一、前言

项目名称：动物识别产生式系统
Author: 浅若清风cyf
Date: 2020/11/20
理论基础：人工智能——产生式系统推理

二、实验环境（GUI）

本文采用Qt5.9框架实现
编程工具：Qt Creator 4.3.0 Community
编译工具：MinGW53

三、项目内容（需求）

（一）、问题

以动物识别系统为例，用选定的编程语言建造规则库和综合数据库，开发能进行正确的正向推理或反向推理的推理机。
正向推理过程：从已知事实出发，通过规则库求得结论，或称数据驱动方式。推理过程是：
- 规则集中的规则前件与事实库中的事实进行匹配，得匹配的规则集合。
- 从匹配规则集合中选择一条规则作为使用规则。
- 执行使用规则的后件，将该使用规则的后件送入事实库中。
- 重复这个过程直至达到目标。

1 动物分类规则集

（1）若某动物有奶，则它是哺乳动物。

（2）若某动物有毛发，则它是哺乳动物。

（3）若某动物有羽毛，则它是鸟。

（4）若某动物会飞且生蛋，则它是鸟。

（5）若某动物是哺乳动物且有爪且有犬齿且目盯前方，则它是食肉动物。

（6）若某动物是哺乳动物且吃肉，则它是食肉动物。

（7）若某动物是哺乳动物且有蹄，则它是有蹄动物。

（8）若某动物是有蹄动物且反刍食物，则它是偶蹄动物。

（9）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色条纹，则它是老虎。

（10）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色斑点，则它是金钱豹。

（11）若某动物是有蹄动物且长腿且长脖子且黄褐色且有暗斑点，则它是长颈鹿。

（12）若某动物是有蹄动物且白色且有黑色条纹，则它是斑马。

（13）若某动物是鸟且不会飞且长腿且长脖子且黑白色，则它是驼鸟。

（14）若某动物是鸟且不会飞且会游泳且黑白色，则它是企鹅。

（15）若某动物是鸟且善飞且不怕风浪，则它是海燕。

下面是该规则集所形成的（部分）推理网络：
在这里插入图片描述

2 问题描述

由上述动物识别规则组成规则库，推理机采用正向推理算法或反向推理算法，实现对动物的查询。
如给出初始事实：
F1：某动物有毛发
F2：吃肉
F3：黄褐色
F4：有黑色条纹
目标条件为：该动物是什么？

3 规则库扩充 (选做)

在上述规则集(Ⅰ)基础上增加以下规则集(Ⅱ)：
（1）兔子：有毛发，有奶，善跳跃，唇裂；
（2）猫：有毛发，有奶，善捕鼠，脚有肉垫；
（3）犀牛：有毛发，有奶，鼻子上有角，褐色，皮糙肉厚，有蹄；
（4）熊猫：有毛发，有奶，黑眼圈，四肢短小；
（5）鹦鹉：鸟类，上嘴鹰钩，会模仿人说话；
（6）鸭子：鸟类，腿短，嘴扁平，善潜水游泳；
（7）鹰：鸟类，上嘴鹰钩，有爪，吃肉；
（8）鸭子：有羽毛，卵生，善游泳，嘴扁平，腿短；
（9）鹅：有羽毛，卵生，善潜水游泳，白色或黑色，颈长，嘴大，腿长，颈部有肉只凸起；
（10）鸦：有羽毛，卵生，黑色，嘴大；
（11）鹰：有羽毛，卵生，有爪，吃肉，上嘴鹰钩；
（12）鹦鹉：有羽毛，卵生，上嘴鹰钩，能模仿人说话；
（13）青蛙：卵生，生活在水中，生活在陆地，有皮肤呼吸，用肺呼吸，皮肤光滑，吃昆虫，会变色；
（14）蝾螈：卵生，生活在水中，生活在陆地，有皮肤呼吸，用肺呼吸，吃昆虫，皮肤粗糙，四肢扁，背部黑色；
（15）蟾蜍：卵生，生活在水中，生活在陆地，有皮肤呼吸，用肺呼吸，吃昆虫，皮肤粗糙；
（16）比目鱼：用鳃呼吸，身体有鳍，生活在海洋中，身体扁平，两眼在头部同侧；
（17）鲫鱼：用鳃呼吸，身体有鳍，生活在淡水中，身体扁平，头高尾部窄；
（18）蛇：生活在陆地，用肺呼吸，胎生，身体有鳞或甲，身体圆而细长，吃小动物；
（19）壁虎：生活在陆地，用肺呼吸，胎生，身体有鳞或甲，有四肢，尾巴细长易断，吃昆虫；
（20）乌龟：生活在陆地，用肺呼吸，胎生，身体有鳞或甲，身体圆而扁，有坚硬的壳；
（21）玳瑁：生活在陆地，用肺呼吸，胎生，身体有鳞或甲，壳为黄褐色，皮肤光滑，有黑斑；
（22）鳄鱼：生活在陆地，用肺呼吸，胎生，身体有鳞或甲，有四肢，善游泳，皮硬黑褐色。

☆ 要求在动物分类规则集(Ⅰ)的基础上添加上述22条知识，共构成29种动物的知识库系统，对原有动物分类系统进行扩充和修改。

（二）要求

1、以产生式推理模式为基础，实现动物分类系统，推理方法采用正向推理或反向推理；
2、要求表示规则的语言必须能体现出规则前提和结论的对应关系，必须能体现出前提和结论中的逻辑关系；
3、要求能对规则库进行动态地增加、删除和修改操作（选做）；
4、要求有用户交互，如界面等输入要查询的初始事实、推理方法、推理中用到的规则和结论。

四、成果展示

1、完整代码及可执行文件

github：AnimalRecognitionSystem_Qt5

2、功能说明

①使用正向推理方法识别动物
②能够显示推理过程使用的规则的逻辑关系
③能对规则库动态增加、删除
④能够在规则集(Ⅰ)基础上增加规则集(Ⅱ)
⑤能够与用户交互，使用GUI直接选择事实进行识别，能够通过点击按钮并弹窗的方式查询事实库、规则库、类别库，能够通过点击按钮并弹窗的方式添加规则，能够通过直接点击规则项删除规则等功能。