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DIKWP表达与执行统一机制在中医AI问诊模拟中的全流程展示

已有 342 次阅读 2025-4-9 09:46 |系统分类:论文交流

DIKWP表达与执行统一机制在中医AI问诊模拟中的全流程展示

段玉聪

人工智能DIKWP测评国际标准委员会-主任

世界人工意识大会-主席

世界人工意识协会-理事长

(联系邮箱:duanyucong@hotmail.com) 

摘要

本文以“感冒-咽炎-气管炎”中医诊疗案例为基础,面向中学生认知水平,全面展示DIKWP语义模型在人工意识系统中“表达即执行”的统一机制。DIKWP(数据-信息-知识-智慧-意图)模型在经典DIKW(金字塔)基础上引入“意图/目的”层,通过网状语义结构实现各层次的双向反馈 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。这使AI具备一种人机共有的认知语言,用统一的语义表示来理解人类指令并指导自身行动 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。“表达即执行”指的是语义表达不仅具有描述意义,还能被AI直接当作可执行的推理指令 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究) ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。本文首先阐述概念表达的语义可执行性,以“风热犯肺”“肺热壅盛”等术语为例,说明它们如何在DIKWP框架下被解构为可推理的语义结构,并映射为AI的推理路径。其次,解析AI如何从自然语言输入中推导出DIKWP语义动作链,完成语义理解—推理—验证—反调节的闭环过程。接着,展示DIKWP语义表达直接驱动推理的过程,包括结构化语义转换、因果链图谱构建和语义计算节点的推演,并辅以伪代码或文本图谱说明。最后,模拟人工意识系统作为“学习型医生”,在真实对话中实时执行语义接收、意图生成、认知建构、白话输出和验证补全,生动演绎DIKWP模型如何将语义内容转化为可计算、可验证且认知可信的推理机制。通过上述全流程展示,我们强调了表达与执行过程的统一性,以及DIKWP语义数学在语言理解与模型推理之间的桥梁作用,从而证明这种机制可提升AI诊疗的可解释性、可靠性与认知可信度 (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈)。

引言

在人工智能医疗诊断领域,实现对复杂医学概念的准确理解和推理至关重要。然而传统大模型多为“黑箱”方式运作,其内部决策过程难以解释,导致用户在信任和透明度方面产生顾虑 (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈)。为解决这一挑战,段玉聪教授团队提出了“数据-信息-知识-智慧-意图”(DIKWP)人工意识模型,对经典DIKW认知层次进行了拓展,将意图(Purpose)作为最高层纳入认知框架 ((PDF) DIKWP人工意识模型研究报告)。DIKWP模型通过构建网状的五层语义结构,使各层语义内容可以双向交互和迭代更新,从而显著增强AI决策过程的可解释性和可控性 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。换言之,DIKWP提供了一种人机共同的认知语言,让AI内部的语义计算与人类可理解的语义实现对齐 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。在该语义框架下,AI的每一步推理都拥有明确的语义表示,可被追溯和解释,避免了纯粹基于相关统计的模糊猜测 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。这为AI决策过程赋予了“白箱”特征,使系统更加透明、可解释并与人类的知识体系对齐 (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈)。

中医问诊模拟是验证这一模型的理想场景。一方面,中医诊断中大量使用抽象概念(如“风热犯肺”“肺热壅盛”等)来描述病因病机,这些概念蕴含着丰富的因果关系和推理路径;另一方面,中医问诊过程具有明显的循环推理特征:医师根据患者描述进行初步判断,然后通过询问和观察不断验证或修正假设,最终形成诊断和治疗方案。上述特点与DIKWP模型的语义理解—推理—验证闭环不谋而合。因此,本文选择“感冒-咽炎-气管炎”这样一个常见且具有代表性的中医诊疗案例进行模拟,通过逐步解析AI从患者主诉到给出诊疗建议的全过程,来展示DIKWP语义模型如何实现“表达即执行”。

