JPS6231430A - 帰納推論装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は知識情報処理に必要な知識を、事象とその事象
を得る諸条件の事例から帰納的に推論し得る帰納推論装
置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

知識情報処理を行う場合、その対象分野における知識情
報が必要である。

そこで従来では、その対象分野において必要な知識を予
め利用者によって抽出し、これを登録しておくことが必
要であった。この為、抽出すべき知識情報の量が多い場
合やその知識構造が複雑な場合−等、上述したように利
用者により知識を抽出すること自体が非常に困難であり
、また相当の労力を必要とした。

これ故、抽出された知識の中に誤った知識が含まれてい
たり、或いは重要な知識が欠落している等の問題が生じ
易かった。このような問題は、知識情報処理の誤りを招
来する要因となるもので、重大な欠陥となる。

また上述したようにして知識を抽出するには、利用者の
条件としてその対象分野の専門知識が必要である。この
為、知識情報処理に必要な知識をデータベースとして確
立するには多大な労力と、多くの経費・時間を必要とし
た。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、諸条件の組合せによって成立す
る事象に対する一般的な知識を、その対象分野の事例か
ら帰納的に推論し、知識処理に必要な知識情報を効果的
に得ることのできる帰納推論装置を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明は、諸条件の組合せにより成立する事象に対する
知識処理に必要な知識を、その事象および各条件の成否
の事例に従って帰納的に推論して求めるものである。

具体的には、各条件の上記事象の成否に関する性質、に
応じて、例えばその事象を成立させる為の各条件を、そ
の条件が成立するときに、■上記事象を成立させようと
する条件と、■上記事象を成立させないようにする条件
と、■その伯の条件とに分けてそれぞれ求め、これらの
成否条件から前記事象が成立する為の必要条件および十
分条件を前記知識として帰納的に推論してなることを特
徴とするものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、成る事象に関する事例から、
その事象を知識処理するに必要な知識を、その事象が成
立する為の十分条件および必要条件として抽出すること
ができる。従って利用者の専門的知識を利用して対象分
野の知識を抽出する従来と異なって、重要な知識が欠如
したり、思い違い等によって誤った知識が抽出される等
の不具合を招来することがない。

従って知識処理に必要な知識情報を、その対象分野にお
ける事例を入力するだけで、その事象が成立する為の十
分条件および必要条件として効果的に収集することがで
きる。故に、その知識情報を収集してデータベースを確
立するに必要な労力や時間等を大幅に少なくすることが
できる等、実用上多大なる効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第１図は実施例装置の概略構成図である。この実施例装
置は、各種情報を入力する入力部１、入力された情報に
対する各種の処理を制御する制御部２、処理された情報
をデータベースとして蓄積する記憶部３、情報処理装置
としての条件検出部４および情報判定部５を備えて構成
される。

しかして実施例装置は、諸条件の組合せによって成立す
る事象の事例から、その事象が成立する為の必要条件お
よび十分条件を上記諸条件の各性質に従って帰納的に推
論するものである。

ここで事象ｅの成否を定める諸条件をｃｌ、ｃ２゜〜ｃ
ｎで表すものとする。

今、上記事象ｅの成否を定める諸条件ｃｉ（ｉ＝１゜２
、〜ｎ）の各性質について考察してみると、■　事象ｅ
を成立させる上での条件ｃｉが成立するとき、上記事象
ｅを成立の方向に移行させる条件［性質（１）］、 ■　事象ｅが不成立であるとき、その条件ｃｉが成立で
あっても、同事象ｅを不成立の方向に移行させる条件［
性質（ＩＩ）］、および ■　その他の条件［性質（■）］ としてその条件ｃｉを分類することができる。

即ち、第２図にその概念を模式的に示すように、性質（
１）を有する条件ｃ１は、その条件ｃｉが不成立（Ｆ）
で、且つその事象ｅが成立（Ｔ）しているとき、他の条
件ｃｊ（ｊ＼１）に変化がない限りにおいて、上記条件
ｃ１が成立＜Ｔ）するときには、より積極的にその事象
ｅの成立（Ｔ）を支援すると云う性質である。

