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Framework di apprendimento per l'argomentazione basata su assunzioni

Un nuovo metodo per creare strutture logiche usando esempi di argomentazione.

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Indice

L'argomentazione basata sulle assunzioni (ABA) è un modo di usare la logica per creare strutture per analizzare argomenti. In questo articolo, parliamo di un nuovo metodo per imparare queste strutture attraverso esempi. Creiamo strutture ABA usando sia Esempi Positivi che negativi insieme a qualche conoscenza di base che fornisce contesto alle informazioni.

Imparare attraverso l'argomentazione ci permette di stabilire regole che ci aiutano a prendere decisioni basate su ciò che sappiamo. I metodi precedenti in questo campo si sono concentrati più sull'imparare le eccezioni a regole generali usando attacchi di confutazione, che sono argomenti che si oppongono ad altri argomenti. Tuttavia, questo nuovo metodo guarda anche agli attacchi di sottoscrittura, dove un argomento sfida le premesse di un altro argomento invece della sua conclusione.

Argomentazione Basata sulle Assunzioni

Una struttura ABA è come un sistema che usa frasi logiche per creare argomenti. In questa struttura, partiamo con alcune assunzioni, che sono tipi speciali di frasi. Ogni assunzione ha un contrario, che è un'altra frase che si oppone ad essa. Le regole sono usate per creare argomenti, dove ogni argomento supporta un'affermazione usando le sue assunzioni. Gli attacchi tra argomenti avvengono quando un argomento supporta un contrario alle assunzioni di un altro.

Il processo di apprendimento in ABA si concentra sull'identificare regole, assunzioni e i loro contrari. L'idea è di creare una struttura che copra esempi positivi e eviti Esempi negativi, il che richiede una selezione accurata delle giuste assunzioni e regole.

Apprendimento delle Strutture ABA

Il nostro approccio per imparare le strutture ABA prevede l'applicazione di regole di trasformazione per creare nuove strutture. Queste regole ci permettono di modificare strutture esistenti basate sugli esempi che abbiamo. Alcune di queste regole sono adattate da tecniche di programmazione logica esistenti, mentre altre sono nuove e specificamente progettate per ABA.

Presentiamo una strategia generale per applicare queste regole di trasformazione. Il processo prevede una serie di passaggi in cui impariamo a generalizzare dagli esempi positivi assicurandoci che non vengano coperti esempi negativi. Il metodo enfatizza l'uso dell'apprendimento meccanico, dove creiamo regole direttamente dagli esempi che ci vengono dati.

Passaggi nel Processo di Apprendimento

  1. Apprendimento Meccanico: In questo passaggio, prendiamo gli esempi positivi e creiamo regole da essi. Ogni esempio positivo porta alla creazione di una regola che copre quell'esempio.

  2. Generalizzazione: Una volta che abbiamo le regole, cerchiamo modi per generalizzarle. Questo potrebbe comportare l'applicazione di regole come piegatura e rimozione dell'uguaglianza per semplificare le regole mentre assicuriamo che coprano ancora gli esempi positivi.

  3. Introduzione di Assunzioni: Qui ci concentriamo sul perfezionare le nostre regole introducendo nuove assunzioni. Queste assunzioni aiutano a differenziare tra i casi che si applicano e quelli che non si applicano.

  4. Rimozione di Esempi Negativi: Infine, controlliamo la nostra struttura contro esempi negativi per assicurarci che nessuno di questi esempi sia coperto dalle nostre regole. Se troviamo esempi negativi, potremmo dover regolare le nostre assunzioni o regole di conseguenza.

Seguendo questi passaggi in modo iterativo, possiamo costruire una struttura ABA robusta che rappresenta accuratamente gli esempi da cui cerchiamo di apprendere.

Vantaggi di Questo Approccio

Uno dei principali vantaggi di questo approccio è che permette di apprendere eccezioni a regole generali in modo più strutturato. Considerando attacchi di sottoscrittura oltre agli attacchi di confutazione, possiamo creare strutture più adattabili a scenari di ragionamento complessi.

Questo metodo semplifica anche il processo di apprendimento. Invece di concentrarci solo su casi specifici, possiamo creare regole più generali che riflettono comunque accuratamente la logica sottostante degli esempi. Di conseguenza, l'apprendimento diventa più facile, e possiamo affrontare problemi che sembrano difficili per altri approcci.

