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Raciocínio Baseado em Casos Raciocínio Baseado em Casos (RBC)(RBC)
LABICLABIC
http://labic.icmc.sc.usp.brhttp://labic.icmc.sc.usp.br
LABICLABIC
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ISISTAN-2001
ApresentaçãoApresentação• O que é Raciocínio Baseado em O que é Raciocínio Baseado em
Casos?Casos?
• Quando e porque utilizar RBCQuando e porque utilizar RBC
• Ciclo utilizado em Sistemas com RBCCiclo utilizado em Sistemas com RBC
• Tipos de RBCTipos de RBC
• ConclusãoConclusão
ISISTAN-2001
O que é Raciocínio Baseado em O que é Raciocínio Baseado em Casos?Casos?
Buscar uma solução semelhante para Buscar uma solução semelhante para um problema atual, através do um problema atual, através do estabelecimento de graus de estabelecimento de graus de similaridade com uma experiência similaridade com uma experiência passada, armazenada na memória de passada, armazenada na memória de casoscasos
ISISTAN-2001
O que é Raciocínio Baseado em O que é Raciocínio Baseado em Casos?Casos?
Casos Armazenados
Novo Caso
Casos Recuperados
ISISTAN-2001
Pessoas utilizam Raciocínio Baseado Pessoas utilizam Raciocínio Baseado em Casos naturalmente, porém...em Casos naturalmente, porém...
Inteligência ArtificialElaboração de Sistemas
utilizando experiência
Saber como representar e armazenar a experiência para que esta possa ser recuperada
Mapear esta experiência prévia no problema atual
Problemas
ISISTAN-2001
O que é Raciocínio Baseado em O que é Raciocínio Baseado em Casos?Casos?
Paradigma de IA
CasosForma de representar e armazenar a experiência
Um caso é a abstração de uma experiência descrita através de atributos devidamente valorados, que devem descrever não apenas o conteúdo da experiência, mas também, o contexto em que esta se passou.
ISISTAN-2001
Quando utilizar RBC?Quando utilizar RBC?•Existe um grande volume de dados históricos
•Especialistas queiram falar sobre seu domínio através de exemplos
•Problemas não são completamente compreendidos (modelos fracos)
•Há muitas exceções às regras
•Há necessidade de construir uma memória que incorpore e transfira experiências entre as pessoas
ISISTAN-2001
Porque utilizar RBC?Porque utilizar RBC?
São particularmente úteis em interpretações abertas e conceitos indefinidos e
Permite ao especialista:
Propor soluções em domínios que não conhece completamente
Disponibilizar um meio de avaliação de soluções que métodos algorítmicos não são capazes de avaliar
Relembrar experiências passadas e é particularmente útil na prevenção de um problema em potencial que tenha ocorrido no passado, alertando o especialista para ações, afim de evitar os erros passados
[Kolodner, 92]
ISISTAN-2001
Como os casos são Como os casos são usados?usados?
Dado um problema para resolver, sistemas Dado um problema para resolver, sistemas baseados em caso:baseados em caso:
1. 1. RecuperamRecuperam um caso relevante um caso relevante
2. 2. AvaliamAvaliam como o caso recuperado se aplica para como o caso recuperado se aplica para nova situaçãonova situação
3. 3. AdaptamAdaptam o caso para aplicação, se necessário o caso para aplicação, se necessário
4. 4. Aprendem Aprendem armazenando sucessos e falhas como armazenando sucessos e falhas como novos casosnovos casos
ISISTAN-2001
Etapas do Etapas do ciclociclo
[Aamodt 94]
ConhecimentoGeral
NovoCaso
CasoRecuperado
CasoTestado/reparado
SoluçãoConfirmada
Problema
Casos Casos AnterioresAnteriores
Re
uso
Re
ten
ção
Recuperação
SoluçãoSugerida
CasoAprendido
NovoCaso
Revisão
CasoResolvido
ISISTAN-2001
A representação do caso constitui todas as informações que descrevem uma situação que tem impacto direto na consequência ou solução da situação.
A escolha da forma de representação dependerá da complexidade da situação.
RepresentaçãoUm formalismoCombinação de formalismos
CasoCasoProblema
NovoCaso
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CasoCaso
Definições:
representação dos casos;
quais atributos são relevantes;
quais problemas são tratados;
soluções propostas
ProblemaNovoCaso
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RecuperaçãRecuperaçãoo
Mecanismos que permitam que a recuperação ocorra mesmo quando não existe uma combinação perfeita, porém, existe uma similaridade
IndexaçãoSeleção apropriada de índices.
