Both sides previous revision
Poprzednia wersja
Nowa wersja
|
Poprzednia wersja
|
pl:miw:2009:miw09_xtt_clips [2009/08/25 16:30] jsi08 |
pl:miw:2009:miw09_xtt_clips [2009/09/25 17:48] jsi08 |
| ~~ODT~~ |
====== MIW 2009 XTT_CLIPS ====== | ====== MIW 2009 XTT_CLIPS ====== |
*Zrealizował: [[mfabia@student.agh.edu.pl|Maciej Fabia]] (4RI) | *Zrealizował: [[mfabia@student.agh.edu.pl|Maciej Fabia]] (4RI) |
| |
====== Sprawozdanie ====== | ====== Sprawozdanie ====== |
===== Przykłady systemów ekspertowych w CLIPS ===== | ===== 1. Przykłady systemów ekspertowych w CLIPS ===== |
Aby uruchomić program w CLIPS, należy: | Aby uruchomić program w CLIPS, należy: |
- otworzyć plik z rozszerzeniem "clp", | - otworzyć plik z rozszerzeniem "clp", |
Jeśli uruchamiamy program ponownie, musimy wyczyścić listę faktów poleceniem Execution->Reset. | Jeśli uruchamiamy program ponownie, musimy wyczyścić listę faktów poleceniem Execution->Reset. |
| |
==== Prosty system wybierający metodę leczenia ==== | ==== 1.1. Prosty system wybierający metodę leczenia ==== |
| |
=== Przeznaczenie === | === Przeznaczenie === |
</code> | </code> |
| |
==== Automotive Expert System ==== | ==== 1.2. Automotive Expert System ==== |
| |
=== Przeznaczenie === | === Przeznaczenie === |
| |
W systemie zmodyfikowano priorytety reguł: | W systemie zmodyfikowano priorytety reguł: |
* podwyższony priorytet //normal-engine-state-conclusions// i //unsatisfactory-engine-state-conclusions// - | * podwyższony priorytet //normal-engine-state-conclusions// i //unsatisfactory-engine-state-conclusions// - zapewniają wstawienie faktów związanych ze stanem silnika przed dalszą pracą, |
zapewniają wstawienie faktów związanych ze stanem silnika przed dalszą pracą, | |
* podwyższony priorytet //system-banner// - wypisuje powitalny banner po uruchomieniu, | * podwyższony priorytet //system-banner// - wypisuje powitalny banner po uruchomieniu, |
* podwyższony priorytet //print-repair// - wypisuje po zakończeniu diagnostyki, co musimy naprawić, | * podwyższony priorytet //print-repair// - wypisuje po zakończeniu diagnostyki, co musimy naprawić, |
(printout t crlf crlf) | (printout t crlf crlf) |
(format t " %s%n%n%n" ?item)) | (format t " %s%n%n%n" ?item)) |
| </code> |
| |
| ==== 1.3. Animal Identification Expert System ==== |
| |
| === Przeznaczenie === |
| System zadaje pytania dotyczące pewnego, nie znanego mu zwierzęcia. Na podstawie udzielonych informacji |
| podejmuje próbę jego identyfikacji. |
| |
| === Wstęp === |
| Jest to najbardziej złożony przykład spośród prezentowanych. Używa specjalnego silnika symulującego |
| wnioskowanie wsteczne (//backward chaining inference engine//) symulowanego za pomocą standardowego |
| silnika CLIPS-a. Dzięki temu program posiada nieco inną postać - cała baza wiedzy dotycząca |
| identyfikacji zwierzęcia (zarówno fakty, jak i reguły) jest w całości przedstawiona jako fakty, w |
| formie narzuconej przez silnik. Uzyskano w ten sposób większą przejrzystość. |
| Silnik wstecznego wnioskowania składa się z kilku wydzielonych reguł. Nadano mu ogólną formę, która |
| umożliwia łatwe zastosowanie go w innym programie - wystarczy go przekopiować i dodać fakty w ustalonej |
| konwencji. |
| |
| === Opis silnika === |
| * postać faktu: ''(variable ?variable ?value)'' |
| * //?variable// - nazwa zmiennej, |
| * //?value// - jej wartość, |
| * pytanie o zmienną, gdy nie znamy jej wartości: ''(question ?variable ? ?text)'' |
| * zmienna, której wartości szukamy: ''(goal is ?variable)'' |
| * reguła z jednym warunkiem: ''(rule (if ?variable ? ?value) (then ?var2 ? ?value2))'' |
| * reguła z dwoma warunkami: ''(rule (if ?variable ? ?value and $var2 ? ?value2) (then...))'' |
