとする
（但し、“，”は＆（ＡＮＤ）を意味する）。推論部１
１は知識ベース２から知識を引き出し、推論を進める。
まず、推論部１１は≪ｄ:-ｈ，ｉ≫，≪ｅ:-ｙ，ｚ≫，
≪ｌ:-ｊ，ｋ≫，≪ｍ:-ｌ，ｗ≫，≪ｇ₃:-ｅ，ｄ，ｍ
≫、を使って解ｇ₃を出す。ユーザ３に解の評価を聞く
と、ユーザ３は誤っていると答える。

【００１８】次に、推論部１１はmaybe のラベルが付け
られている知識を調べ、更に、代替の知識があるものを
探す。この場合は、≪ｌ:-ｊ，ｋ≫が≪ｖ:-ｊ，ｋ≫と
いう代替の知識を持っている。推論部１１はこれをかわ
りに使い（その知識が関連する推論木に乗っている知識
以外はそのまま）、≪ｄ:-ｈ，ｉ≫，≪ｅ:-ｙ，ｚ≫，
≪ｖ:-ｊ，ｋ≫，≪ａ:-ｖ，ｗ≫，≪ｇ₂:-ｅ，ｄ，ａ
≫、を使って解ｇ₂を出す。ユーザ３に解の評価を聞く
と、ユーザ３は誤っていると答える。

【００１９】更に、推論部１１はmaybe のラベルが付け
られている知識を調べ、更に、代替の知識があるものを
探す。この場合は、≪ａ:-ｖ，ｗ≫が≪ｃ:-ｖ，ｗ≫と
いう代替の知識を持っている。推論部１１はこれをかわ
りに使い（その知識が関連する推論木に乗っている知識
以外はそのまま）、≪ｄ:-ｈ，ｉ≫，≪ｅ:-ｙ，ｚ≫，
≪ｖ:-ｊ，ｋ≫，≪ｃ:-ｖ，ｗ≫，≪ｇ₁:-ｅ，ｄ，ｃ
≫、を使って解ｇ₁を出す。ユーザ３に解の評価を聞く
と、ユーザ３は正しいと答える。

【００２０】次に、知識処理部１２は推論の結果に基づ
き、知識ベース２の中の知識を更新する。最初の推論時
に解の誤りの原因となったのは、≪ｌ:-ｊ，ｋ≫であ
る。従って、知識処理部１２はこの知識を [≪ｌ:-ｊ，
ｋ≫，doubtful] と書き換える。第２の推論時に解の誤
りの原因となった知識は、≪ａ:-ｖ，ｗ≫である。従っ
て、知識処理部１２はこの知識を [≪ａ:-ｖ，ｗ≫，do
ubtful] と書き換える。更に、推論を成功に導いた知識
に関して、 [≪ｄ:-ｈ，ｉ≫，confident]， [≪ｅ:-
ｙ，ｚ≫，confident]， [≪ｖ:-ｊ，ｋ≫，confiden
t]， [≪ｃ:-ｖ，ｗ≫，confident]， [≪ｇ₁:-ｅ，
ｄ，ｃ≫，confident]と書き換える。その結果、知識ベ
ース２は図５のように変わる。

【００２１】図６および図７は上記推論を簡単な具体例
で示したものである。図６は推論前の知識ベース２で、
図７は推論後の知識ベース２である。ユーザ３が質問
｛wantEat,inMAC,sayOrder｝をしたとする（図３の処理
３１）。推論部１１は知識ベース２を参照して知識を引
き出し、推論を進める（図３の処理１１１）。まず、推
論部１１は≪gotoTable,inMAC:-wantEat,inMAC≫，≪co
mesSomebody:-gotoTable,inMAC≫，≪getFood :-comesS
omebody,sayOrder≫，≪eatFood:-getFood≫と推論を行
う。ユーザ３に解の評価を聞くと（図３の処理１１
３）、ユーザ３は誤っていると答える（図３の処理３
３）。

【００２２】次に、推論部１１はmaybe のラベルが付け
られている知識を調べ、代替の知識があるものを探す
（図３の処理１１５）。この場合は、≪comesSomebody:
-gotoTable,inMAC≫が≪ignored:-gotoTable,inMAC≫と
いう代替の知識を持っている。推論部１１はこれをかわ
りに使い（図３の処理１１８）（その知識が関連する推
論木に乗っている知識以外はそのまま）、≪gotoTable,
inMAC:-wantEat,inMAC≫，≪ignored:-gotoTable,inMAC
≫，≪¬eatFood:-ignored≫と推論を行う。ユーザ３に
解の評価を聞くと（図３の処理１１３）、ユーザ３は誤
っていると答える（図３の処理３３）。

【００２３】次に、推論部１１はmaybe のラベルが付け
られている知識を調べ、更に、代替の知識があるものを
探す（図３の処理１１５）。この場合は、≪gotoTable,
inMAC:-wantEat,inMAC≫が≪gotoCounter,inMAC:-wantE
at,inMAC≫という代替の知識を持っている。推論部１１
はこれをかわりに使い（図３の処理１１８）（その知識
が関連する推論木に乗っている知識以外はそのまま）、
≪gotoCounter,inMAC:-wantEat,inMAC≫，≪getFood :-
gotoCounter,inMAC,sayOrder≫，≪eatFood:-getFood≫
と推論を行う。ユーザ３に解の評価を聞くと（図３の処
理１１３）、ユーザ３は正しいと答える（図３の処理３
３）。

