Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Agenten sammeln unsicheres Wissen - FernUni-Entwicklung entschlüsselt es

26.01.2007
Auch mit vielen Unwägbarkeiten behaftetes "unsicheres" Wissen muss von Rechnern verarbeitet werden können. Unterschiedliche Arten "unsicheren Wissens" sind mit einer integrativen methodischen Plattform in maschinenlesbare Sprache übersetzbar, die das Lehrgebiet Wissensbasierte Systeme (Prof. Dr. Christoph Beierle) an der FernUniversität in Hagen entwickelt hat. Gefördert wurde das Projekt "Wissensdynamik und Knowledge Discovery auf der Basis konditionaler Strukturen (Condor)" aus dem Bereich der Künstliche Intelligenz durch die Deutsche Forschungs-Gemeinschaft (DFG).

Einen besonderen Schwerpunkt des Projekts bildete die Entwicklung einer Data Mining-Komponente zur Aufdeckung konditionaler Beziehungen in statistischen Daten, z. B. für die Berechnung individueller Gesundheitsrisiken.

"Ich weiß, dass ich nichts weiß" wusste bereits Sokrates - aber weiß man, ob eigenes Wissen wirklich richtig ist? Wissen ist keineswegs immer so eindeutig, wie man im Allgemeinen vermutet. Doch auch das mit vielen Unwägbarkeiten behaftete "unsichere" Wissen muss von Rechnern verarbeitet werden können. Unterschiedliche Arten "unsicheren Wissens" sind mit einer integrativen methodischen Plattform in maschinenlesbare Sprache übersetzbar, die das Lehrgebiet Wissensbasierte Systeme (Prof. Dr. Christoph Beierle) an der FernUniversität in Hagen entwickelt hat. Gefördert wurde das Projekt "Wissensdynamik und Knowledge Discovery auf der Basis konditionaler Strukturen (Condor)" aus dem Bereich der Künstliche Intelligenz von 2002 bis 2006 durch die Deutsche Forschungs-Gemeinschaft (DFG). Einen besonderen Schwerpunkt des Projekts bildete die Entwicklung einer Data Mining-Komponente zur Aufdeckung konditionaler Beziehungen in statistischen Daten, z. B. für die Berechnung individueller Gesundheitsrisiken.

"Wenn der Motor nicht anspringt, dann ist wahrscheinlich die Batterie leer": Schon ein einfaches Beispiel zeigt, dass Wissen mit Unsicherheiten versehen sein kann. Um dies sprachlich deutlich zu machen eignen sich so genannte Konditionale oder Wenn-Dann-Beziehungen aufgrund ihrer Flexibilität und Vielseitigkeit besonders. Daher sind sie als eine der gebräuchlichsten Formen der Wissensdarstellung keine neue Erfindung, sondern waren bereits in Babylon bekannt.

Da es viele Arten von unsicherem Wissen gibt, gibt es auch entsprechende Konditionale: qualitatives Wissen ("Wenn die Symptome A und B auftreten, ist das Vorliegen der Krankheit D1 plausibler als das Vorliegen von D2") und quantitatives Wissen ("Wenn die Symptome A und B auftreten, liegt mit einer Wahrscheinlichkeit von 60% Krankheit D vor"), auch Mischformen können vorkommen. Eine weitere Art unsicheren Wissens kommt beim so genannten revidierbaren Schließen zum Tragen: Oft werden Schlussfolgerungen unter gewissen Standardannahmen gemacht, die beim Erwerb von zusätzlichem Wissen eventuell verändert werden müssen.

Für die Verarbeitung in Rechnern muss Wissen besonders aufbereitet, also dargestellt werden. Bei Konditionalen ist das überaus schwierig: Ein Mensch meint z. B. in einem Gespräch, dass ein Umstand eine Wahrscheinlichkeit von 60 Prozent hat. Sein Gesprächspartner geht von einer 75-prozentigen Wahrscheinlichkeit aus. Keiner der beiden hat ein Problem mit den 15 Prozentpunkten Differenz. Im Gegensatz zum Rechner, der nicht einordnen kann, welche Zahl richtig ist.

