في الذكاء الاصطناعي، يعد التسلسل الأمامي والخلفي أحد الموضوعات المهمة، ولكن قبل فهم التسلسل الأمامي والخلفي دعونا نفهم أولاً من أين جاء هذان المصطلحان.
محرك الاستدلال:
محرك الاستدلال هو أحد مكونات النظام الذكي في الذكاء الاصطناعي، والذي يطبق قواعد منطقية على قاعدة المعرفة لاستنتاج معلومات جديدة من حقائق معروفة. كان محرك الاستدلال الأول جزءًا من النظام الخبير. يعمل محرك الاستدلال عادةً في وضعين هما:
شرط القرن والجملة المحددة:
عبارة القرن والجملة المحددة هي أشكال الجمل التي تمكن قاعدة المعرفة من استخدام خوارزمية استدلال أكثر تقييدًا وفعالية. تستخدم خوارزميات الاستدلال المنطقي أساليب التسلسل الأمامية والخلفية، والتي تتطلب قاعدة المعارف في شكل جملة محددة من الدرجة الأولى .
شرط محدد: جملة هي انفصال بين الحروف بالضبط حرفي إيجابي واحد يُعرف بجملة محددة أو جملة قرنية صارمة.
شرط القرن: جملة هي انفصال بين الحروف حرف إيجابي واحد على الأكثر يُعرف بجملة القرن. ومن ثم فإن جميع الجمل المحددة هي جمل قرنية.
مثال: (¬ ف V ¬ ف V ك) . لديها حرفية إيجابية واحدة فقط ك.
إنه يعادل ص ∧ ف → ك.تحويل السلسلة إلى int
أ. التسلسل الأمامي
يُعرف التسلسل الأمامي أيضًا باسم الخصم الأمامي أو طريقة الاستدلال الأمامي عند استخدام محرك الاستدلال. التسلسل الأمامي هو شكل من أشكال التفكير الذي يبدأ بجمل ذرية في قاعدة المعرفة ويطبق قواعد الاستدلال (Modus Ponens) في الاتجاه الأمامي لاستخراج المزيد من البيانات حتى يتم الوصول إلى الهدف.
تبدأ خوارزمية التسلسل الأمامي من الحقائق المعروفة، وتطلق جميع القواعد التي تم استيفاء مقدماتها، وتضيف استنتاجاتها إلى الحقائق المعروفة. تتكرر هذه العملية حتى يتم حل المشكلة.
خصائص السلسلة الأمامية:
- إنه نهج تنازلي، حيث يتحرك من الأسفل إلى الأعلى.
- هي عملية التوصل إلى استنتاج بناءً على حقائق أو بيانات معروفة، وذلك بالبدء من الحالة الأولية والوصول إلى حالة الهدف.
- يُطلق على نهج التسلسل الأمامي أيضًا اسم النهج القائم على البيانات حيث نصل إلى الهدف باستخدام البيانات المتاحة.
- يُستخدم نهج التسلسل الأمامي بشكل شائع في الأنظمة الخبيرة، مثل CLIPS وأنظمة الأعمال وقواعد الإنتاج.
خذ بعين الاعتبار المثال الشهير التالي الذي سنستخدمه في كلا الطريقتين:
مثال:
وأضاف: 'بموجب القانون، يعتبر قيام أمريكي ببيع أسلحة لدول معادية جريمة. الدولة أ، عدوة أمريكا، لديها بعض الصواريخ، وجميع الصواريخ بيعت لها من قبل روبرت، وهو مواطن أمريكي.
اثبت ذلك 'روبرت مجرم.'
لحل المشكلة المذكورة أعلاه، سنقوم أولاً بتحويل جميع الحقائق المذكورة أعلاه إلى جمل محددة من الدرجة الأولى، ثم سنستخدم خوارزمية التسلسل الأمامي للوصول إلى الهدف.
تحويل الحقائق إلى FOL:
- إنها جريمة أن يبيع أميركي أسلحة لدول معادية. (لنفترض أن p وq وr متغيرات)
أمريكي (ع) ∧ سلاح(ف) ∧ يبيع (ع، ف، ص) ∧ معادي(ص) → مجرم(ع) ...(1) - الدولة 'أ' لديها بعض الصواريخ. ?p يملك(A, p) ∧ صاروخ(p) . ويمكن كتابتها في جملتين محددتين باستخدام إنشاء مثيل وجودي، وإدخال ثابت T1 جديد.
يملك (أ، ت1) ......(2)
صاروخ (T1) .......(3) - تم بيع جميع الصواريخ إلى الدولة 'أ' بواسطة روبرت.
?p الصواريخ(ع) ∧ يمتلك (A, p) → يبيع (Robert, p, A) ......(4) - الصواريخ هي أسلحة.
صاروخ(ع) → أسلحة (ع) .......(5) - يُعرف عدو أمريكا بأنه معادٍ.
العدو(ع، أمريكا) → معاد(ع) ...........(6) - الدولة (أ) هي عدو لأمريكا.
