利用已知知识解决问题的方法

摘要

一种利用已知知识解决问题的方法，包括以下步骤：输入题目，字词替换，拆分分句，句子替换，任意分句相互组合形成组合分句，与已解决的问题相匹配，若匹配，则将该已解决问题的答案加入题目，继续匹配直至最后生成的题目与已有知识匹配成功，利用已有知识的处理方式解决问题。本发明通过语句变换，将未知的句子转化成为已知的句子，然后解决问题，不需要过于大量的数据作为训练样本进行训练，只需少量的训练样本即能求解问题，即在不消耗过多运算资源的同时，减少数据训练量，速度快，效率高，易于实现。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种利用已知知识解决问题的方法。

背景技术

随着现代技术人工智能化的普及，人们的工作、生活越来越离不开人工智能设备，而一些智能机器从「特定的」大量数据中总结规律，归纳出某些「特定的知识」，然后将这种「知识」应用到现实场景中去解决实际问题，是人工智能发展到现阶段的本质逻辑，人工智能所总结出来的知识并不是像传统软件那样，可以直观精确的表达出来，它更像人类学习到的知识一样，比较抽象，难以表达，人工智能可以对人的意识、思维的信息过程进行模拟，人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能，总而言之，人工智能是一种工具，一种利用知识的工具。我们目前在计算机人工智能中，已面临到需要解决某些题目，来满足部分工作或生活的需求，然而目前还没发现有较好的方法来对数学等题目进行求解，因此亟需一种利用计算机人工智能来解决问题的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种训练样本要求小、计算次数少、易于实现的利用已知知识解决问题的方法，通过语句变换，将未知的句子转化成为已知的句子，然后解决问题，以克服已有技术所存在的上述不足。

本发明采取的技术方案是：一种利用已知知识解决问题的方法，包括以下步骤：

（1）输入题目，进入解题步骤；

（2）字词替换，查询已有知识，判断新题目中的单字或词是否存在可以进行替换的其他字词，若有，则对该单字或词进行替换，记录替换后生成的句子；

（3）将新题目按标点符号拆分为多个分句；

（4）句子替换，查询已有知识，判断各分句是否存在替换或新增记录，若存在，则直接进行替换或新增，记录替换或新增后生成的题目；

（5）任意分句相互组合形成组合分句，查询已有知识，判断各组合分句是否与已解决的问题相匹配，若匹配，则将该已解决问题的答案加入题目，记录新生成的题目；

（6）在新生成题目的基础上，继续拆分成分句，重复执行步骤（5），循环匹配；

（7）替换直至最后生成的题目与已有知识匹配成功，利用已有知识的处理方式解决问题，至此结束。

由于采用上述技术方案，本发明之利用已知知识解决问题的方法具有如下有益效果：

1．本发明通过语句变换，将未知的句子转化成为已知的句子，然后解决问题，不需要过于大量的数据作为训练样本进行训练，只需少量的训练样本即能求解问题，即在不消耗过多运算资源的同时，减少数据训练量，速度快，效率高，易于实现；

2．本发明不需要过多的运算性能支持，普通家用机即可满足运算需求，易于推广。

下面结合附图和实施例对本发明之利用已知知识解决问题的方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明实施例之方法流程图。

具体实施方式

实施例

计算机系统中已存在以下知识：

已知知识一：小球的体积是5立方分米，密度是4kg/立方分米，小球的质量是多少。——答案：20kg

已知知识二：小球的质量是20kg，小车的质量是小球的5倍，小车的质量是多少。——答案：100kg

已知知识三：小球的质量是20kg，小车的质量是小球的一半，小车的质量是多少。——答案：10kg

已知知识四：小球的质量是20kg，小车的质量是小球的2倍，小车的质量是多少。——答案：40kg

已知知识五：“为”可以替换成“是”

已知知识六：小球的质量是20kg，小车的质量是15kg，小球与小车的质量之和是多少。——答案：35kg

已知知识七：桌子是物体，椅子是物体，小球是物体，小车是物体。

一种利用已知知识解决问题的方法，如图1所示，包括以下步骤：

（一）语句变换，生成新句子；

（1）输入题目，进入解题步骤，通过语句变换，将未知的句子转化成为已知的句子，所述语句变换指通过字、词、句的转换，生成新的句子，通过变换使得生成的新句子为之前学过的句子，利用之前学到的知识解决问题；

