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. 算法函数名函数说明learnfunction learn(arr category, arr feature)主函数checkRulefunction arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark= checkRule(arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark ) 规则符合检测showCategoryfunction showCategory( )类别选项打印函数showFeaturefunction showFeature()特征选项打印函数showResultfunction showResult(mark)结果显示b. 测试 测试数据arr_category5 1 0 0 0 1arr_feature200 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_category50 0 0 0 0 arr_feature20 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 arr_ategory=(J 0 0 0 0arr_at-*Bary 二0 0 0 0 0 m-r_fature=l OOOOOOOOOOOOOOOOOOO=10000000000000000000 learn(0rr_categoryP arrf?ature)0 0 0 0010 0 00 000000000000000覘据规则新该动物是哺乳动物 无法判断具I*是拜种动物：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=1if mark-1showResult(mark);break;endif ifMore=0disp 无法判断具体是哪种动物!);breakendifMore=0;arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark= checkRule(arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark); end endfunction 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 = 1:1:15if arr_rule(i)=0switch icase 1if arr_feature(1)0arr_category(1)=1; arr_rule(i)=1;ifMore=1;dis根据规则,num2str(i); d 新增信息：该动物是哺乳动物);end%break;case 2if arr_feature(2)0arr_category(1)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;dis根据规则,num2str(i);d 新增信息：该动物是哺乳动物 ) ;end %break;case 3if arr_feature(3)0arr_category(2)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;dis根据规则,num2str(i);d 新增信息：该动物是鸟);end%br case 4eak;ifarr_feature(4)*arr_feature(5)0arr_category(2)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;dis根据规则,num2str(i);d 新增信息：该动物是鸟);end%br case 5eak;ifarr_feature(6)0arr_category(3)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;dis根据规则,num2str(i);d 新增信息：该动物是食肉动物);end%br case 6eak;ifarr_feature(7)*arr_feature(8)*arr_feature(9)0arr_category(3)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;dis根据规则,num2str(i);d 新增信息：该动物是食肉动物);end%br case 7eak;ifarr_category(1)*arr_feature(10)0arr_category(4)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;dis根据规则,num2str(i);d 新增信息：该动物是有蹄类动物);end%break;case 8if arr_category(1)*arr_category(5)0arr_category(4)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;dis根据规则,num2str(i);d 新增信息：该动物是有蹄类动物 );end%break;case 9ifarr_category(1)*arr_category(3)*arr_feature(11)*arr_feature(12)0arr_animal(2)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;mark=2;dis根据规则,num2str(i); end%break;case 10ifarr_category(1)*arr_category(3)*arr_feature(11)*arr_feature(13)0arr_animal(1)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;mark=1;dis根据规则,num2str(i);end%break;case 11ifarr_category(4)*arr_feature(14)*arr_feature(15)*arr_feature(16)0arr_animal(4)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;mark=4;dis根据规贝9 ,num2str(i);end%break;case 12if arr_category(4)*arr_feature(13)0arr_animal(3)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;mark=3;dis根据规则,num2str(i);end%break;case 13ifarr_category(2)*arr_feature(14)*arr_feature(15)*arr_feature(17)*a rr_feature(18)0arr_animal(6)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;mark=6;dis根据规则,num2str(i);end%break;case 14ifarr_category(2)*arr_feature(19)*arr_feature(17)*arr_feature(18)0arr_animal(5)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;mark=5;dis根据规则,num2str(i);end%break;case 15if arr_category(2)*arr_feature(20)0arr_animal(7)=1;arr_rule(i)=1;ifMore=1;mark=7;dis根据规贝y ,num2str（i）; endendendendendfunction showCategory（ ） %类别选项显示%disp（ 请选择分类（1:是，0：其他）：）;disp（O.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);endfunction 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 markcase 1 disp 虎);%break;case 2disp 金钱豹);%break;case 3disp 斑马);%break;case 4disp 长颈鹿);%break;case 5disp 企鹅);%break;case 6disp 鸵鸟);%break;case 7disp 信天翁);%break;end end