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第二章 案例式推理

第三節 CBR 的各種型態

CBR 包含不同層次、不同型態的系統應用,可能一個具體的經驗就是一個 案例,也可能一組相似案例形成一個普遍化的案例(a generalized case)。不同案 例可以被貯存在不同的知識單元裡,或是同一個案例被分開貯存在幾個次單元 裡、並且分散在知識結構裡。可以使用既定的或開放的字彙、以平面的或階層式 指標結構來索引案例。可以直接引用先前相似案例的解答,或是根據新問題與相 似案例的差異來進行調適。案例比對、解答調適、從經驗中學習等機制可以來自 一般領域知識裡深奧難解的模型,可以來自較表層的或複雜的知識,也可以僅僅 奠 基 在 顯 而 易 見 的 、 語 法 上 的 相 似 性 。 CBR 可 以 只 是 單 獨 運 作 的 ( self-contained)、自動的機制,也可以和使用者進行高度互動、以支援協助其做選擇。

有些 CBR 系統的案例庫包含數量非常多、分佈範圍很廣的案例,有些 CBR 系統 的案例庫則僅只有較有限的幾個代表性案例。擷取、評估以前案例的方式,可以

依據案例發生的先後順序,也可以不分時間先後、同時進行(Aamodt & Plaza, 1994)。

Leake(1996)將 CBR 分為「解釋性 CBR」(interpretive CBR)和「問題解 決性 CBR」(problem-solving CBR)兩大類,Bergmann(1998)及 Doyle 等(1998)

將 CBR 系統分為分析性工作(analytic tasks)及綜合性工作(synthetic tasks)兩 大類,而 Wheeler(1998)則將 CBR 分為診斷(diagnostics)、設計/綜合(design or synthesis)、資料採擷(data-mining)等三大類。有些 CBR 系統會利用它們收 集資料及比較能力的優勢,結合一個或兩個以上的工作,形成混合型 CBR 系統

(hybrid CBR systems),但目前大部分的 CBR 系統都是用於分析性工作的解釋 性 CBR。

一、解釋性 CBR 及問題解決性 CBR

Leake(1996)將 CBR 分為「解釋性 CBR」和「問題解決性 CBR」兩大類,

解釋性 CBR 使用先前的案例作為替新情境分類的推論點,問題解決性 CBR 則是 使用先前的案例提出可應用於新情境的解答。

(一)解釋性 CBR

解釋性 CBR 的目標在於比較新情境和已經被分類的舊案例,對新情境作出 判斷(judgment)或分類(classification),因此在法律、診斷工作扮演相當重要 的角色。解釋性 CBR 包含四個步驟:(1)評估情境,決定哪些屬性是真正有關係 的;(2)根據上述評估結果,擷取相似案例;(3)比較新舊案例,決定哪一種解釋 是可應用的;(4)將現在的情境及其解釋貯存起來,供未來使用。

(二)問題解決性 CBR

問題解決性 CBR 的目標在於應用先前的解答以產生新問題的解答。除了情 境評估、案例擷取、相似性評估等步驟外,還要根據新舊案例之間的相似性及差 異性,來決定舊案例的解答要如何調適以適用於新情境。圖三為問題解決性 CBR 系統的運作過程。

二、分析性 CBR 及綜合性 CBR

Bergmann(1998)及 Doyle 等(1998)將 CBR 分為應用於分析性及綜合性 兩大類:

(一)分析性 CBR

分析性 CBR 的重點放在分析處境,一定會牽涉到處境的分類,通常分類的 數目固定,應用範圍包括分類、診斷、決策支援等。其特徵包括以下三點:(1) 典型的案例結構:案例 =〈問題,分類〉;(2)重點放在案例的擷取;(3)通常不需

要進行解答的調適。

(二)綜合性 CBR

綜合性 CBR 的目標在於從不同成分中組成一個新的解答,問題是對需求的 描述,通常有無窮大(至少是非常大)的解答空間,應用範圍包括規劃、配置、

設計等。其特徵如下:(1)典型的案例結構:〈問題,解答〉或〈問題,解答的追 溯〉;(2)解答的調適一向是非做不可的;(3)除了案例以外,需要較多的一般知識;

(4)案例通常被用來改進系統的能力。

圖三 問題解決式 CBR 系統的運作過程(資料來源:Leake, 1996)

三、診斷、設計/綜合、資料採擷

Wheeler(1998)將 CBR 分為診斷、設計/綜合、資料採擷等三大類:

(一)診斷性 CBR

通常會考慮一群以前遇過的相似問題,並且將它們當作診斷的基礎。診斷結 果通常是分別描述可能的錯誤/問題、以及解答,或是在案例庫中可能發生的結 果。診斷結果的表現方式為擷取相似案例,指派每一個案例的可信度(confidence)

或權重(weight),然後根據他們的重要性計算所有案例的權重。診斷工作包括 醫學、法律、諮詢服務、以及各種解決困難及檢修機器的工作。

(二)設計/綜合性 CBR

通常將以前成功的設計分解成數個部分,然後評估這些部分和現在遭遇到的 問題之相似性及可應用性,再將這些部分用新的方式重新排列組合。如果有一個 部分遺缺、或是和設計限制相牴觸,則可以使用領域知識來調適。設計(或綜合)

工作包括排程、規劃、電腦輔助設計、電機設計、機械設計、以及建築設計。

(三)資料採擷性 CBR

會記錄所遇到的情境,並進行推理,找出資料中所隱含的趨勢及重要因子。

有時候,可自動調整的權重矩陣(weight matrix)會顯露出以前所沒預見的複雜 訊息中的重要性。此類系統常被用於存取公司的資料結構,以及探求存在於醫 學、財政、銷售、及商業資料中的重要關係。

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