新题目：小球的体积是5立方分米，密度为4kg/立方分米，小车的质量是小球的3倍，椅子的质量是小球的一半，桌子的质量是小车的2倍，椅子与桌子的质量之和是多少；

（2）从单字或词开始，字词替换，查询已有知识，判断新题目中的单字或词是否在计算机系统中存在可以进行替换的其他字词，若有，则对该单字或词进行替换，记录替换后生成的句子；

查询新题目中是否有可替换成分，根据已知知识五，句子“密度为4kg/立方分米”中的“为”可以替换成“是”，进行字的替换，替换后的题目为：小球的体积是5立方分米，密度是4kg/立方分米，小车的质量是小球的3倍，椅子的质量是小球的一半，桌子的质量是小车的2倍，椅子与桌子的质量之和是多少；

（3）将新题目按标点符号拆分为多个分句；

拆分后即为：“小球的体积是5立方分米”、“密度是4kg/立方分米”、“小车的质量是小球的3倍”、“椅子的质量是小球的一半”、“桌子的质量是小车的2倍”、“椅子与桌子的质量之和是多少。”；

（4）句子替换，查询已有知识，判断各分句在计算机系统中是否存在替换或新增记录，若存在，则直接对该分句进行替换或新增，替换或新增后重新放回题目原位，组成新题目，记录替换或新增后生成的题目；

经查询后，本题之分句不存在替换或新增记录，保留题目，进入下一步；

（5）任意分句随机相互组合形成组合分句，查询已有知识，判断各组合分句是否与计算机系统中已解决的问题相匹配，若匹配，则将该已解决问题的答案加入题目，和原题分句共同组成新题目，记录新增后生成的题目；

题中，分句“小球的体积是5立方分米”与分句“密度是4kg/立方分米”组合后，与已知知识一匹配成功，因此将已知知识一的答案“小球的质量是20kg” 加入题目，得到新增后的题目为：小球的体积是5立方分米，密度是4kg/立方分米，小球的质量是20kg，小车的质量是小球的3倍，椅子的质量是小球的一半，桌子的质量是小车的2倍，椅子与桌子的质量之和是多少；

（6）在新生成题目的基础上，继续拆分成分句，重复执行步骤（5），循环匹配，查看是否匹配上已学过的知识；

再进行随机组合匹配，得到分句“小球的质量是20kg”与分句“小车的质量是小球的3倍”组合后，与已知知识二是同一类型问题，通过通用算式解答获得组合分句的答案，因此将组合分句的答案“小车的质量是60kg”加入题目，得到新增后的题目为：小球的体积是5立方分米，密度是4kg/立方分米，小球的质量是20kg，小车的质量是小球的3倍，小车的质量是60kg，椅子的质量是小球的一半，桌子的质量是小车的2倍，椅子与桌子的质量之和是多少；

依次类推，分句“小球的质量是20kg”与分句“椅子的质量是小球的一半”组合后，与已知知识三是同一类型问题，通过通用算式解答获得组合分句的答案，因此将组合分句的答案“椅子的质量是10kg”加入题目，得到新增后的题目为：小球的体积是5立方分米，密度是4kg/立方分米，小球的质量是20kg，小车的质量是小球的3倍，小车的质量是60kg，椅子的质量是小球的一半，椅子的质量是10kg，桌子的质量是小车的2倍，椅子与桌子的质量之和是多少；

同理，可以得到答案“桌子的质量是120kg”，加入题目后得到新增后的题目为：小球的体积是5立方分米，密度是4kg/立方分米，小球的质量是20kg，小车的质量是小球的3倍，小车的质量是60kg，椅子的质量是小球的一半，椅子的质量是10kg，桌子的质量是小车的2倍，桌子的质量是120kg，椅子与桌子的质量之和是多少；

（二）利用生成的新句和以前学过的知识解决问题；

（7）替换直至最后生成的题目与已有知识匹配成功，利用已有知识的处理方式解决问题，至此结束；

至此题目中，分句“椅子的质量是10kg”与分句“桌子的质量是120kg”，组合后，与已知知识六是同一类型问题，匹配成功，利用已知知识六的处理方式对本题进行求解，得到本题的最终答案“椅子与桌子的质量之和是130kg”，至此问题解决完成。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的方法并不限于上述实施例列举的形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。