Induktive logische Programmierung
# Induktive logische Programmierung

Die Induktive logische Programmierung (ILP) ist ein Bereich des maschinellen Lernens, in dem Verfahren zur automatischen Erstellung von logischen Programmen aus Beispielen untersucht werden. Damit ähneln ILP-Verfahren der allgemeinen Induktion beim Denken. Der Begriff wurde 1991 in einem Artikel von Stephen Muggleton eingeführt.

Im Gegensatz zu anderen symbolischen Lernverfahren wie ID3 und C4.5, deren Repräsentationsformat auf Aussagenlogik beschränkt ist, benutzen ILP-Verfahren eingeschränkte Formen der Prädikatenlogik als Repräsentationsformat für Beispiele, Hintergrundwissen und Hypothesen.

## Problemstellung

In der normalen Problemstellung für ILP-Systeme sind Beispiele und ein Hintergrundwissen vorgegeben und das System versucht eine Theorie zu finden, die mit dem Hintergrundwissen die Beispiele korrekt herleitet. Das Hintergrundwissen B wird im Allgemeinen als Menge von Klauseln repräsentiert; die Beispiele e sind variablenfreie Atome. Dabei können positive, das heißt wahre, und negative, also falsche, Beispiele unterschieden werden. Die zu erstellende Theorie S ist eine Menge von Klauseln, die vereinigt mit B die Beispiele korrekt ableitet:

$S\cup B\models e$ für alle positiven Beispiele e

$S\cup B\not \models e$ für alle negativen Beispiele e

Daneben gibt es die sogenannte Nichtmonotone Problemstellung, die der Problemstellung des Data-Mining entspricht. Dabei ist eine Menge von Interpretationen gegeben und das Lernziel ist es, eine Klauselmenge zu finden, die in jeder Interpretation wahr ist.

## Methoden

Die meisten ILP-Algorithmen induzieren die gesuchte Theorie, indem sie mit einer, eventuell leeren, Theorie beginnen und iterativ neue Klauseln hinzufügen. Positive Beispiele, die von einer neu hinzugefügten Klausel hergeleitet werden, können dann entfernt werden. Der Algorithmus terminiert, wenn alle positiven Beispiele entfernt wurden oder wenn ein anderes Kriterium erfüllt ist, etwa wenn die Beispiele nicht weiter durch neue Klauseln komprimiert werden können. Dieser Greedy-Algorithmus ist als Cover Set- oder Sequential Covering-Algorithmus bekannt.

Es gibt verschiedene Algorithmen, welche gute Klauseln, die zur Theorie hinzugefügt werden können, finden. Dabei lassen sich grob Top-Down- und Bottom-Up-Ansätze unterscheiden. In ersteren wird die Menge der Klauseln ausgehend von einer sehr allgemeinen Klausel durchsucht, im zweiten werden Klauseln direkt aus Beispielen generiert. Ein bekanntes Top-Down-System ist FOIL; ein bekanntes Beispiel für Bottom-Up-Systeme ist Golem. Systeme wie Progol, CHILLIN und ProGolem kombinieren beide Ansätze.

## Konferenzen

Seit 1991 findet jedes Jahr eine Konferenz zum Thema statt.

| Jahr | Datum | Ort | Vorsitz |
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| 2022 | September 28-30 | Windsor Great Park, Großbritannien | |
| 2021 | Oktober 25-27 | Virtuell | |
| 2019 | September 3-5 | Plowdiw, Bulgarien | |
| 2018 | September 2-4 | Ferrara, Italien | |
| 2017 | September 4-6 | Orleáns, Frankreich | |
| 2016 | September 4-6 | London, Großbritannien | |
| 2015 | August 20-22 | Kyoto, Japan | |
| 2014 | September 14-16 | Nancy, Frankreich | |
| 2013 | August 28-30 | Rio de Janeiro, Brasilien | |
| 2012 | September 17-19 | Dubrovnik, Kroatien | |
| 2011 | 31st July - 3rd August | Windsor Great Park, Großbritannien | |
| 2010 | June 27-30 | Florenz, Italien | |
| 2009 | July 2-5 | Leuven, Belgien, Katholieke Universiteit Leuven | Hendrik Blockeel, Luc De Raedt |
| 2008 | September 10-12 | Prag, Tschechien, Czech Technical University | Filip Zelezny, Nada Lavrač |
| 2007 | June 19-21 | Corvallis, Oregon, USA, Oregon State University | Jude Shavlik, Hendrik Blockeel, Prasad Tadepalli |
| 2006 | August 24-27 | Santiago de Compostela, Spanien | Stephen Muggleton, Ramon Otero |
| 2005 | August 10-13 | Bonn, Deutschland | Stephan Kramer, Bernhard Pfahringer |
| 2004 | September 6-8 | Porto, Portugal | Ashwin Srinivasan, Ross King |
| 2003 | September 29-October 1 | Szeged, Ungarn | Tamas Horváth, Akihiro Yamamoto |
| 2002 | July 9-11 | Sydney, Australien | Stan Matwin, Claude Sammut |
| 2001 | September 9-11 | Straßburg, Frankreich | Céline Rouveirol, Michèle Sebag |
| 2000 | July 24-27 | London, England | James Cussens, Alan Frisch |
| 1999 | June 24-27 | Bled, Slowenien | Saso Dzeroski, Peter Flach |
| 1998 | July 22-24 | Madison, Wisconsin, USA | C. David Page, Jr. |
| 1997 | September 17-20 | Prag, Tschechien | Nada Lavrac, Saso Dzeroski |
| 1996 | August 26-28 | Stockholm, Schweden | Stephen Muggleton |
| 1995 | September 4-6 | Leuven, Belgien | Luc De Raedt |
| 1994 | September 12-14 | Bonn, Deutschland | Stefan Wrobel |
| 1993 | April 1-3 | Bled, Slowenien | Stephen Muggleton |
| 1992 | June 6-7 | Tokio, Japan | Stephen Muggleton |
| 1991 | March 2-4 | Viana do Castelo, Portugal | Stephen Muggleton |

## Implementierungen

* Progol
* Golem (ILP)
* Aleph
* ProGolem
* Foil
* Claudien
* Lime
* ACE
* DMax
* Warmr
* RSD
* Mio
* DL-Learner
* Mobal
* Kepler
* Chillin