| * nie ma możliwości użycia reguł z więcej niż dwoma warunkami, |
| * poprawne odpowiedzi (dotyczy wszystkich pytań): ''(legalanswers answer1 answer2 ...)'' |
| * tekst //?text// powiadamiający o znalezieniu celu //?goal//: ''(answer ? ?text ?goal)'' |
| |
| === Właściwości systemu identyfikacji zwierząt === |
| System został zapisany w kowencji wprowadzonej przez używany silnik: |
| * cel: //type.animal//, |
| * dozwolone odpowiedzi na pytania: //yes//, //no//, |
| * 2 reguły z pojedynczym warunkiem, |
| * 83 reguły z dwoma warunkami, |
| * 40 pytań. |
| |
| === Kod programu (tylko silnik) === |
| <code> |
| |
| (deftemplate rule |
| (multislot if) |
| (multislot then)) |
| |
| ;;;************************** |
| ;;;* INFERENCE ENGINE RULES * |
| ;;;************************** |
| |
| (defrule propagate-goal "" |
| (goal is ?goal) |
| (rule (if ?variable $?) |
| (then ?goal ? ?value)) |
| => |
| (assert (goal is ?variable))) |
| |
| (defrule goal-satified "" |
| (declare (salience 30)) |
| ?f <- (goal is ?goal) |
| (variable ?goal ?value) |
| (answer ? ?text ?goal) |
| => |
| (retract ?f) |
| (format t "%s%s%n" ?text ?value)) |
| |
| (defrule remove-rule-no-match "" |
| (declare (salience 20)) |
| (variable ?variable ?value) |
| ?f <- (rule (if ?variable ? ~?value $?)) |
| => |
| (retract ?f)) |
| |
| (defrule modify-rule-match "" |
| (declare (salience 20)) |
| (variable ?variable ?value) |
| ?f <- (rule (if ?variable ? ?value and $?rest)) |
| => |
| (modify ?f (if ?rest))) |
| |
| (defrule rule-satisfied "" |
| (declare (salience 20)) |
| (variable ?variable ?value) |
| ?f <- (rule (if ?variable ? ?value) |
| (then ?goal ? ?goal-value)) |
| => |
| (retract ?f) |
| (assert (variable ?goal ?goal-value))) |
| |
| (defrule ask-question-no-legalvalues "" |
| (declare (salience 10)) |
| (not (legalanswers $?)) |
| ?f1 <- (goal is ?variable) |
| ?f2 <- (question ?variable ? ?text) |
| => |
| (retract ?f1 ?f2) |
| (format t "%s " ?text) |
| (assert (variable ?variable (read)))) |
| |
| (defrule ask-question-legalvalues "" |
| (declare (salience 10)) |
| (legalanswers ? $?answers) |
| ?f1 <- (goal is ?variable) |
| ?f2 <- (question ?variable ? ?text) |
| => |
| (retract ?f1) |
| (format t "%s " ?text) |
| (printout t ?answers " ") |
| (bind ?reply (read)) |
| (if (member (lowcase ?reply) ?answers) |
| then (assert (variable ?variable ?reply)) |
| (retract ?f2) |
| else (assert (goal is ?variable)))) |
| |
| </code> |
| |
| ===== 2. Modele ARD i XTT przykładów ===== |
| |
| Wykonałem schematy ARD oraz XTT systemów [[#Automotive Expert System]] i [[#Animal Identification Expert System]] na podstawie [[hekate:hekate_case_thermostat|termostatu]] i [[hekate:ardplus|opisu teoretycznego]]. |
| Korzystałem z narzędzi [[hekate:varda|VARDA]] oraz [[hekate:hqed|HQEd]]. |
| |
| ==== Automotive Expert System ==== |
| |
| === Schemat ARD === |
| {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:auto-ard.png|schemat ARD}} |
| |
| === Schemat TPH === |
| {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:auto-tph.png|schemat TPH}} |
| |
| === Schemat XTT === |
| {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:auto-xtt.png|schemat XTT}} |
| |
| ==== Animal Identification Expert System ==== |
| |
| Ze względu na duże rozmiary schematy są na podstronie [[pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:projekt|dodatkowa dokumentacja]]. |
| |
| ==== Wnioski ==== |
| Na schematach ARD widać, że poszukiwana wartość zależy bezpośrednio od dużej liczby atrybutów. |
| Tymczasem w obu systemach dominują reguły o niewielkiej liczbie argumentów - np. system rozpoznawania |
| zwierząt korzysta z reguł maksymalnie dwuargumentowych. |
