Кіріспе

Өткендегі ұқсас проблемалардың шешімдеріне негізделген жаңа проблемаларды шешу процесі. Жасанды интеллект және философия салаларында, кең мағынасында, жағдайға негізделген ойлау (CBR) – бұл ұқсас өткен проблемалардың шешімдеріне сүйене отырып жаңа проблемаларды шешу процесі. Күнделікті өмірде, автомеханик қозғалтқышты жөндеу үшін бұрынғы ұқсас белгілерді көрсеткен басқа машинаны еске түсірсе, ол жағдайға негізделген ойлауды қолданып отыр. Заңгер сотта белгілі бір нәтижеге қол жеткізу үшін заңдық прецеденттерге сүйенсе немесе судья жаңа сот практикасын қалыптастырса, олар да жағдайға негізделген ойлауды пайдаланады. Сондай-ақ, табиғаттағы жұмыс істейтін элементтерді көшіретін инженер (биомимикриямен айналысатын) табиғатты проблемаларды шешудің дерекқоры ретінде қарастырады. Жағдайға негізделген ойлау – аналогтік шешімдерді табудың маңызды түрі. Ол компьютерлік ойлау үшін ғана емес, сонымен қатар күнделікті адамдардың проблемаларды шешуінде кең таралған әдіс екені айтылады; тіпті, барлық ойлау жеке тәжірибеден өткен жағдайларға негізделген деген радикалды пікірлер де бар. Бұл көзқарас когнитивтік ғылымда жан-жақты зерттелген прототиптер теориясымен байланысты.

Басқа әдістермен салыстыру

Бір қарағанда, КҚЖ машиналық оқытудың ережелерді индукциялау алгоритмдеріне ұқсас көрінуі мүмкін. Ережелерді индукциялау алгоритмі сияқты, КҚЖ жағдайлар немесе оқу мысалдарынан басталады; ол алынған жағдай мен мақсатты проблема арасындағы ортақтықтарды анықтау арқылы, бұл мысалдардың аяқталмаған жалпылауын қалыптастырады. Мысалы, қарапайым кеспелерге жасалған процедура көкжидек кеспелеріне бейімделсе, бірдей негізгі қамыр мен пісіру әдісін қолдану туралы шешім қабылданады, осылайша қамыр мен пісіру әдісін қолдануға болатын жағдайлар жиынтығын аяқталмаған түрде жалпылайды. Дегенмен, КҚЖ-дағы аяқталмаған жалпылау мен ережелерді индукциялаудағы жалпылау арасындағы басты айырмашылық жалпылаудың қашан жасалатынында жатыр. Ережелерді индукциялау алгоритмі мақсатты проблема тіпті белгілі болмай тұрып, оқу мысалдары жиынтығынан өзінің жалпылауын шығарады; яғни, ол белсенді жалпылауды жүзеге асырады. Мысалы, егер ережелерді индукциялау алгоритміне оқу үлгілері ретінде қарапайым кеспелер, голланд алмалы кеспелер және бананды кеспелер рецепттері берілсе, ол оқу кезінде барлық типтегі кеспелер жасаудың жалпы ережелерін алуы керек. Тек сынақ кезінде ғана оған, мысалы, көкжиек кеспесін пісіру міндеті беріледі. Ережелерді индукциялау алгоритмінің қиындығы – оқу мысалдарының қандай бағытта жалпылануын болжау. Бұл КҚЖ-мен қарама-қайшы, ол өз жағдайларын (аяқталмаған) жалпылауды сынақ уақытына дейін кейінге қалдырады – жалқау жалпылау стратегиясы. Кеспе мысалында КҚЖ көкжиек кеспесін пісірудің мақсатты міндетіне ие; осылайша ол осы жағдайды қамту үшін қажетті жағдайларды қажеттілікке қарай жалпылай алады. Сондықтан КҚЖ бай, күрделі салалар үшін жақсы тәсіл болып табылады, онда жағдайды жалпылаудың көптеген жолдары бар. Заңда, КҚЖ-ны соттарға жүктеу жиі кездеседі, бұл ережеге негізделген қорытындылардың шектерін мойындау: кешіктіруді шектеу, болашақ жағдай туралы шектеулі білім, келіссөздер арқылы жасалған келісімнің шектері және т.б. Заңдағы КҚЖ және танымдық тұрғыдан шабыттанған КҚЖ ұзақ уақыт бойы байланысты болғанмен, біріншісі ережеге негізделген ойлау мен шешімнің интерполяциясы, ал екіншісі есте сақтау мен процеске бейімделумен тығыз байланысты. Олардың қателіктерге және апелляциялық тексеруге деген көзқарастарынан айырмашылық анық көрінеді. Проблеманы шешудегі жағдайға негізделген ойлаудың тағы бір атауы – симптомдық стратегиялар. Бұл үшін симптомдар мен себептер арасындағы байланысты анықтаған өткен тәжірибеден алынған алдын ала білім қажет. Бұл білімді терең емес, жинақталған, дәлелді, тарихқа негізделген, сондай-ақ жағдайға негізделген білім деп атайды. Бұл сарапшылардың диагнозымен байланысты стратегия. Проблеманы диагностикалау симптомтар жағдайдың тиісті категорияларын тудыратын жылдам тану процесі ретінде көрінеді. Сарапшы бұған дейін де осындай жағдайларға тап болғандықтан, оның себебін біледі. Жағдайға негізделген ойлау ең күшті стратегия, және ол ең көп қолданылады. Дегенмен, бұл стратегия жаңа проблемаларды шешуде немесе не болып жатқанын терең түсінуді іздеуде өздігінен жұмыс істемейді. Проблеманы шешудің баламалы тәсілі – терең ойлау санатына жататын топографиялық стратегия. Терең ойлау арқылы жүйе туралы терең білім қолданылады. Топография осы жағдайда оның элементтері арасындағы қатынастарды көрсететін құрылымды бүтіндіктің сипаттамасын немесе талдауын білдіреді. Бірінші принциптерден ойлау деп те аталады, терең ойлау тәжірибеге негізделген тәсілдер тиімді болмаған кезде жаңа қателерге қолданылады. Топографиялық стратегия, сондықтан, бірінші принциптер білімін пайдалану арқылы, жүйе туралы көбірек іргелі түсініктен дамыған, априорлы домендік біліммен байланысты. Мұндай білім терең, себептік немесе модельге негізделген білім деп аталады. Хок пен Карлиер симптоматикалық тәсілдерді топографиялық тәсілдермен қолдау қажет болуы мүмкін екенін атап өтті, өйткені симптомдарды әртүрлі терминдерде анықтауға болады. Керісінше, терең ойлауды себептік гипотезаларды жасау үшін абдуктивті түрде, ал топографиялық іздеуде осы гипотезаларды бағалау үшін дедуктивті түрде қолдануға болады.

