基于二叉知识树推理的可扩展智能排课系统

针对高等院校整体教学资源条件下的复杂多约束、多目标组合优化排课问题,提出了一种基于二叉树知识推理的可扩展智能排课算法并进行系统研发。结合实际教学过程中涉及的课程、时间、专业、教室、教师和可信度模型进行定义,构建了智能排课模型,设计了系统结构和排课算法。原型系统利用不确定性推理巧妙地解决了排课过程中棘手的软约束问题,并将二叉知识树引入知识库存储结构以解决系统的灵活性和可扩展性问题,使原型系统能够适应动态大规模排课需求。     

融合机器学习与知识推理的可解释性框架

针对基于规则的可解释性模型可能出现的规则无法反映模型真实决策情况的问题, 提出了一种融合机器学习和知识推理两种途径的可解释性框架. 框架演进目标特征结果和推理结果, 在二者相同且都较为可靠的情况下实现可解释性. 目标特征结果通过机器学习模型直接得到, 推理结果通过子特征分类结果结合规则进行知识推理得到, 两个结果是否可靠通过计算可信度来判断. 使用面向液基细胞学检查图像的融合学习与推理的某类宫颈癌细胞识别案例对框架进行验证, 实验表明, 该框架能够赋予模型的真实决策结果以可解释性, 并在迭代过程中提升了分类精度. 这帮助人们理解系统做出决策的逻辑, 以及更好地了解结果可能失败的原因.     

机器推理的进展与展望

机器学习算法的发展仍受到泛化能力较弱、鲁棒性较差、缺乏可解释性等问题的限制.文中介绍机器推理,说明推理对于机器学习人的知识和逻辑、理解和解释世界的重要作用.首先分析人类大脑推理机制,从认知地图、神经元和奖赏回路,扩展到受脑启发的直觉推理、神经网络和强化学习.进而总结机器推理的方式及其相互关联的现状、进展及挑战,具体包括直觉推理、常识推理、因果推理和关系推理等.最后展望机器推理的应用前景与未来的研究方向.     

基于表示学习的工业领域人机物本体融合

随着新一代人工智能技术的发展,制造系统由以往的人物二元系统发展为人机物三元系统,跨域跨层的多元数据融合成为必然趋势。本体作为一种能在语义上描述数据的概念模型,被广泛应用于多元异构数据的集成、共享与重用中。在传统工业领域中,利用本体融合驱动数据融合的研究通常集中于信息和物理系统。针对人机物本体融合问题,文中提出了一种改进的表示学习模型TransHP。由于经典的表示学习的翻译模型未有效利用除三元组结构以外的其他信息,TransHP在TransH上加以改进,将本体中的元素构成类别三元组与实例三元组。首先针对类别概念构成的三元组,利用三元组的结构和属性进行联合训练;然后将得到的类别实体的向量表示作为训练实例向量的输入,与实例的结构信息进行联合训练,同时以置信度作为关系强度加入计算,以解决关系三元组稀疏性造成的实体在语义空间无序分布的问题。文中构建以工业领域热轧生产流程为例的人机物本体,并将其作为小样本进行测试,实验结果表明,与TransH模型相比,在人机物本体中,TransHP模型推理出实体间的关系更丰富,准确率更高。TransHP模型实现了人机物本体的融合,解决了人机物信息交互的问题,为协同决策做出了铺垫。     

面向案例消耗推理的应急物资预测

面向案例推理（Case-Based Reasoning,CBR）的应急物资需求预测中,针对老旧案例影响推理结果精确度的问题进行了研究,给出了一种基于消耗策略的案例推理的应急物资预测方法。通过粗糙集属性依赖度的计算确定了案例属性之间的权重系数;针对地震应急数据特征提出了一种消耗策略的定义,确定消耗函数、消耗参数和消耗区间参数,采用消耗策略对各案例间的相似度进行优化调整,减小老旧案例的权重,进而不同程度地削弱老旧案例对案例匹配结果的影响,再从案例库中检索到与目标案例匹配的最佳源案例,从而决策出目标案例的处理方案;通过进行地震实例分析,验证了参数调节后的案例消耗推理的预测结果精度更高。该方法在应急救援的物资预测中有一定的借鉴意义。     

