Raciocínio Baseado em Casos (RBC) LABIC://labic.icmc.sc.usp.br

Raciocínio Baseado em Casos Raciocínio Baseado em Casos (RBC)(RBC)

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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

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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

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Casos Armazenados

Novo Caso

Casos Recuperados

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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

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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.

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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

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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]

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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

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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

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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


Recuperação

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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


Recuperação

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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


Re

uso

SoluçãoSugerida

CasoResolvido

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RevisãoRevisão

Avaliação da solução

Mensurar sua qualidade

ConhecimentoGeral


Revisão

Reformular, fazer reparos, utilizando conhecimento específico do domínio

Retenção do caso

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RetençãoRetenção

ConhecimentoGeral

CasoTestado/Reparado

SoluçãoConfirmada


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

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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


Re

ten

ção

CasoAprendido

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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

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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.

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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.

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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/

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