العدو (أ، أمريكا) .........(7) - روبرت أمريكي
أمريكي (روبرت). ..........(8)
إثبات التسلسل الأمامي:
الخطوة 1:
في الخطوة الأولى سنبدأ بالحقائق المعروفة ونختار الجمل التي ليس لها دلالة مثل: أمريكي (روبرت)، عدو (أ، أمريكا)، يمتلك (أ، T1)، صاروخ (T1) . سيتم تمثيل كل هذه الحقائق على النحو التالي.
الخطوة 2:
وفي الخطوة الثانية، سنرى تلك الحقائق التي نستنتجها من الحقائق المتاحة وبمقدمات مرضية.
القاعدة (1) لا تفي بالمقدمات، لذلك لن تتم إضافتها في التكرار الأول.
تمت إضافة القاعدة-(2) و(3) بالفعل.
القاعدة-(4) تحقق مع الاستبدال {p/T1}، هكذا يبيع (روبرت، T1، A) يضاف ما يستنتج من اقتران القاعدة (2) و (3).
القاعدة-(6) تكتفي بالاستبدال (p/A)، لذا تتم إضافة العدائي (A) والذي يستنتج من القاعدة-(7).
الخطوه 3:
لغة برولوج
في الخطوة 3، حيث يمكننا التحقق من أن القاعدة (1) راضية عن الاستبدال {p/Robert, q/T1, r/A}، حتى نتمكن من إضافة الجنائية (روبرت) الذي يستنتج كل الحقائق المتاحة. ومن هنا وصلنا إلى بيان هدفنا.
ومن ثم ثبت أن روبرت مجرم باستخدام نهج التسلسل الأمامي.
ب. التسلسل الخلفي:
يُعرف التسلسل العكسي أيضًا باسم الاستنباط العكسي أو طريقة الاستدلال العكسي عند استخدام محرك الاستدلال. خوارزمية التسلسل العكسي هي شكل من أشكال التفكير الذي يبدأ بالهدف ويعمل بشكل عكسي، ويتسلسل عبر القواعد للعثور على الحقائق المعروفة التي تدعم الهدف.
خصائص التسلسل الخلفي:
- ومن المعروف باسم النهج من أعلى إلى أسفل.
- يعتمد التسلسل الخلفي على قاعدة الاستدلال modus ponens.
- في التسلسل العكسي، يتم تقسيم الهدف إلى أهداف فرعية أو أهداف فرعية لإثبات صحة الحقائق.
- ويطلق عليه النهج الموجه نحو الهدف، حيث تحدد قائمة الأهداف القواعد التي سيتم اختيارها واستخدامها.
- تُستخدم خوارزمية التسلسل العكسي في نظرية اللعبة، وأدوات إثبات النظرية الآلية، ومحركات الاستدلال، ومساعدي الإثبات، وتطبيقات الذكاء الاصطناعي المختلفة.
- تستخدم طريقة التسلسل الخلفي في الغالب أ عمق البحث الأول استراتيجية للإثبات.
مثال:
في التسلسل العكسي، سنستخدم نفس المثال أعلاه، وسنعيد كتابة جميع القواعد.
يملك (أ، ت1) ........... (2)
إثبات التسلسل الخلفي:
في التسلسل الخلفي، سنبدأ بمسند هدفنا، وهو مجرم (روبرت) ، ثم استنتج المزيد من القواعد.
الخطوة 1:
مقسمة بواسطة سلسلة Java
في الخطوة الأولى، سوف نأخذ حقيقة الهدف. ومن حقيقة الهدف سنستنتج حقائق أخرى، وفي النهاية سنثبت صحة تلك الحقائق. لذا فإن حقيقة هدفنا هي 'روبرت مجرم'، لذا فإن ما يلي هو المسند إليه.
الخطوة 2:
وفي الخطوة الثانية سنستنتج حقائق أخرى من حقيقة الهدف التي تستوفي القواعد. لذا، كما نرى في القاعدة 1، فإن مسند الهدف الجنائي (Robert) موجود مع الاستبدال {Robert/P}. لذلك سنضيف جميع الحقائق الملتحمة أسفل المستوى الأول وسنستبدل p بـ Robert.
وهنا نرى أن (روبرت) الأمريكي حقيقة، لذلك تم إثباته هنا.
الخطوه 3: في الخطوة 3، سوف نستخرج صاروخًا حقيقيًا آخر (q) والذي نستنتجه من السلاح (q)، لأنه يفي بالقاعدة (5). السلاح (q) صحيح أيضًا مع استبدال ثابت T1 عند q.
الخطوة 4:
في الخطوة 4، يمكننا استنتاج الحقائق: الصاروخ (T1) ويمتلك (A، T1) من نموذج Sells(Robert، T1، r) الذي يلبي القاعدة 4 ، مع استبدال A بدلا من r . فثبت هنا هذين القولين.
الخطوة 5:
في الخطوة 5، يمكننا استنتاج الحقيقة العدو (أ، أمريكا) من معادية (أ) وهو ما يفي بالقاعدة 6. وبالتالي تم إثبات صحة جميع العبارات باستخدام التسلسل العكسي.
