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Fallbasiertes Schließen

3.1.1. Substitution

Bei der Substitution werden für die Problemlösung entweder einzelne einfache Teile oder komplexere Konstrukte einer alten bzw. vorhandenen Lösung übernommen.

Instanzenbildung

Bei dieser Methode wird eine vorhandene Lösung instanziert, d.h. alle Merkmale werden vererbt. Sie wird verwendet wenn die Struktur des neuen Problems mit der eines vorhandenen übereinstimmt, jedoch die Funktionen und Aufgaben von Objekten anders belegt sind. Es werden dann die Objekte ausgetauscht.

Dazu ist es notwendig erstens die Problemstruktur und zweitens die Übereinstimmungen zwischen den Funktionen der Objekte des vorhandenen und des neuen Falles zu kennen.

Problem:	Gleiche Struktur - verschiedene Objektfunktionen.
Lösung:	Ersetzen der vorhandenen Objekte durch die neuen.
Vorgang:	1. Abbilden der Struktur für die alte Lösung 2. Herausfinden von Objektübereinstimmungen 3. Instanzieren der Struktur der alten Lösung

Im einfachsten Fall werden die Funktionen eins zu eins verändert, aber es können sich auch folgende Schwierigkeiten ergeben:

• Keine komplette Übereinstimmung der Strukturen
• Gleiche Struktur, aber die Objekte spielen eine andere Rolle
• Verschiedene Objekte haben dieselbe Funktion

Bei solchen Problemen wird versucht eine nahezu optimale Lösung zu finden. Dabei spielen dann folgende Eigenschaften eine wichtige Rolle:

• Objekte die sich am meisten gleichen
• Objektfunktionen die sich zwangsweise ergeben

Beispiel:

Vorhanden:	Rezept für Rindfleisch mit Brokoli
Neu:	Rezept Hühnerfleisch mit Erbsen

Die Kochmethode bleibt gleich, es werden jeweils nur die Fleisch- und Gemüsesorten ersetzt.

Parameterangleichung

Interpolierungsmethode - Hierbei werden bei gleicher Problemstruktur einfach nur die einzelnen Parameter numerisch angepasst.

Problem:	Verschiedene Parametergrößenordnungen
Lösung:	Parameter anpassen
Vorgang:	Vergleichen der Probleme und herausfinden der Unterschiede Anwenden eines Angleichungsverfahrens

Beispiel:

Vorhanden:	Strafausmaßbestimmung - Geschwindigkeitsübertretung von 20km/h
Neu:	Strafausmaßbestimmung - Geschwindigkeitsübertretung von 40km/h
Die Strafe wird sich in der Höhe des Bußgeldes auswirken.

Lokale Suche

Hierbei wird in einer vorhandenen Wissensbasis nach Werten und Lösungsstrukturen gesucht, die für das neue Problem angemessen erscheinen. Es wird dabei eine lokale Wissenshilfshierarchie verwendet, die zum Beispiel semantisch aufgebaut ist, um Ähnlichkeiten zu dem vorliegendem Problem zu finden. In dieser Baumhierarchie geht man dann vom aktuellen Lösungsvorschlag in Richtung Wurzel, bis ein Bereich kommt, in dem man eine Lösung vermutet. Durch die Wahl des Weges bei den Verzweigungen versucht man sodann auf die ideale Lösung zu kommen. Diese Methode wird deshalb lokale Suche genannt, da man versucht sich nicht zu weit vom ursprünglichem Lösungsansatz zu entfernen.

Der Lösungsvorgang passiert in zwei Schritten, der Verallgemeinerung und danach der erneuten Verfeinerung.

Problem:	Einige Lösungselemente erfüllen die Anforderungen des neuen Problems nicht
Lösung:	Suchen und substituieren einer Lösung mit sehr ähnlichem Parameter in der Fallhierarchie.

Beispiel:

Vorhanden:	Rezept für Apfelstrudel
Neu:	Keine Äpfel vorhanden, sondern nur Kirschen

In der Hierarchie geht man nun aufwärts bis man zu dem Überbegriff Strudel kommt und dann wieder abwärts, bis zum Kirschstrudel.

Speichersuchanfrage

Falls sich die vorhandene Wissensbasis nicht in einer solchen Hierarchie einordnen lässt, ist es nützlich eine andere Suchmethode zu haben. Dies wird durch die Speichersuchanfrage gelöst. Hier wird die Lösung direkt im Fallspeicher gesucht.

Beispiel:

Vorhanden:	Voriger Fall
Neu	Ein zuckerkranker Gast

Da die Hierarchie diesen Aspekt nicht berücksichtigt, ist es sinnvoll eine Suchabfrage über die gesamt Wissensbasis zu starten, um ein Gericht zu finden, dass mit Kirschen gemacht wird, aber zuckerfrei ist.

Spezielle Suche

Hier wird die Lösung sowohl in einer Wissenshilfshierarchie als auch im Fallspeicher gesucht. Bei dieser Methode werden der Suchanfrage auch die Bedingungen der Suche diktiert. Das heißt, es wird instruiert wie die Suche vor sich gehen soll.

Problem:	Die lokale Suche führt zu keinem Ergebnis
Lösung:	Instruktionen für die Suchanfrage

Beispiel:

Vorhanden:	Ursachen eines Herzinfarktes bei Sportarten
Konkret:	Ein Basketballer erlitt einen solchen Tod
Neu:	Sportler stirbt - Wahrscheinlichkeit eines Herzinfarktes auf Grund der Sportart wird gesucht

Um hier nicht alle Sportarten auf ihr Herzinfarktrisika überprüfen zu müssen, wird die Suchanfrage auf die Sportarten des Opfers begrenzt.

Fallbasierte Substitution

Hier werden Fälle gesucht, die eine alternative Lösung enthalten. Es wird dabei eine wichtige Anforderung der Problemlösung herausgenommen und anhand dieser dann eine alternative, aber akzeptable Lösung gesucht.

Beispiel:

Anforderung:	Es wird ein vegetarischer Ersatz für Lasagne gesucht.
Lösung:	Die Suche nicht, der Hierarchie nach, bei den Pastagerichten suchen, sondern gleich bei Gerichten die ohnehin vegetarisch zubereitet werden.

Hier ist es so, dass das Merkmal "vegetarisch" herausgepickt wird, um damit eine alternative Lösung zu finden.