| |
| Dzieje się tak, ponieważ prawie każda reguła |
| służąca do szukania wartości finalnego atrybutu ma inny zestaw argumentów (atrybutów). Gdyby wszystkie |
| reguły dawały się podzielić na kilka takich grup, że w każdej mielibyśmy (prawie) ten sam zestaw |
| atrybutów odpowiednio po lewej (warunkowej) i prawej stronie, otrzymane schematy ARD |
| byłyby znacznie prostsze. |
| |
| ===== 3. Termostat w CLIPS ===== |
| Stworzyłem model termostatu w języku CLIPS zgodnie z [[hekate:hekate_case_thermostat]]. |
| |
| ==== Opis programu ==== |
| * Program korzysta z funkcji zapewniających pobranie i walidację danych |
| * //ask-question// sprawdza, czy odpowiedź znajduje się na liście dozwolonych odpowiedzi i ewentualnie ponawia pytanie |
| * //ask-number// sprawdza, czy podana liczba mieści się w wymaganym przedziale, |
| * pierwsze trzy reguły pobierają tylko dane od użytkownika, |
| * pozostałe reguły są odpowiednikami [[hekate:hekate_case_thermostat#Original Rules|opisów słownych]], |
| * aby porównać liczby (lub użyć dowolnej funkcji zwracającej wartości true/false) w części warunkowej reguły, konieczne było zastosowanie słowa kluczowego //test//. Do testu na pojedynczym polu dopasowywanego faktu można też użyć składni wykorzystującej znaki "**&**" i "**:**". |
| |
| ==== Uruchamianie ==== |
| |
| Aby uruchomić program, należy otworzyć plik //therm-clips.clp// w środowisku CLIPS, wybrać z menu |
| Buffer->Load Buffer, a następnie Execution->Run. Po podaniu miesiąca, dnia tygodnia i godziny zostanie |
| wyświetlona odpowiednia temperatura. Jeśli chcemy dodatkowo śledzić dodawanie wszystkich faktów podczas |
| wykonywania, przed poleceniem Run należy wpisać w konsoli ''(watch facts)''. |
| |
| ==== Kod programu ==== |
| |
| <code> |
| ;;;************************************** |
| ;;;Termostat |
| ;;;Maciej Fabia, MIW 2009 |
| ;;;************************************** |
| |
| ;;**************** |
| ;;* DEFFUNCTIONS * |
| ;;**************** |
| |
| (deffunction ask-question (?question $?allowed-values) |
| (printout t ?question) |
| (bind ?answer (read)) |
| (if (lexemep ?answer) |
| then (bind ?answer (lowcase ?answer))) |
| (while (not (member ?answer ?allowed-values)) do |
| (printout t ?question) |
| (bind ?answer (read)) |
| (if (lexemep ?answer) |
| then (bind ?answer (lowcase ?answer)))) |
| ?answer) |
| |
| (deffunction ask-number (?question ?lower-limit ?upper-limit) |
| (printout t ?question) |
| (bind ?answer (read)) |
| (while (not (and (integerp ?answer) (>= ?answer ?lower-limit) (<= ?answer ?upper-limit))) do |
| (printout t ?question) |
| (bind ?answer (read))) |
| ?answer) |
| |
| ;;************ |
| ;;* RULES * |
| ;;************ |
| |
| (defrule ask-month |
| (not (month ?)) |
| => |
| (assert (month (ask-number "Podaj miesiac, liczba 1-12: " 1 12)))) |
| |
| (defrule ask-day |
| (not (day ?)) |
| => |
| (assert (day (ask-question "Podaj dzien, mon/tue/wed/thu/fri/sat/san: " mon tue wed thu fri sat |
| |
| sun)))) |
| |
| (defrule ask-hour |
| (not (hour ?)) |
| => |
| (assert (hour (ask-number "Podaj godzine, liczba 0-23: " 0 23)))) |
| |
| (defrule season-is-winter |
| (month 1|2|12) |
| (not (season ?)) |
| => |
| (assert (season winter))) |
| |
| (defrule season-is-spring |
| (month 3|4|5) |
| (not (season ?)) |
| => |
| (assert (season spring))) |
| |
| (defrule season-is-summer |
| (month 6|7|8) |
| (not (season ?)) |
| => |
| (assert (season summer))) |
| |
| (defrule season-is-fall |
| (month 9|10|11) |
| (not (season ?)) |
| => |
| (assert (season fall))) |
| |
| (defrule today-is-workday |
| (day mon|tue|wed|thu|fri) |
| (not (today ?)) |
| => |
| (assert (today workday))) |
| |
| (defrule today-is-weekend |
