Maschinelles Lernen - Methoden Wissensbasierter Systeme - page 98

5 Maschinelles Lernen

Ahnlich wie es grundlegende Schwierigkeiten gibt, den Begriff der kunstlichen Intel-
ligenz exakt zu definieren, gilt dies auch fur den Begriff des maschinellen Lernens .
Beide Begriffe stehen namlich in einem ahnlichen Verhaltnis zueinander, wie dies
auch die Begriffe der Intelligenz und des Lernens tun. Intelligentes Verhalten wird
oftengmitderFahigkeit des Lernens verknupft; in der Tat spielt bei der Ent-
wicklung der Intelligenz beim Menschen die Lernfahigkeit eine ganz entscheidende
Rolle.
In diesem Kapitel gehen wir zunachst auf die Problematik einer Definition des
Begriffs Lernen ein und klassifizieren die verschiedenen Ansatze zum maschinellen
Lernen. Den Schwerpunkt dieses Kapitels bilden dann induktive Lernverfahren: das
sehr erfolgreiche Gebiet des Lernens von Entscheidungsbaumen und das allgemei-
nere Gebiet des Lernens von Konzepten. Beim Lernen von Konzepten stellen wir
insbesondere das Lernverfahren mit Versionenraumen vor, das einen guten Rahmen
darstellt, in dem viele grundlegende Problemstellungen des induktiven Lernens ver-
deutlicht werden konnen. Weiterhin gehen wir mit den Themen Data Mining und
Wissensfindung in Datenbestanden auf einen Bereich ein, der aktuell in vielen An-
wendungsgebieten besonderes Interesse findet.

5.1 Definition des Lernens

Verschiedene Definitionen fur (maschinelles) Lernen wurden vorgeschlagen und dis-
kutiert. Zunachst betrachten wir die folgende Definition:

Learning denotes changes in the system that are adaptive in the sense
that they enable the system to do the same task or tasks drawn from
the same population more eciently and more effectively the next time
[213].

Diese Charakterisierung umfasst allerdings auch Veranderungen, die offensichtlich
nichts mit Lernen zu tun haben. Sieht man die schnellere Abarbeitung einer arith-
metischen Berechnung als eine Verbesserung an, so ware streng genommen nach
der obigen Definition bereits die Verwendung eines schneller getakteten Prozessors,
der die arithmetischen Berechnungen nach demselben Schema, aber in kurzerer Zeit
durchfuhrt, eine Lernleistung. Eine zweite Definition ist die folgende:

The study and computer modeling of learning processes in their multiple
manifestations constitutes the subject matter of machine learning [37].

Diese Definition vermeidet zwar die soeben angesprochenen Defizite, umgeht aber
die Problematik einer eigentlichen Definition des maschinellen Lernens dadurch,