【００２４】次に、知識処理部１２は推論の結果に基づ
き、知識ベース２の中の知識を更新する。最初の推論時
に解の誤りの原因となったのは、≪gotoTable,inMAC:-w
antEat,inMAC≫である。従って、知識処理部１２はこの
知識を [≪gotoTable,inMAC:-wantEat,inMAC≫，doubtf
ul] と書き換える（図３の処理１２４）。更に、推論を
成功に導いた知識に関して、[≪gotoCounter,inMAC:-wa
ntEat,inMAC≫，confident]，[≪getFood :-gotoCounte
r,inMAC,sayOrder≫，confident]，[≪eatFood:-getFoo
d≫，confident]と書き換える（図３の処理１２３）。
その結果、知識ベース２は図７のように変わる。

【００２５】上記実施例においては、知識の不確実性を
数値で表さない代わりに、確信を持てる知識のない所で
は、多分こうであろうというmaybe の識別ラベルの付い
た知識の何れかを選択し、これを選択したことを記憶し
ておく。そして、推論を誤った場合には、maybe を選択
した点が誤っている可能性が高いので、そこでいきなり
バックトラックする。それでうまくいった場合には、そ
の知識は確信を持ってよいので、maybe からconfident
に識別ラベルを変える。また、推論を誤った場合に使用
した知識は誤った知識であるので、maybe からdoubtful
に識別ラベルを変える。

【００２６】すなわち、上記実施例では、推論する際
（推論木で）、自信のない所では、maybe を選び、多分
こうではないかなと、まずこれで試してみようという人
間の心理をシミュレートする。推論を誤った場合は、や
はり、あの考え方が間違っていたということで、自信が
ないままに使った知識を別の知識に変えてみる。バック
トラックは一番最後に自信を持てなかった所に戻る。そ
れでうまくいった場合は、正しいようなので、自信のな
かった知識は正しいと自信を持ってよいことになる。更
に、うまくいかなかった時に使った知識は誤った知識と
認識する。

【００２７】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明はその要旨を逸脱しない範囲において種々変
更し得ることはいうまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
知識ベースを参照して、confident 付き知識がある場合
には該知識を優先的に使用し、confident 付きの知識が
無い場合にはmaybe 付きの知識のうち１つを使用し、知
識が不足している場合には、ユーザに要求して必要な知
識を得て、ユーザからの質問に対する推論を行い、推論
の解が誤りの場合には推論時の最後からmaybe 付きの知
識を順次取り出し、代替知識として該知識と同一の前提
を持つ別のmaybe 付きの知識がある場合には、該代替知
識を用いて推論を行い、取り出すmaybe 付きの知識が尽
きた場合には、ユーザから必要な知識を得て推論を行
い、推論の解が正しくなるまで推論を行い、該推論の結
果を入力し、推論に使用したmaybe 付きの知識がある場
合には、知識ベース中の推論成功時に用いたmaybe 付き
の知識をconfident 付きの知識に変更し、推論失敗の原
因となったmaybe 付きの知識をdoubtful付きの知識に変
更し、ユーザからの知識はconfident 付きの知識として
知識ベース中に格納するので、確信を持てない知識を用
いて、推論を行うことができ、この推論の結果により確
信を持てない知識を確信を持った知識や誤った知識に修
正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る推論装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１の実施例に使用されている知識ベースに格
納されている知識の表現例を示す図である。

【図３】図１の実施例の推論処理を示すフローチャート
である。

【図４】知識ベースの例を示す図である。

【図５】図４に示す知識ベースを書き換えた後の知識ベ
ースの例を示す図である。

【図６】具体的な知識ベースの例を示す図である。

【図７】図６に示す知識ベースを書き換えた後の知識ベ
ースの例を示す図である。

【符号の説明】

１中央処理装置（ＣＰＵ）２知識ベース３ユーザ４入出力装置１１推論部１２知識処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】確信を持てない知識を扱う推論装置であ
って、確信の程度に応じて、絶対の確信がある知識、確信を持
てない知識、間違っている知識に分類してそれぞれ con
fident,maybe,doubtful の識別ラベルを付与した知識を
格納する知識ベースと、該知識ベースを参照して、confident の識別ラベル付き
の知識がある場合には該知識を優先的に使用し、confid
ent の識別ラベル付きの知識が無い場合にはmaybe の識
別ラベル付きの知識のうち１つを使用し、知識が不足し
ている場合には、ユーザに要求して必要な知識を得て、
ユーザからの質問に対する推論を行い、推論の解の判定
をユーザに依頼し、推論の解が誤りとの回答を得た場合
には、推論時の使用順の最後からmaybe の識別ラベル付
きの知識を順次取り出し、代替知識として該知識と同一
の前提を持つ別のmaybe の識別ラベル付きの知識がある
かを判定し、ある場合には、該代替知識を用いて推論を
行い、取り出すmaybe の識別ラベル付きの知識が尽きた
場合には、ユーザに要求し必要な知識を得て推論を行
い、推論の解が正しいとユーザが回答するまで推論を行
う推論部と、該推論部の推論の結果を入力し、推論に使用したmaybe
の識別ラベル付きの知識がない場合には、処理を終了
し、ある場合には、前記知識ベース中の推論成功時に用
いたmaybe の識別ラベル付きの知識をconfident の識別
ラベル付きの知識に変更し、推論失敗の原因となったma
ybe の識別ラベル付きの知識をdoubtfulの識別ラベル付
きの知識に変更し、ユーザから得た知識はconfident の
識別ラベル付きの知識として前記知識ベース中に格納す
る知識処理部とを有することを特徴とする推論装置。