この性質（Ｉ）は、逆にその条件ｃ１が成立（Ｔ）して
いてもその事象ｅが不成立（Ｆ）である場合には、上記
条件ｃｉの成立（Ｔ）が上記事象ｅの成立（Ｔ）に寄与
していないことがら、上記条件ｃｉが不成立（Ｆ）に代
っても、その事象ｅの不成立（Ｆ）を覆すに至らない性
質であると云える。

また性質（Ｉｆ）を有する条件ｃｉは、その条件Ｃ・ｉ
が不成立（Ｆ）で、且つその事象ｅが不成立（Ｆ）であ
るとき、他の条件ＣＪ（ｊ＼１）に変化がない限りにお
いて、上記条件ｃｉが成立（Ｔ）しても、事象ｅの成立
（Ｔ）に寄与することがないと云う性質である。

この性質（ＩＩ）はまた、条件ｃｉが成立（Ｔ）してい
ても、その事象ｅが成立（Ｔ）している場合には、条件
ｃｉの成立（Ｔ）を以て事象ｅの成立（Ｔ）を覆すこと
ができなかったものであるから、その条件ｃｉが不成立
（Ｆ）となったとしても、その事象ｅの成立（Ｔ）を覆
すことができない性質であると云える。つまり、むしろ
逆にその事象ｅの不成立（Ｆ）を支援すると云う性質で
ある。

このような性質（Ｉ）（ＩＩ）以外のものが、条件ｃｉ
の他の性質（Ｉ［［）として定義される。例えば、性質
（ＩＩ［）を持つ条件ｃｉは、他の条件ｃｊ（Ｊ＼ｉ）
に変化がない限りにおいて、その成否が成立（Ｔ）から
不成立（Ｆ）へと、或いは不成立（Ｆ）から成立（Ｔ）
へと代ったとき、これにより事象ｅの成否の変化を伴う
と云う性質である。

本装置にあっては、事象ｅに関する事例として、その事
象ｅの成否の情報、およびその事象−〇の成否を定める
条件ｃｌ、ｃ２．〜ｃｎ、更にこれらの各条件ＣＩ、Ｃ
２，〜ｃｎがそれぞれ持つ上述した性質の情報として前
記入力部１から入力される。そしてこれらの情報は、事
象ｅの成否に関する一連の情報として記憶部３に格納さ
れる。

しかして条件検出部４では、上述した如く入力され、記
憶部３に記憶された事象ｅに関する事例から、その事象
ｅが成立する為の必要条件および十分条件を次のように
して求めている。

第３図はその処理の流れを示すものである。この処理は
、先ず事象ｅの情報、条件ｃ１．ｃ２．〜ｃｎの情報、
およびこれらの各条件’Ｃ１，Ｃ２，〜ｃｎの性質に関
する情報をそれぞれ入力しくステップａ）、　事象ｅに
関する必要条件ＮＣ（ｅ）、十分条件Ｓ　Ｃ（ｅ）　　
をそれぞれ初期化するくステップｂ）。これによりその
処理の前準備が完了する。

しかる後、上述した事象ｅに関する事例を条件検出部４
に入力しくステップＣ）、先ずその事例における事象ｅ
が成立しているか否かが判定される（ステップｄ）。そ
して事象ｅが成立している場合と、事象ｅが不成立の場
合とに分けて、それぞれ次のような処理が行われる。

先ず、事象ｅが成立（Ｔ）している場合の処理について
説明する。

この場合には、先ず十分条件を構成する為の情報ＳＣ１
および処理パラメータｉをそれぞれ初期化しくステップ
ｅ）、この処理パラメータｉに従って条件ｃｉに関する
情報を順次求めてその処理を実行する。この処理は、上
記処理パラメータｉを順次インクリメントしくステップ
ｆ）、条件Ｃ１から条件ｃｎに対する処理の全てが完了
するまで繰返し行われる（ステップｑ）。

