الاستدلال العكسي

الاستدلال العكسي (أو الاستدلال العكسي ) هو أسلوب استدلال يُوصف بشكل عام بأنه العمل عكسياً من الهدف. ويُستخدم في برامج إثبات النظريات الآلية ، ومحركات الاستدلال ، ومساعدي البرهان ، وتطبيقات الذكاء الاصطناعي الأخرى . ^{[ 1 ]}

في نظرية الألعاب ، يطبق الباحثون هذه النظرية على الألعاب الفرعية (الأبسط) لإيجاد حل للعبة، في عملية تُسمى الاستقراء العكسي . في الشطرنج، تُسمى هذه العملية التحليل الرجعي ، وتُستخدم لإنشاء قواعد بيانات لجداول نهايات مباريات الشطرنج الحاسوبية .

يُطبَّق الاستدلال العكسي في البرمجة المنطقية باستخدام حل SLD . وتستند كلتا القاعدتين إلى قاعدة الاستدلال modus ponens . وهو أحد أكثر طريقتين شيوعًا للاستدلال باستخدام قواعد الاستدلال والآثار المنطقية ، والأخرى هي الاستدلال الأمامي . عادةً ما تستخدم أنظمة الاستدلال العكسي استراتيجية البحث العميق أولًا ، كما في لغة برولوج . ^{[ 2 ]}

يبدأ الاستدلال العكسي بقائمة من الأهداف (أو فرضية ) ويعمل بشكل عكسي من النتيجة إلى المقدمة للتحقق مما إذا كانت هناك أي بيانات تدعم أيًا من هذه النتائج. ^{[ 3 ]} يبحث محرك الاستدلال الذي يستخدم الاستدلال العكسي في قواعد الاستدلال حتى يعثر على قاعدة ذات نتيجة ( عبارة " إذن ") تتطابق مع هدف مرغوب. إذا لم تكن المقدمة ( عبارة " إذا ") لتلك القاعدة معروفة بصحتها، فإنها تُضاف إلى قائمة الأهداف (ولتأكيد الهدف، يجب أيضًا تقديم بيانات تؤكد هذه القاعدة الجديدة).

على سبيل المثال، لنفترض أن حيوانًا أليفًا جديدًا، اسمه فريتز، تم توصيله في صندوق معتم مع حقيقتين عنه:

• فريتز ينعق
• فريتز يأكل الذباب

الهدف هو تحديد ما إذا كان فريتز أخضر اللون، بناءً على قاعدة بيانات تحتوي على القواعد الأربع التالية:

1. إذا نقنق الضفدع X وأكل الذباب، فإن X ضفدع
2. إذا غرّد الطائر X وغنّى X، فإن X هو كناري
3. إذا كان X ضفدعًا – فإن X أخضر
4. إذا كان X كناريًا، فإن X أصفر.

باستخدام الاستدلال العكسي، يستطيع محرك الاستدلال تحديد ما إذا كان فريتز أخضر اللون في أربع خطوات. في البداية، تُصاغ الاستعلامات على شكل تأكيد هدف يُراد إثباته: "فريتز أخضر اللون".

1. يتم استبدال فريتز بـ X في القاعدة رقم 3 لمعرفة ما إذا كانت النتيجة تتطابق مع الهدف، وبالتالي تصبح القاعدة رقم 3 كالتالي:

إذا كان فريتز ضفدعًا، فإن فريتز أخضر.

بما أن النتيجة تتطابق مع الهدف ("فريتز أخضر")، فإن محرك القواعد يحتاج الآن إلى التحقق مما إذا كان من الممكن إثبات المقدمة ("فريتز ضفدع"). وبالتالي، تصبح المقدمة هي الهدف الجديد.

فريتز ضفدع

2. باستبدال فريتز بـ X مرة أخرى، تصبح القاعدة رقم 1 كما يلي:

إذا كان فريتز ينقنق ويأكل الذباب – فإن فريتز ضفدع

بما أن النتيجة تتطابق مع الهدف الحالي ("فريتز ضفدع")، فإن محرك الاستدلال يحتاج الآن إلى التحقق مما إذا كان من الممكن إثبات المقدمة ("فريتز ينق ويأكل الذباب"). وبالتالي، تصبح المقدمة هي الهدف الجديد.

فريتز ينعق ويأكل الذباب

3. بما أن هذا الهدف هو عبارة عن اقتران بين عبارتين، فإن محرك الاستدلال يقسمه إلى هدفين فرعيين، وكلاهما يجب إثباته:

فريتز ينعق فريتز يأكل الذباب

4. لإثبات كلا الهدفين الفرعيين، يرى محرك الاستدلال أن كلا الهدفين الفرعيين قد تم تقديمهما كحقائق أولية. لذلك، فإن العبارة صحيحة.

فريتز ينعق ويأكل الذباب

لذلك فإن مقدمة القاعدة رقم 1 صحيحة، وبالتالي يجب أن تكون النتيجة صحيحة:

فريتز ضفدع

لذلك فإن مقدمة القاعدة رقم 3 صحيحة، وبالتالي يجب أن تكون النتيجة صحيحة:

فريتز أخضر

وبالتالي، يسمح هذا الاستنتاج لمحرك الاستدلال بإثبات أن فريتز أخضر. لم تُستخدم القاعدتان رقم 2 ورقم 4.

لاحظ أن الأهداف تتطابق دائمًا مع النسخ المؤكدة من نتائج الاستلزام (وليس النسخ المنفية كما في قاعدة نفي الاستدلال ) وحتى في هذه الحالة، تُعتبر مقدماتها بمثابة الأهداف الجديدة (وليس النتائج كما في تأكيد النتيجة )، والتي يجب أن تتطابق في النهاية مع الحقائق المعروفة (والتي تُعرف عادةً بأنها نتائج تكون مقدماتها صحيحة دائمًا)؛ وبالتالي، فإن قاعدة الاستدلال المستخدمة هي قاعدة إثبات الاستدلال .

لأن قائمة الأهداف تحدد القواعد المختارة والمستخدمة، تُسمى هذه الطريقة بالاستدلال الموجه بالأهداف ، على عكس الاستدلال الأمامي الموجه بالبيانات . ويُستخدم أسلوب الاستدلال العكسي غالبًا في الأنظمة الخبيرة .

تدعم لغات البرمجة مثل Prolog و Knowledge Machine و ECLiPSe الاستدلال العكسي ضمن محركات الاستدلال الخاصة بها. ^{[ 4 ]}

• التراجع
• الاستقراء العكسي
• الاستدلال الأمامي
• مخطط بياني
• التفكير الانتهازي

• راسل، ستيوارت ؛ نورفيج، بيتر (2009). الذكاء الاصطناعي: منهج حديث . برنتيس هول. ISBN 978-0-13-604259-4.

• مثال على الاستدلال العكسي