| (day sat|sun) |
| (not (today ?)) |
| => |
| (assert (today weekend))) |
| |
| (defrule business-hours |
| (not (business-hours ?)) |
| (today workday) |
| (hour ?hour) |
| (test (and (>= ?hour 9) (<= ?hour 17))) |
| => |
| (assert (business-hours yes))) |
| |
| (defrule not-business-hours-too-early |
| (not (business-hours ?)) |
| (today workday) |
| (hour ?hour) |
| (test (< ?hour 9)) |
| => |
| (assert (business-hours no))) |
| |
| (defrule not-business-hours-too-late |
| (not (business-hours ?)) |
| (today workday) |
| (hour ?hour) |
| (test (> ?hour 17)) |
| => |
| (assert (business-hours no))) |
| |
| (defrule not-business-hours-weekend |
| (not (business-hours ?)) |
| (today weekend) |
| => |
| (assert (business-hours no))) |
| |
| (defrule summer-free-time |
| (not (setting ?)) |
| (season summer) |
| (business-hours no) |
| => |
| (assert (setting 27))) |
| |
| (defrule summer-business |
| (not (setting ?)) |
| (season summer) |
| (business-hours yes) |
| => |
| (assert (setting 24))) |
| |
| (defrule spring-free-time |
| (not (setting ?)) |
| (season spring) |
| (business-hours no) |
| => |
| (assert (setting 15))) |
| |
| (defrule spring-business |
| (not (setting ?)) |
| (season spring) |
| (business-hours yes) |
| => |
| (assert (setting 20))) |
| |
| (defrule winter-free-time |
| (not (setting ?)) |
| (season winter) |
| (business-hours no) |
| => |
| (assert (setting 14))) |
| |
| (defrule winter-business |
| (not (setting ?)) |
| (season winter) |
| (business-hours yes) |
| => |
| (assert (setting 18))) |
| |
| (defrule fall-free-time |
| (not (setting ?)) |
| (season fall) |
| (business-hours no) |
| => |
| (assert (setting 16))) |
| |
| (defrule fall-business |
| (not (setting ?)) |
| (season fall) |
| (business-hours yes) |
| => |
| (assert (setting 20))) |
| |
| (defrule Answer |
| (setting ?setting) |
| => |
| (printout t "Set thermostat to " ?setting " degrees" crlf)) |
| |
</code> | </code> |
| |
====== Spotkania ====== | ====== Spotkania ====== |
[[pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:spotkania|Notatki ze spotkań projektowych]] | [[pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:spotkania|Notatki ze spotkań projektowych]] |
| |
| ====== Projekt ====== |
| [[pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:projekt|Dodatkowa dokumentacja]] - schematy ARD, TPH i XTT systemu identyfikującego zwierzęta. Przeniesione ze względu na duże rozmiary. |
| |
====== Materiały ====== | ====== Materiały ====== |
| Kopie lokalne programów CLIPS mają zmienione rozszerzenia z ''clp'' na ''txt''. |
| * [[http://clipsrules.sourceforge.net/OnlineDocs.html|Dokumentacja on-line CLIPS-a]], dla początkujących polecam //User Guide// |
| * [[http://www.cis.ysu.edu/~john/824/examples/EMH7.txt|System wybierający metodę leczenia]], {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:emh7.txt|kopia lokalna}} |
| * {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:auto.txt|Automotive Expert System:}}, {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:auto-model.pl|źródło VARDA}}, {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:car_expert_hml.txt|źródło HQEd 6_8}},{{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:car-expert.xttml|źródło HQEd 5_6}} |
| * {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:animal.txt|Rozpoznawanie zwierząt}}, {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:anim-model.pl|źródło VARDA}}, {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:anim_hml.txt|źródło HQEd 6_8}},{{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:anim.xttml|źródło HQEd 5_6}} |
| * {{:pl:miw:2009:miw09_xtt_clips:therm_clips.txt|Termostat w CLIPS}} |