しかしてその処理は、パラメータ１に従って読出された
条件ｃｉの性質を判定しくステップｈ）、その性質に応
じて該条件ｃｉが成立しているか否かをそれぞれ判定し
て行われる（ステップｉ、ｊ。

ｋ）。

具体的には、■条件゛ｃｉが前述した性質（Ｉ）であり
、且つその条件が成立（Ｔ）している場合の該条件ｃｉ
の情報の論理積が、前記十分条件を構成する為の情報Ｓ
Ｃとして順に求められる（ス　　′テップλ）０ また■条件ｃｉが前述した性質（Ｉｆ）であり、且つそ
の条件が不成立（Ｆ）の場合には、その該条件ｃｉの情
報に対して論理否定された情報の論理積が、前記十分条
件を構成する為の情゛報ＳＣとして順に求められる（ス
テップｍ）。

更に条件ｃｉが性質（ＩＩＩ）の場合には、その条件ｃ
ｉが成立しているときにはその情報の論理積が、また不
成立（Ｆ）のときにはその情報を論理否定したものの論
理積がそれぞれ求められる（ステップ２、ｍ）。

このようにして全ての条件Ｃ１からその十分条件を構成
する為の情報ＳＣがそれぞれ求められると、これらの情
報の全ての論理和が求められ（ステップｎ）、その論理
和結果が、前記事象ｅを成−立させる為の十分条件Ｓ　
Ｃ（ｅ）　　として求められることになる。

一方、前記事象ｅが不成立（Ｆ）の場合には、次のよう
な処理が行われる。

この場合には、先ず必要条件を構成する為の情報ＮＣ，
および処理パラメータｉをそれぞれ初期化しくステップ
ｏ）、この処理パラメータｉに従って条件Ｃ１に関する
情報を順次求めてその処理を実行する。この処理は、前
述した事象ｅが成立（Ｔ）する場合と同様に、上記処理
パラメータｉを順次インクリメントしくステップｐ）、
条件Ｃ１から条件ｃｎに対する以下の処理の全てが完了
するまで繰返し行われ、る（ステップｑ）。

しかしてその処理は、パラメータｉに従っ−Ｃ続出され
た条件Ｃ１の性質を判定しくステップｒ）、その性質に
応じて該条件ｃｉが成立しているか否かをそれぞれ判定
して行われる（ステップｓ、ｔ。

Ｕ）。

具体的には、■条件ｃｉが前述した性質（Ｉ）であり、
且つその条件が不成立（Ｆ）の場合には、該条件ｃｉの
情報の論理和を前記必要条件を構成する為の情報ＮＣと
して順に求める　（ステップＶ）。

また■条件ｃｉが前述した性質（Ｉ）であり、且つその
条件が成立（Ｔ）している場合には、その該条件ｃｉの
情報に対して論理否定した情報の論理和を前記十分条件
を構成する為の情報ＮＣとして順に求める（ステップＷ
）。

更に条件ｃｉが性質（Ｉ［ｌ）の場合には、その条件ｃ
ｉが不成立（Ｆ）のときにはその情報の論理和を、また
成立（Ｔ）しているときにはその情報を論理否定したも
のの論理和をそれぞれ求める（ステップＶ、Ｗ）。

このようにして全ての条件ｃｉからその十分条件を構成
する為の情報ＮＣがそれぞれ求められると、これらの情
報の全ての論理積が求められ（ステップｘ）、その論理
積結果が、前記事象ｅを成立させる為の必要条件Ｎ　Ｃ
（ｅ）　　として求められることになる。