Esempi e Illustrazioni

Per illustrare questo approccio, possiamo considerare diversi esempi. Ad esempio, prendiamo una struttura per valutare affermazioni su certi tipi di uccelli. In questo caso, i nostri esempi positivi potrebbero includere affermazioni come "un pinguino non vola", mentre gli esempi negativi potrebbero includere "un passero vola". Usando questi esempi, possiamo creare regole che categorizzano gli uccelli in quelli che possono volare e quelli che non possono basati sulle nostre assunzioni.

Applicando il nostro metodo a questi esempi, possiamo vedere come le regole di trasformazione aiutano a modellare la struttura ABA. Iniziamo con regole dirette derivate dall'apprendimento meccanico, poi generalizziamo e introduciamo assunzioni per coprire le sfumature presentate dagli esempi.

Esempio di Generalizzazione

Consideriamo la regola derivata dall'esempio degli uccelli. Inizialmente, potremmo avere una regola diretta che afferma "se un uccello è un pinguino, allora non può volare". Man mano che generalizziamo, possiamo trasformare questa regola in una regola più ampia che afferma "se un uccello appartiene a una categoria di uccelli noti per non volare, allora non può volare". Questa trasformazione ci consente di coprire ulteriori esempi positivi senza contraddire gli esempi negativi.

Esempio di Introduzione di Assunzioni

Nell'esempio precedente, potremmo anche introdurre assunzioni per perfezionare le nostre regole. Un'assunzione potrebbe essere "se un uccello è noto per essere un'eccezione ai comportamenti tipici, allora consideriamo le sue capacità di volo separatamente". Questa assunzione ci permette di gestire casi che non si adattano perfettamente alle nostre regole generali.

Iterando attraverso questi esempi e applicando la nostra strategia di apprendimento, possiamo costruire una struttura ABA completa che tiene conto di vari tipi di uccelli e delle loro capacità di volo.

Lavori Correlati

Sebbene il lavoro sull'argomentazione basata sulle assunzioni sia ancora in sviluppo, attinge a diversi settori consolidati all'interno della logica e del ragionamento. Esistono vari approcci per apprendere programmi logici con negazione come fallimento, ognuno con modi unici di gestire eccezioni e contesti.

Altri sistemi si sono concentrati sull'apprendimento di argomenti stratificati, ma il nostro metodo si distingue per consentire dibattiti circolari. Questa flessibilità è importante in scenari dove la logica non è strettamente lineare e dove regole contraddittorie devono coesistere.

Conclusione

Questo nuovo approccio all'apprendimento delle strutture di argomentazione basata sulle assunzioni mostra promesse nella creazione di sistemi logici flessibili e adattabili. Concentrandosi sia sugli attacchi di confutazione che su quelli di sottoscrittura, possiamo creare strutture più sfumate che riflettono accuratamente le complessità degli esempi che studiamo.

Continuando a perfezionare queste tecniche e applicandole a vari domini, il potenziale per migliorare il processo decisionale e la comprensione nell'apprendimento basato sulla logica diventa sempre più chiaro. Il lavoro futuro si concentrerà sull'esperimentazione con diversi scenari, sullo sviluppo ulteriormente delle regole di trasformazione e sull'esplorazione delle implicazioni più ampie di questo tipo di apprendimento nell'intelligenza artificiale e nel ragionamento.

Fonte originale

Titolo: Learning Assumption-based Argumentation Frameworks

Estratto: We propose a novel approach to logic-based learning which generates assumption-based argumentation (ABA) frameworks from positive and negative examples, using a given background knowledge. These ABA frameworks can be mapped onto logic programs with negation as failure that may be non-stratified. Whereas existing argumentation-based methods learn exceptions to general rules by interpreting the exceptions as rebuttal attacks, our approach interprets them as undercutting attacks. Our learning technique is based on the use of transformation rules, including some adapted from logic program transformation rules (notably folding) as well as others, such as rote learning and assumption introduction. We present a general strategy that applies the transformation rules in a suitable order to learn stratified frameworks, and we also propose a variant that handles the non-stratified case. We illustrate the benefits of our approach with a number of examples, which show that, on one hand, we are able to easily reconstruct other logic-based learning approaches and, on the other hand, we can work out in a very simple and natural way problems that seem to be hard for existing techniques.

Autori: Maurizio Proietti, Francesca Toni

Ultimo aggiornamento: 2023-05-25 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2305.15921

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.15921

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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