Organização da memóriaTipo de representaçãoForma de estruturação da memória de casos
ConhecimentoGeral
NovoCaso
CasoRecuperado
Casos Casos AnterioresAnteriores
Recuperação
ISISTAN-2001
RecuperaçãRecuperaçãoo
Selecionar o melhor caso significa obter o “macth” perfeito.
Valores das características do novo caso
Nem todas as características tem a mesma importância
Valores das características de casos passados
Não sãoexatamente iguais
Métricas de similaridade Dificuldade
ConhecimentoGeral
NovoCaso
CasoRecuperado
Casos Casos AnterioresAnteriores
Recuperação
ISISTAN-2001
ReusoReuso
Ajustar a solução recuperada de forma que esta se adapte ao novo problema .
Adaptação - Tipos
Estrutural: onde as regras são aplicadas diretamente na solução dos casos armazenados
Derivacional: onde as regras que geraram a solução original são reprocessadas para produção de uma nova solução para o problema
ConhecimentoGeral
Casos Casos AnterioresAnteriores
Re
uso
SoluçãoSugerida
CasoResolvido
ISISTAN-2001
RevisãoRevisão
Avaliação da solução
Mensurar sua qualidade
ConhecimentoGeral
Casos Casos AnterioresAnteriores
Revisão
Reformular, fazer reparos, utilizando conhecimento específico do domínio
Retenção do caso
ISISTAN-2001
RetençãoRetenção
ConhecimentoGeral
CasoTestado/Reparado
SoluçãoConfirmada
Casos Casos AnterioresAnteriores
Re
ten
ção
CasoAprendido
Novo caso é armazenado na memória para futuramente ser utilizado
Crescimento incontrolável
Degradação da performance do sistema
Incremento no custo de acesso
Sem Critérios
ISISTAN-2001
RetençãoRetenção
Seletividade na escolha dos novos casos a serem armazenados
Remoção ocasional de casos
Atitude expressiva no esquema de indexação
Atitudes necessárias
ConhecimentoGeral
CasoTestado/Reparado
SoluçãoConfirmada
Casos Casos AnterioresAnteriores
Re
ten
ção
CasoAprendido
ISISTAN-2001
Qualidade da Qualidade da SoluçãoSolução
• Experiência prévia do Engenheiro de Experiência prévia do Engenheiro de Conhecimento;Conhecimento;
• Habilidade de entender situações novas em Habilidade de entender situações novas em termos de experiências passadas;termos de experiências passadas;
• Competência para adaptação;Competência para adaptação;
• Competência para avaliação;Competência para avaliação;
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RBC - ResponsabilidadesRBC - Responsabilidades
No registro Na recuperação
Do Sistema
Indexar as características relevantes através das quais será possível o acesso aquele caso no futuro
Sugerir soluções, notificar possíveis falhas (alerta) e auxiliar na crítica da solução
ISISTAN-2001
RBC - ResponsabilidadesRBC - Responsabilidades
Do Engenheiro de Conhecimento
•Adaptações mais difíceis;
•A escolha das características a serem
consideradas;
•A escolha dos casos a serem considerados;
•A avaliação dos avisos de advertência;
•Todas as tomadas de decisão.
ISISTAN-2001
Raciocínio Baseado em Casos - Raciocínio Baseado em Casos - ConclusõesConclusões
A aplicabilidade do paradigma de Raciocínio Baseado em Casos está intrinsecamente ligada com as situações onde não há possibilidade de uma modelagem.
É importante caracterizar em que condições é interessante a reutilização de experiências passadas.
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ReferênciasReferênciasAha, D. W. Case Base Reasoning, Navy Center for Artificial
Inteligenge Naval Research Laboratory Washington, November 15, 1994.
Kolodner, J. L. Na Introduction to Case Based Reasoning, Artificial Inteligence Review Nº 6, pp 3-34, 1992.
Leake, D. B. A Tutorial for the First International Conference on Case Based Reasoning Sesimbra, Portugal October 23, 1995.
Winston, P. H. Artificial Inteligence (3ª ed.). Addison Wesley Publishing Company, 1992.
ISISTAN-2001
ReferênciasReferênciasAamodt, A. Case-Based Reasoning; Foundational Issues,
Methodological Variations, and System Approaches, www.iiia.csis.es/People/enric/AICom_ToC.html.
Marir, F.,Watson, I. Case-Based Reasoning: A Categorized Biblhiography, http://io.salford.ac.uk/docs/depts/survey/staff/Watson/cbrefs.htm
Watson, I. Case-Based Reasoning Development Tools: A Review, http://io.salford.ac.uk/docs/depts/survey/staff/Watson/cbrtools.htm
Case Based Reasoning on the Web, http://www.cbr-web.org/