以上の処理は、事象ｅに関する条件ＣＩ、Ｃ２，〜９ｎ
の各性質に従って、その事例から得られる各条件ｃ　１
．　ｃ　２．〜ｃｎが、上記事象ｅを成立させるに十分
な条件であるか、或いは上記事象ｅを成立させるに必要
な条件であるかを帰納的に推論することを意味する。つ
まり各条件ｃｉの性質に従って、その条件Ｃ１が成立（
Ｔ）するとき、その条件Ｃ１が事象ｅを成立（Ｔ）させ
る方向に作用するものか、或いはその条件ｃｉが不成立
（Ｆ）のとき、その条件ｃｉが事象ｅを不成立（Ｆ）の
方向に作用するものか、更にはその他の性質を持つもの
かによって分類し、その分類結果をまとめたものとなっ
ている。従って、このようにしてまとめられた条件の成
否は、とりも直さず事象ｅの成否を決定する必要条件、
或いは十分条件を示すことになる。

第４図はその具体例を示すもので、同図（ａ）は第１乃
至第６の装置ブロックからなるシステムの動作状態が正
常であると云う事象ｅについて、上記６つの装置ブロッ
クの動作状態がそれぞれ正常であると云う条件をｃ　１
．　Ｃ２，〜ｃ６とした例を示している。そしてここで
はその動作状態が正常であるときをＴ１故陣状態である
ときをＦとして示している。

またシステムが正常であると云う事象ｅに関する各装置
ブロックの動作状態の性質が、第１および第４の装置ブ
ロックで性質（■）、第２および第５の装置ブロックで
性質（■）、そして第３および第６の装置ブロックで性
質（Ｉｌｌ）であるとする。

ここでシステムが正常状態である条件について考えてみ
ると、事象ｅが成立しており（ｅ＝Ｔ）、第１乃至第３
の装置ブロックが正常状態であるがら、条件ｃ１．ｃ２
．ｃ３はそれぞれ成立（Ｔ）していると捕えることがで
きる。また同時に第４乃至第６の装置ブロックは故障状
態であるから、それらの条件条件Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６はそ
れぞれ不成立（Ｆ）であると捕えることができる。

従ってこの場合には、システムに正常状態である十分条
件は、前述したように各装置ブロックの動作状態の性質
がそれぞれ判明しており、且つその動作状態が前述した
事例から明らかであるから、前述した処理によって ５Ｃ＝ｃ１△Ｃ３△〜Ｃ５△〜Ｃ６ として求められる。

そして既に求められているシステムが正常である為の十
分条件５Ｃ（ｅ）に加えられて、その十分条件Ｓ　Ｃ（
ｅ）　が ＳＣ（ｅ）　　＝ＳＣ（ｅ） Ｖ（ｃ１ΔＣ３△〜Ｃ５△〜Ｃ６） として求められる。

従って、この場合には第１および第３の装置ブロックが
それぞれ正常で、且つ第５または第６の装置ブロックが
故障状態である場合に、他の装置ブロックの動作状態に
拘らずシステムが正常状態であることがわかる。

また第４図（ｂ）に示す例は、システムが故障状態にあ
り（ｅ＝Ｆ）、第１．第３．第５の装置ブロックが故障
状ｇ（ｃｌ−Ｆ、Ｃ３−Ｆ。

ｃ５−Ｆ）であり、且つ第２．第４．第６の装置ブロッ
クが正常状態（ｃ２　＝Ｔ、ｃ４−Ｔ。

ｃ６−Ｔ）である事例を示している。

この場合には、システムが正常である目の必要条件が、
前述した十分条件の場合と同様にして、ＮＧ−Ｃ１〜Ｃ
２Ｖ　０３　Ｖ　−Ｃ６として求められる。そして既に
求められている必要条件ＮＣ（ｅ）　　を更新処理して
、その必要条件がＮＣ（ｅ）　　−ＮＣ（ｅ） Ａ（ＣＩＶ−Ｃ２ＶＣ３Ｖ−Ｃ６） として求められる。故に、この場合には、システムが正
常であれば少なくとも第１或いは第３の装置ブロックが
れぞれ正常であるか、または第２或いは第６の装置ブロ
ックがそれぞれ故障であることがわかる。