"Wenn Menschen 'denken' würden wie Rechner, wären sie nie zufrieden mit Prognosen wie einer 'Regenwahrscheinlichkeit von 70 Prozent'", erklärt Prof. Dr. Christoph Beierle: "Was bedeutet das überhaupt? Regnet es in 70 Prozent aller Orte und in 30 Prozent nicht? Oder in 70 Prozent von 24 Stunden?" Erst die Verknüpfung mit einem Kontext schafft mehr Klarheit bei der Einschätzung, was eine Information wirklich Wert ist - Klarheit, die der Rechner braucht.

Wenn er diese hat, kann er anhand von Verarbeitungsformalien, auf der Grundlage von Regeln und Beobachtungen Schlussfolgerungen ziehen. Etwa bei einer (medizinischen) Diagnose oder beim hypothetischen Schließen: Was wäre, wenn eine zusätzliche Information vorliegt, z. B. das Ergebnis einer weiteren Untersuchung? Bringt das den Anwender weiter?

Hierfür sind "Agenten" nützlich: Computerprogramme, die über einen eigenen Wissenszustand verfügen. Für die Repräsentation und Verarbeitung des Wissens eines Agenten eignen sich Konditionalsätze in besonderer Weise. Diese Agenten operieren unabhängig von Benutzereingriffen. Sie werden von sich aus tätig, reagieren auf Umgebungsänderungen und kommunizieren mit anderen Agenten. Vor allem sind sie aufgrund vorheriger Entscheidungen bzw. Beobachtungen lern- und anpassungsfähig: Solche virtuellen Agenten durchsuchen lokal gespeicherte Daten und das Internet nach bestimmten Informationen und bewerten sogar deren Qualität und Nutzen. Internes Wissen und neue Beobachtungen lassen sie Schlussfolgerungen ziehen. Und sie können Fragen beantworten.

Hierfür mussten Prof. Beierle und sein Team ein Konzept für eine Software-Plattform entwickeln und implementieren. Sie spannt einen Bogen von theoretischen Grundlagen bis hin zu praktischen Anwendungen.

Einen besonderen Schwerpunkt des Projekts bildete die Entwicklung und Implementierung der Data Mining-Komponente "CondorCKD" zur Aufdeckung konditionaler Beziehungen ("Regeln") in statistischen Daten. Klassisches Beispiel für Data Mining ist die Warenkorbanalyse, mit der Kaufverhalten analysiert wird. Durch dieses Finden von Beziehungen zwischen Waren können Regeln aufgestellt werden: Wenn ein Kunde das Produkt A kauft - greift er dann auch zu Produkt B oder lieber zu C?

Andere Beziehungen lassen sich so z. B. auch im medizinischen Bereich herstellen. So hat das Informatik-Lehrgebiet in einer Untersuchung einen Datensatz analysiert, der Zusammenhänge aufzeigt zwischen Sonnenbaden und Bräunungsverhalten, der Anzahl von Urlauben von Personen, der Häufigkeit von Sonnenbädern, der Benutzung von Sonnenstudios, den Hauttypen und Hautreaktionen. Beachtet wurden ebenso medizinische Einflussgrößen auf die Entwicklung von Hautkrebs oder andere Veränderungen wie Hautmale oder Sommersprossen. Sozusagen auf Knopfdruck lässt sich nun ein Überblick über gesundheitliche Risiken gewinnen.

Susanne Bossemeyer | idw
Weitere Informationen:
http://www.fernuni-hagen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Verbesserung des mobilen Internetzugangs der Zukunft
21.07.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

nachricht Affen aus dem Weltraum zählen? Neue Methoden helfen die Artenvielfalt zu erfassen
21.07.2017 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu Sprachdialogsystemen und Mensch-Maschine-Kommunikation in Saarbrücken

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Schreiben mit dem Elektronenstrahl: Jetzt auch Nanostrukturen aus Silber

24.07.2017 | Physik Astronomie