Сын

CBR сыншылары бұл тәсілдің негізгі жұмыс принципі ретінде жеке мысалдарға сүйенуін қабылдайтынын айтады. Статистикалық мәліметтермен негізделмеген және жалпылама жасалған тұжырымның дұрыс екендігіне кепілдік беруге болмайды. Дегенмен, статистикалық маңызға ие деректер жеткіліксіз болған кез келген индуктивті ойлау, мәні бойынша жеке мысалдарға негізделеді.

Тарих

CBR өзінің тамырын 1980 жылдардың басында Йель университетінде Роджер Шенк пен оның студенттері жүргізген жұмыстарға дейін жетеді. Шенктің динамикалық жад моделі ең алғашқы CBR жүйелерінің негізі болды: Джанет Колоднертің CYRUS және Майкл Лебовицтің IPP. 1980 жылдары КЖБ және оған тығыз байланысты салалар пайда болды, олар құқықтық ойлау, жадқа негізделген ойлау (масштабты параллель машиналардағы мысалдардан ойлау әдісі) және КЖБ-ны басқа ойлау әдістерімен үйлестіру сияқты тақырыптарға бағытталған. 1990 жылдары КБТ-ға халықаралық қызығушылық артты, бұл 1995 жылы Кейс-негізді ойлау жөніндегі халықаралық конференцияның және Еуропалық, неміс, британдық, итальяндық және басқа КБТ семинарларының құрылуымен дәлелденді. CBR технологиясы бірқатар табысты жүйелерді іске қосуға әкелді, алғашқысы Lockheed-тің CLAVIER жүйесі болды, ол өнеркәсіптік конвекциялық пеште пісірілетін композиттік бөлшектерді орналастыруға арналған. CBR Compaq SMART жүйесі сияқты қолданбаларда кеңінен қолданылды және денсаулық сақтау ғылымдарында, сондай-ақ құрылымдық қауіпсіздікті басқаруда маңызды қолдану саласын тапты. Соңғы жұмыстар CBR-ді статистикалық негізде дамытуда және кейс-негізді қорытындыны ықтималдық қорытындының нақты түрі ретінде ресмилендіруде. Осылайша, белгілі бір деңгейде сенімділікпен жабдықталған кейс-негізді болжамдар жасау мүмкін болады. CBR мен индукция арасындағы айырмашылықтың бір сипаттамасы: статистикалық қорытынды жағдайларды ұқсас етуге ұмтылса, CBR ұқсас деп мәлімдеуге жеткілікті нәрсені кодтауға бағытталған.