このようにして、各条件（装置ブロック）の性質と、そ
の事例が与えられることによって、その事象（システム
の故障発生）の十分条件および必要条件が帰納的に推論
されることになる。

しかして、上述した如く推論された必要条件、または十
分条件は前記記憶部３に知識として格納される。そして
事象ｅの未知なる事例が入力され、その条件の成否の情
報が入力されると、その事例に対する事象ｅの成否が前
記判定部５にて次のようにして判定される。

第５図はその判定処理の流れを示すもので、先ず事象ｅ
の成否が未知の事例が取込まれる（ステップＡ）。この
事例に対して、前記記憶部３に格納された同じ事象ｅに
関する十分条件Ｓ　Ｃ（ｅ）　　と、必要条件Ｎ　Ｃ（
ｅ）　　がそれぞれ読出され、入力された条件の成否と
それぞれ照合される（ステップＢ。

Ｃ）。

そして入力された事例が上記十分条件Ｓ　Ｃ（ｅ）を満
す場合には、その事象ｅが成立するとの結論を得る（ス
テップＤ）。また入力された事例が十分条件ＳＧ（υ　
を満足せず、必要条件Ｎ　Ｇ　（ｅ）　　のみを満足す
る場合には、知識不足の為にその事象ｅを推定すること
ができないとの結論を得る（ステップＥ）。

そして入力された事例が上記十分条件Ｓ　Ｃ（ｅ）およ
び必要条件Ｎ　Ｇ　（ｅ）　　を共に満足しない場合に
は、その事象ｅは成立しないとの結論を得ることが可能
となる（ステップＦ）。

このように本装置によれば、諸条件の組合せによって成
立する事象ｅの成否を決定する条件を、その事例から効
果的に推論することができる。しかも特別な専門知識を
必要とすることなく、簡易に精度良く推論することがで
きる。そして推論された必要条件と十分条件とを用いて
事象ｅの成否が未知なる事例に対して、その事象ｅの成
否を効果的に判定することができる。

故に、知識情報を収集することが容易であることのみな
らず、その事例に従って正確な知識情報だけを得ること
が可能となり、知識情報処理に多大な効果を奏する。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば事象ｅを決定する条件の数は、その事象に応じ
て定めれば良いものである。また各条件の数が多い場合
や条件の構造が複雑な場合には、その論理的な条件構造
に従って事象ｅを幾つかのサブシステムに分割して階層
的に処理するようにしても良い。この場合には、例えば
各サブシステム毎に、その条件を中間的な仮説を求め、
その仮説の間での事象成立条件を求めるようにすれば良
い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は実施例装
置の要部概略構成図、第２図は各条件の性質を模式的に
示す図、第３図は条件検出処理の流れを示す図、第４図
は条件検出の具体例を示す図、第５図は条件判定処理の
流れを示す図である。 １・・・入力部、２・・・制御部、３・・・記憶部、４
・・・条件検出部、５・・・判定部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 ′Ｍ　５　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）諸条件の組合せにより成立する事象に対して、そ
   の事象および各条件の成否の事例から、各条件の上記事
   象の成否に関する性質に応じて上記各条件の前記事象に
   対する成否条件をそれぞれ求め、これらの成否条件から
   前記事象が成立する為の必要条件および十分条件を帰納
   的に推論してなることを特徴とする帰納推論装置。
2. （２）必要条件および十分条件は、事象を成立させる為
   の各条件を、その条件が成立するときに、上記事象を成
   立させようとする条件と、上記事象を成立させないよう
   にする条件と、その他の条件とに分け、これらの各条件
   の性質に従って上記事象に関する事例から帰納推論され
   るものである特許請求の範囲第１項記載の帰納推論装置
   。