动物识别专家系统

动物识别专家系统1、专家系统的基本工作原理尽管专家系统有众多类型，名称各异，但基本原理框图一致，如图1所示。专家系统的核心是知识库和推理机，其基本工作过程为：系统根据知识库中的知识和用户提供的事实进行推理，不断地由已知前提推出一些初步结论，并将这些初步结论作为中间结果存放在数据库中，然后将其作为新的已知事实进行下一步推理，往复循环，逐步逼近求解目标。在这个过程中，系统可以通过人机接口不断地与用户交流，向用户提问，或对用户提出的问题做出解释。知识库是专家系统的知识存储器用来存放求解问题的领域知识。推理机是专家系统中用来实现推理的程序。其主要功能是模拟领域专家的思维过程控制并执行对问题的求解。它能根据当前已知的事实，利用知识库中的知识，按一定的推理方法和控制策略进行推理，直到得出相应的结论为止。它包括推理方法和控制策略两个部分。大多数专家系统都采用人机对话的交互式解释方法。知识获取机构主要实现机器学习。人机接口是领域专家、知识工程师、一般用户间进行交互的界面，由一组程序及相应的硬件组成，用于完成输入输出工作。2、动物识别专家系统在PROLOG下的实现和使用说明为了更好地阐明专家系统的基本工作原理，我们用PROLOG语言实现一个简单的动物识别专家系统。该系统可以识别老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、鸵鸟、企鹅、海燕这7种动物1、知识库在本系统当中，知识库中的知识用产生式规则来表示。本系统能够识别7种动物，知识库中共有以下15条规则。R1IF该动物有毛发THEN该动物是哺乳动物R2IF该动物有奶THEN该动物是哺乳动物R3IF该动物有羽毛THEN该动物是鸟R4IF该动物会飞AND会下蛋THEN该动物是鸟R5IF该动物吃肉THEN该动物是肉食动物R6IF该动物有犬齿AND有爪AND眼盯前方THEN该动物是肉食动物R7IF该动物是哺乳动物AND有蹄THEN该动物是有蹄类动物R8IF该动物是哺乳动物AND是嚼反刍动物THEN该动物是有蹄类动物R9IF该动物是哺乳动物AND是肉食动物AND是黄褐色们AND身上有暗斑点THEN该动物是金钱豹R10IF该动物是哺乳动物AND是肉食动物AND是黄褐色AND身上有黑色条纹THEN该动物是虎R11IF该动物是有蹄类动物AND有长脖子AND有长腿AND身上有暗斑点THEN该动物是长颈鹿R12IF该动物是有蹄类动物AND身上有黑色条纹THEN该动物是斑马R13IF该动物是鸟AND有长脖子AND有长腿AND不会飞THEN该动物是鸵鸟R14IF该动物是鸟AND会游泳AND不会飞AND有黑白二色THEN该动物是企鹅R15IF该动物是鸟AND善飞THEN该动物是海燕在知识库中，并非简单地给每一种动物一条规则。首先，将动物粗略地分为哺乳动物、鸟、肉食动物3大类，然后逐步缩小分类范围，最后给出识别7种动物的规则。2、 数据库假设数据库中存放以下事实：动物有暗斑，有长脖子，有长腿，有奶，有蹄。求解目标：该动物是什么动物？3、 推理机的工作过程首先从规则库中取出第一条规则R1,检查其前提是否可与数据库中的已知事实相匹配。R1的前提是/有毛发，但事实库中没有这一事实，故匹配失败。接着取规则R2,它的前提可以与事实库中的已知事实/有奶相匹配,R2被执行，并将其结论/该动物是哺乳动物作为新的事实加入到数据库中。此时，数据库的内容变为：动物有暗斑，有长脖子，有长腿，有奶，有蹄，是哺乳动物。再从规则库中取R2,R3,R4,R5,R6进行匹配，结果都匹配失败。接着取R7,其前提与事实库中的已知事实/是哺乳动物和/有蹄相匹配，因此R7被执行，并将其结论/该动物是有蹄类动物作为新的事实加入到数据库中。此时数据库中内容变为：动物有暗斑，有长脖子，有长腿，有奶，有蹄，是哺乳动物，是有蹄类动物。最后，规则R8,R9,R10均匹配失败。取R11,其前提/该动物是有蹄类动物AND有长脖子AND有长腿AND身上有暗斑点与事实库中的已知事实相匹配,R11被执行，并推出/该动物是长颈鹿。由于/长颈鹿已经是目标集合中的一个结论，即已推出最终结果，故问题求解过程结束4、 使用说明运行程序后根据提示，如果符合数据库，就输Ayes按下回车键，反之输入^按下回车键，直到输出结果例如：D:\TIP\BIN\IIN\32\0bj\goaU000.exedoesiteatmeatno一hasitpointed_teethnohasithair/eshasithooves/eshasitlong_neck/eshasitlong_legs/eshasittawny_color/eshasitdarkspots/es/□uranimalmaybea(n]giraffePleasepressthespacebartoExit!3、PROLOG源程序/*谓词说明*/databasexpositive(symbol,symbol)xnegative(symbol,symbol)predicatesrunanimal_is(symbol)it_is(symbol)positive(symbol,symbol)negative(symbol,symbol)clear_factsremember(symbol,symbol,symbol)ask(symbol,symbol)/*推理过程*/clausesrun:-animal_is(X),!,write("\nYouranimalmaybea(n)",X),nl,nl,clear_facts.run:-write("\nUnabletodeterminewhat"),write("youranimalis.\n\n"),clear_facts.positive(X,Y):-xpositive(X,Y),!.positive(X,Y):-not(xnegative(X,Y)),ask(X,Y).negative(X,Y):-xnegative(X,Y),!.negative(X,Y):-not(xpositive(X,Y)),ask(X,Y).ask(X,Y):-write(X,"it",Y,*n"),readln(Reply),remember(X,Y,Reply).remember(X,Y,yes):-asserta(xpositive(X,Y)).remember(X,Y,no):-asserta(xnegative(X,Y)),fail.clear_facts:-retract(xpositive(_,_)),fail.clear_facts:-retract(xnegative(_,_)),fail.clear_facts:-write("\n\nPleasepressthespacebartoExit!"),readchar(_)./*为推理机提供知识*/animal_is(cheetah):-it_is(carnivore),positive(has,tawny_color),positive(has,black_spots).animal_is(tiger):-it_is(carnivore),positive(has,tawny_color),positive(has,black_stripes).animal_is(giraffe):-it_is(ungulate),positive(has,long_neck),positive(has,long_legs),positive(has,tawny_color),positive(has,dark_spots).animal_is(zebra):-it_is(ungulate),positive(has,white_color),positive(has,black_stripes).animal_is(ostrich):-it_is(bird),negative(does,fly),positive(has,long_neck),positive(has,long_legs),positive(has,black_and_white_color).animal_is(penguin):-it_is(bird),negative(does,fly),positive(does,swim),positive(has,black_and_white_color).animal_is(salangane):-it_is(bird),positive(does,fly_well).it_is(mammal):-positive(has,hair).it_is(mammal):-positive(does,give_milk).it_is(bird):-positive(has,feathers).it_is(bird):-positive(does,fly),positive(does,lay_eggs).it_is(carnivore):-positive(does,eat_meat).it_is(c