ruby sbn

El segundo elemento que tengo pensado utilizar en mi nuevo proyecto se trata de sbn una librería ruby que permite trabajar con redes bayesianas. Aunque la inferencia está limitada a un algoritmo de resolución aproximado, el Markov Chain Monte Carlo, por lo poco que he probado, esta librería es suficiente para mi proyecto, aunque me gustaría que tuviese algún método de inferencia exacto para poder comparar.

Voy a poner un código sencillo y de paso comento algún detalle de este proyecto sin nombre. Me he decidido a implementar un "adivino del futuro" que funciona de forma aleatoria. La idea es generar un mensaje de texto aleatorio que contiene una serie de variables aleatorias: suerte, amor, salud, riqueza. Hasta ahora he construido una red bayesiana que determina la relación entre estas variables y otras derivadas, para que el mensaje sea coherente (aunque sea aleatorio). Por ejemplo, en el caso del trabajo, si eres afortunado en la riqueza, es posible que que también tengas suerte en el trabajo, pero entonces puede que tu familia te eche de menos y no seas tan afortunado en el amor.

Por ahora he construido una red bayesiana que determina la relación entre una serie de parámetros. La red estará generada "a mano" para que los mensajes que se generen sean divertidos y más o menos coherentes. La descripción de los valores que maneja la red es esta:

  • suerte: es el factor principal de la red, el resto de variables dependen directa o indirectamente de la suerte.
  • amor: todos sabemos lo que es el amor. Por ahora el único hijo del amor es la familia, que depende directamente de nuestra suerte en el amor.
  • salud: fácil de saber qué significa. La salud determina nuestro trabajo, si no tenemos buena salud no podemos trabajar y viceversa.
  • riqueza: determina cúanto dinero y posesiones tenemos. Una parte de la riqueza depende del trabajo y otra del dinero (cómo algo genérico). He supuesto que si te va bien en la riqueza, lo más probable es que te vaya bien en el trabajo o en el dinero (juegos de azar, bolsa, etc) pero es improbable que te vayan bien o mal las dos cosas a la vez (aunque no es imposible).
  • trabajo: depende de la riqueza y de la salud.
  • familia: la más compleja de las variables de este ejemplo, depende del amor y del trabajo, que a su vez depende de la riqueza y de la salud. La idea es que si tenemos mucho trabajo, nuestra familia se resentirá, aunque le vaya bien a nuestra riqueza.

Se trata de un ejemplo muy sencillo, en el que hay que tener en cuenta que no hablo de causalidad, sino de correlación estadística, pero al fín y al cabo es lo que cuenta para "predecir el futuro" y para darle coherencia al mensaje. Una vez generado el mensaje de "suerte", el siguiente paso es vestirlo con palabras que expresen correlación o causalidad indistitamente. Éste es básicamente el truco que usan los adivinos: te va bien en el trabajo, entonces tu familia no estará muy contenta, veo tu futuro muy negro, no vas a tener suerte, pero en el amor te va a ir bien, porque tu familia te va a apoyar. Lo complicado será generar estas palabras que expresen la relación causal, espero que wordnet me sirva de ayuda.

El código ruby es muy sencillo y prácticamente se trata del ejemplo de uso de sbn adaptado a este caso:

require 'rubygems'
require 'sbn'

#puts "Starting: #{Time.now}"

net = Sbn::Net.new("Predicting your future")

#main variable
luck = Sbn::Variable.new(net, :luck, [0.5, 0.5])

#base variables
love = Sbn::Variable.new(net, :love)
luck.add_child(love)
love.set_probability(0.55, {:love => :true, :luck => :true})
love.set_probability(0.45, {:love => :false, :luck => :true})
love.set_probability(0.45, {:love => :true, :luck => :false})
love.set_probability(0.55, {:love => :false, :luck => :false})

health = Sbn::Variable.new(net, :health)
luck.add_child(health)
health.set_probability(0.55, {:health => :true, :luck => :true})
health.set_probability(0.45, {:health => :false, :luck => :true})
health.set_probability(0.45, {:health => :true, :luck => :false})
health.set_probability(0.55, {:health => :false, :luck => :false})

wealth = Sbn::Variable.new(net, :wealth)
luck.add_child(wealth)
wealth.set_probability(0.55, {:wealth => :true, :luck => :true})
wealth.set_probability(0.45, {:wealth => :false, :luck => :true})
wealth.set_probability(0.45, {:wealth => :true, :luck => :false})
wealth.set_probability(0.55, {:wealth => :false, :luck => :false})

#derived variables

work = Sbn::Variable.new(net, :work)
wealth.add_child(work)
health.add_child(work)

work.set_probability(0.8, {:work => :true, :wealth => :true, :health => :true})
work.set_probability(0.2, {:work => :false, :wealth => :true, :health => :true})
work.set_probability(0.2, {:work => :true, :wealth => :true, :health => :false})
work.set_probability(0.8, {:work => :false, :wealth => :true, :health => :false})
work.set_probability(0.5, {:work => :true, :wealth => :false, :health => :true})
work.set_probability(0.5, {:work => :false, :wealth => :false, :health => :true})
work.set_probability(0.1, {:work => :true, :wealth => :false, :health => :false})
work.set_probability(0.9, {:work => :false, :wealth => :false, :health => :false})

money = Sbn::Variable.new(net, :money)
wealth.add_child(money)

money.set_probability(0.6, {:money => :true, :wealth => :true})
money.set_probability(0.4, {:money => :false, :wealth => :true})
money.set_probability(0.2, {:money => :true, :wealth => :false})
money.set_probability(0.8, {:money => :false, :wealth => :false})

family = Sbn::Variable.new(net, :family)
love.add_child(family)
work.add_child(family)

family.set_probability(0.8, {:family => :true, :love => :true, :work => :true})
family.set_probability(0.2, {:family => :false, :love => :true, :work => :true})
family.set_probability(0.6, {:family => :true, :love => :true, :work => :false})
family.set_probability(0.4, {:family => :false, :love => :true, :work => :false})
family.set_probability(0.3, {:family => :true, :love => :false, :work => :true})
family.set_probability(0.7, {:family => :false, :love => :false, :work => :true})
family.set_probability(0.1, {:family => :true, :love => :false, :work => :false})
family.set_probability(0.9, {:family => :false, :love => :false, :work => :false})

#generate evidence
luck_value = rand(2) == 1  ? "true".to_sym : "false".to_sym

evidence = {:luck => luck_value}

net.set_evidence(evidence)

#lookup derived variables, and calculate a value

love_value = rand(0) < net.query_variable(:love)[:true] ? true : false
health_value = rand(0) < net.query_variable(:health)[:true] ? true : false
wealth_value = rand(0) < net.query_variable(:wealth)[:true] ? true : false
work_value = rand(0) < net.query_variable(:work)[:true] ? true : false
money_value = rand(0) < net.query_variable(:money)[:true] ? true : false
family_value = rand(0) < net.query_variable(:family)[:true] ? true : false

puts "luck: #{luck_value} [love: #{love_value} " + \
"(family: #{family_value}), health: #{health_value}, " + \
"wealth: #{wealth_value} (work: #{work_value}, money: #{money_value})]"

#puts "end: #{Time.now}"


Un comentario en “ruby sbn

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