リップルダウンルール(RDR )は、知識獲得へのアプローチ方法の一つです。知識獲得とは、人間の専門家から知識ベースシステムへの知識の伝達を指します。
リップルダウンルールは、知識獲得への漸進的なアプローチであり、一連の手法を網羅しています。RDRは、エキスパートシステムGARVAN-ES1の保守経験に基づき、ComptonとJansenによって提案されました(Compton and Jansen 1988)。オリジナルのGARVAN-ES1(Horn et al. 1985)は、テスト駆動開発に基づく知識獲得プロセスを採用しており、システムによって適切に分類されなかった新しいケースがデータベースに追加され、知識ベースを段階的に洗練するために使用されました。システムの助言と結論が矛盾する追加ケースは、「コーナーストーンケース」と呼ばれました。その結果、データベースは知識の洗練ごとに反復的に成長しました。データベースは、知識の変更をテストするために使用できました。Teiresiasが提供するものと同様の知識獲得ツールが開発され、矛盾するルールを見つけて修正するのに役立てられました。これらのツールは、各ケースで発動されたルールと、矛盾を解消するために知識を「編集」するための提案を表示します。
RDRフレームワークでは、人間の専門家の知識は現在のコンテキストに基づいて獲得され、段階的に追加されます。コンプトンとヤンセンは、専門家の知識は、正しい解釈(または結論)にどう至ったかを説明するためではなく、なぜ自分が正しかったのかを正当化するためにある程度「作り上げられた」ものであると主張しました。正当化は、現在のケースから特定された特徴に基づいています。専門家は、特定のコンテキストに対応するケースを分類するためのルールを作成します。このルールは、クラスに属するすべてのケースを分類できる可能性は低いでしょう。コンプトンとヤンセンは、私たちが伝える知識はコンテキストにおける正当化であるため、単一の洗練されたコンテキストフリーのルールを作成することは不可能であると主張しました。これは、知識はコンテキストにおいてのみ真であるため、他の知識の基盤となる絶対的な知識は存在しないことを意味します(Compton and Jansen 1990)。
リップルダウンルールは、データ構造と知識獲得シナリオから構成されます。人間の専門家の知識はデータ構造に格納され、一連のルールとしてコード化されます。知識獲得シナリオでは、人間の専門家の知識をRDRの知識ベースシステムに転送するプロセスが説明されています。
リップルダウンルールには、単一分類リップルダウンルール(SCRDR)、複数分類リップルダウンルール(MCRDR)、ネスト型リップルダウンルール(NRDR)、反復推論型複数分類リップルダウンルール(RIMCRDR)など、さまざまな構造があります。ここで説明するRDRのデータ構造は、最も単純な構造であるSCRDRです。
データ構造は決定木に似ています。各ノードにはルールがあり、そのルールの形式は IF cond1 AND cond2 AND ... AND condN THEN conclusion です。cond1 は条件 (ブール値評価) で、例えば A=1、isGreater(A,5)、average(A,">",average(B)) などです。各ノードには正確に 2 つの後継ノードがあり、これらの後継ノードは「ELSE」または「EXCEPT」によって前任ノードに接続されています。
以下に、SCRDRツリー(再帰的に定義される)の例を示します。
もし (OutLook = "晴れ" かつ Temperature = "涼しい") ならば、子供1を除いてテニスをプレイし、そうでなければ子供2をプレイする。
ここで、Child-1とChild-2もSCRDRツリーです。例えば、Child-1は次のようになります。
風が「風が強い」かつ湿度が「高い」ならば、子供がいない場合は「スカッシュ」をプレイする。それ以外の場合は、子供がいない。
人間の専門家がシステムに事例を提供し、誤分類された事例の分類を修正するための新しいルールを追加します。たとえば、事例[OutLook="SUNNY", Temperature="COOL", Wind="WINDY", Humidity="HIGH", ForeCast="STORM", Play="SQUASH"]の分類を修正するために、ルールChild-1が追加されます。この事例は、Play = "TENNIS"と誤分類されています。
人間の専門家によってルールが構築される場合、そのルールの条件は誤分類された事例によって満たされる必要があり、また、親ルール(この文脈では最初のルール)によって正しく分類された以前の事例によって満たされてはならない。
以下は、RDRの既知の実装例の一覧です。
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