实验一产生式系统

实验一 产生式系统——动物识别系统

一、实习目的和意义

1、掌握人工智能的知识表示技术，能用产生式表示法表示知识； 2、掌握基于规则推理的基本方法； 3、掌握产生式系统的运行机制。

二、实习内容

参考教材规则库包含15条规则，开发一个专家系统可以识别老虎，金钱豹，斑马，长颈鹿，企鹅，鸵鸟等6种动物。

三、实习要求

1、本次实验语言MATLAB；

2、系统能通过正向推理得到正确的动物识别结果。

四、实习过程 1. 实验原理

正向推理（事实驱动推理）

1) 从初始已知事实出发，在知识库KB中找出当前可适用的知识，构成可适

用知识集KS；

2) 按某种冲突消解策略，从KS中选出一条知识进行推理，并将推出的新事

实加入到数据库DB中，作为下一步推理的已知事实，再在KB中选取可适用知识构成KS；

3) 重复步骤二，直到求得问题的解，或KB中再无可适用的知识。

2. 问题背景

根据课本P33的15调动物识别的专家知识，建立规则库。

3. 算法设计

主要利用数组下标和元素的0，1值表示知识，规则，及相关标记。

4. Matlab实现

a. 算法 函数名 learn checkRule

函数说明

function learn(arr_category, arr_feature)主函数

function [arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark]= checkRule(arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark ) 规则符合检测

showCategory

function showCategory( ) 类别选项打印函数

showFeature

function showFeature() 特征选项打印函数

showResult

function showResult(mark) 结果显示

b. 测试 测试数据一 arr_category[5] arr_feature[20]

1 0 0 0 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0

测试数据二

arr_category[5] arr_feature[20]

0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

五、实习总结 1.实习总结

本次实验主要复习了产生式规则，利用正向推理和15条规则，建立简单的动物识别专家系统，并具有一定的容错性。

2.附录：代码

MATLAB代码：

function learn(arr_category, arr_feature) %产生式规则-正向推理-主函数

% 标记函数初始化，规则函数调用 arr_rule=zeros(1,15); mark=-1; ifMore=0;

disp(arr_category); disp(arr_feature); %showCategory();

%arr_category=input('输入信息：'); %showFeature();

%arr_feature=input('输入信息');

[arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark]=

checkRule(arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark);

busy=1;

while busy==1

if mark>-1

showResult(mark); break; end

if ifMore==0

disp('无法判断具体是哪种动物!'); break end

ifMore=0;

[arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark]=

checkRule(arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark); end

end

function [arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark]= checkRule(arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark ) %正向推理函数

% 逐条检查规则是否满足，若满足，则增加新信息 ifMore=0;

for i = 1:1:15 if arr_rule(i)==0 switch i case 1

if arr_feature(1)>0

arr_category(1)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]); disp('新增信息：该动物是哺乳动物'); end

%break; case 2

if arr_feature(2)>0

arr_category(1)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]); disp('新增信息：该动物是哺乳动物'); end

%break; case 3

if arr_feature(3)>0

arr_category(2)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]); disp('新增信息：该动物是鸟'); end

%break; case 4

if arr_feature(4)*arr_feature(5)>0

arr_category(2)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]); disp('新增信息：该动物是鸟'); end

%break; case 5

if arr_feature(6)>0

arr_category(3)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]); disp('新增信息：该动物是食肉动物'); end

%break; case 6

if arr_feature(7)*arr_feature(8)*arr_feature(9)>0

arr_category(3)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]); disp('新增信息：该动物是食肉动物'); end

%break; case 7

if arr_category(1)*arr_feature(10)>0 arr_category(4)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]);

disp('新增信息：该动物是有蹄类动物');

end

%break; case 8

if arr_category(1)*arr_category(5)>0

arr_category(4)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]);

disp('新增信息：该动物是有蹄类动物'); end

%break; case 9 if

arr_category(1)*arr_category(3)*arr_feature(11)*arr_feature(12)>0

arr_animal(2)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1; mark=2;

disp(['根据规则',num2str(i)]); end

%break; case 10 if

arr_category(1)*arr_category(3)*arr_feature(11)*arr_feature(13)>0

arr_animal(1)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1; mark=1;

disp(['根据规则',num2str(i)]); end

%break; case 11 if

arr_category(4)*arr_feature(14)*arr_feature(15)*arr_feature(16)>0

arr_animal(4)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1; mark=4;

disp(['根据规则',num2str(i)]); end

%break; case 12

if arr_category(4)*arr_feature(13)>0

arr_animal(3)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1; mark=3;

disp(['根据规则',num2str(i)]); end

%break; case 13 if

arr_category(2)*arr_feature(14)*arr_feature(15)*arr_feature(17)*arr_feature(18)>0

arr_animal(6)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1; mark=6;

disp(['根据规则',num2str(i)]); end

%break; case 14 if

arr_category(2)*arr_feature(19)*arr_feature(17)*arr_feature(18)>0

arr_animal(5)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1; mark=5;

disp(['根据规则',num2str(i)]); end

%break; case 15

if arr_category(2)*arr_feature(20)>0

arr_animal(7)=1; arr_rule(i)=1; ifMore=1;

mark=7;

disp(['根据规则',num2str(i)]); end end end end end

function showCategory( ) %类别选项显示 %

disp('请选择分类（1:是，0：其他）：'); disp('0.哺乳动物'); disp('1.鸟');

disp('2.食肉动物'); disp('3.蹄类动物'); disp('4.反刍动物'); end

function showFeature()

%具体特征列表

% 此处显示详细说明

disp('请选择具体特征（1:是，0：其他）：'); disp('0.有毛发'); disp('1.有奶'); disp('2.有羽毛'); disp('3.会飞'); disp('4.会下蛋'); disp('5.吃肉'); disp('6.有犬齿'); disp('7.有爪'); disp('8.眼盯前方'); disp('9.有蹄'); disp('10.黄褐色'); disp('11.身上有斑点'); disp('12.身上有黑色条纹'); disp('13.有长脖子'); disp('14.有长腿');

disp('15.身上有暗斑点'); disp('16.不会飞'); disp('17.有黑白两色');

disp('18.会游泳'); disp('19.擅飞'); end

function showResult(mark) %结果显示

% 此处显示详细说明

disp('****识别结果****'); disp('该动物是：'); switch mark case 1

disp('虎'); %break; case 2

disp('金钱豹'); %break; case 3

disp('斑马'); %break; case 4

disp('长颈鹿'); %break; case 5

disp('企鹅'); %break; case 6

disp('鸵鸟'); %break; case 7

disp('信天翁'); %break; end end

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/w483.html