融合知识表示和深度强化学习的知识推理方法

知识推理是解决知识图谱中知识缺失问题的重要方法,针对大规模知识图谱中知识推理方法仍存在可解释性差、推理准确率和效率偏低的问题,提出了一种将知识表示和深度强化学习相结合的方法RLPTransE。利用知识表示学习方法,将知识图谱映射到含有三元组语义信息的向量空间中,并在该空间中建立强化学习环境。通过单步择优策略网络和多步推理策略网络的训练,使强化学习智能体在与环境交互过程中,高效挖掘推理规则进而完成推理。在公开数据集上的实验结果表明,相比于其他先进方法,该方法在大规模数据集推理任务中取得更好的表现。     

一种融合行为与结构特征推理的造假群组检测算法

在线评论对用户的购物决策有重要的影响作用,这导致一些不良商家雇佣大量水军有组织、有策略地给自己刷好评,以提高销量赚取更大利润,给竞争对手刷差评来抹黑对手,以降低其销量。为了检测这种有组织的水军群组,提出一种融合行为与结构特征推理的造假群组检测算法。该算法包含2部分：第1部分用频繁项挖掘方法产生候选群组,然后使用行为指标来计算群组中每个成员的协同造假可疑度,将该可疑度看作先验概率;第2部分先为每个群组建立加权评论者-商品二部图,然后使用循环信念传播算法推理后验概率,将推理后得到的后验概率值作为该成员的最终协同造假可疑度,最后使用熵值法来判定是否为共谋群组。在真实数据集上的实验结果表明,所提算法性能优于比较算法。     

融合外部语义知识的中文文本蕴含识别

基于神经网络的文本蕴含识别模型通常仅从训练数据中学习推理知识,导致模型泛化能力较弱。提出一种融合外部语义知识的中文知识增强推理模型(CKEIM)。根据知网知识库的特点提取词级语义知识特征以构建注意力权重矩阵,同时从同义词词林知识库中选取词语相似度特征和上下位特征组成特征向量,并将注意力权重矩阵、特征向量与编码后的文本向量相结合融入神经网络的模型训练过程,实现中文文本蕴含的增强识别。实验结果表明,与增强序列推理模型相比,CKEIM在15%、50%和100%数据规模的CNLI训练集下识别准确率分别提升了3.7%、1.5%和0.9%,具有更好的中文文本蕴含识别性能和泛化能力。     

核电厂重要人员动作分析与人因工程相结合研究

人因工程(HFE)是人机接口的复杂的系统工程。在核电厂(NPP)中,重要人员动作分析和人因工程管理之间具有紧密联系。人因工程/人机接口(HSI)活动能够为重要人员动作分析提供输人,用于识别电厂关键人员动作和风险重要人员动作。重要人员动作分析能够确定对电厂安全和可靠性至关重要的电厂情景、人员操作等,为人因工程/人机接口设计提供参考。对人因工程和重要人员动作分析相结合过程进行研究,基于NUREC-0711建立一套二者相结合的方法体系,详细阐述二者结合要点及实施流程。最后结合实际电厂给出工程应用实例,并通过概率安全评价(PSA)定量评价方法给出分析结果。该方法能够为核电厂重要人员动作识别及人因工程设计优化提供参考,提高电厂安全性和可靠性。     

基于语义本体的无人机人机交互控制方法研究

针对自然语言和无人机远程操控的语义理解问题,提出一种基于语义本体的无人机人机交互控制方法.以电力巡线为领域背景,基于本体的方法构建人机交互的概念体系,用OWL语言描述并定义地图信息数据,形成概念本体事实库.以概念本体事实库为基础,构建多元语义关系,生成关于位置节点的拓扑关系结构和语义解释接口,提出基于标签稀疏图的语义位置推理方法和轨迹控制算法,从而实现人机在统一的概念内涵和位置推理基础上的交互控制.研发语义本体人机交互模拟演示系统,通过实验证明:作为人机交互实例,该方法可以为无人机电力巡线提供位置导航和轨迹控制,实际飞行满足期望状态估计且语义推理结果比传统密集航点模式平均误差测量低10％,同时精度控制在2.50±0.05 mm范围.