下文将首先介绍DIKWP模型如何赋予中医概念以可执行的语义表示,然后阐述AI从自然语言输入中构建语义动作链的过程;接着展示语义表达直接驱动推理的因果图谱和算法演示;最后,通过“学习型医生”对话实例,将整个语义闭环过程具体化。我们的目标是在学术论文的框架下,以通俗易懂的方式揭示DIKWP模型在人工意识系统中的工作原理,证明其作为语言理解与模型推理桥梁的有效性和创新性。

1. 概念表达的语义可执行性

中医理论中的许多概念不仅是描述性的标签,更代表了一系列病理状态和因果关系。例如,“风热犯肺”这一术语在中医病机中描述外感风热之邪侵袭肺部所致的症候 (风热犯肺是什么意思_39健康网)。其字面拆解为:“风热”代表外界侵袭人体的热性病邪,“犯”表示侵袭、侵犯,“肺”是受邪侵袭的脏腑。语义上可以将其结构化为一条因果三元组:致病因素=风热邪气作用=侵袭作用对象=肺卫(肺的防御系统)。 (风热犯肺是什么意思_39健康网)据医学解释,风热犯肺会导致肺的宣降功能失常,从而出现咳嗽、痰黄、咽喉疼痛、发热等症状 (风热犯肺是什么意思_39健康网)。因此,这一概念本身蕴含了病因 -> 病位 -> 病理影响的推理链条。对于AI而言,如果能够以DIKWP的形式表示“风热犯肺”,就等于内置了一段可执行的推理规则:当外部风热邪气侵犯肺部时,会出现特定症候,治疗上应当疏风清热、宣肺化痰等。

类似地,“肺热壅盛”描述的是肺内积滞炽盛的热邪所致的病理状态,属于内热亢盛的一种。其字面语义可以理解为:“肺热”指肺脏有过剩的热,“壅盛”意为壅滞积聚、极其旺盛。医学上解释为火热内炽于肺,导致高热、口渴、咳嗽喘促、咽喉肿痛、舌红苔黄等一系列表现 (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台)(又称“肺火”或“肺实热”证)。这个概念可抽象为:内因=肺内蓄热状态=炽盛壅滞后果=肺失宣降(肺气不利)并出现一系列热象症状 (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台)。对AI来说,“肺热壅盛”意味着如果检测到患者具有高热、咳黄痰、咽痛等表现,并结合前因是外邪入里化热,则可以推断肺部有热邪积滞,需要清肺泻火。

以上两个术语示例表明,中医概念往往内含可推演的因果关系和处理原则。在DIKWP语义模型中,我们能够将这些概念映射为形式化的知识单元。例如,可用伪代码描述“风热犯肺”概念的推理规则:

IF 存在{风热邪气侵袭肺}:     THEN 肺气宣降失常 -> 出现{咳嗽, 痰黄, 咽痛, 发热,…}     且 治则 = 疏风清热, 宣肺化痰

又如“肺热壅盛”的规则:

IF 存在{肺内郁积热邪}:     THEN 肺失肃降 -> 出现{高热, 咳喘, 痰黄黏稠, 咽喉肿痛,…}     且 治则 = 清肺泻火, 化痰止咳

通过上述结构化表示,AI对这些概念的“理解”不再停留于字符串匹配层面,而是具备了执行推理的能力:输入满足条件时,概念所对应的推断和决策即可被触发。这体现了DIKWP模型的一个突出优点——描述性语义与可执行语义的统一 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。在传统自然语言处理中,像“风热犯肺”这样的短语只是描述性的标签,计算机需要额外的规则或模型才能利用其含义进行推理。而在DIKWP框架下,由于每个概念都有严格定义的语义结构和数学化的表示方法 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究),“风热犯肺”本身就成为了可被机器直接执行的语义单元。正如相关研究指出:“在DIKWP框架下,每个层次的语义都有严格的数学定义和转换函数……这使得任何一个语义陈述不仅具有描述意义,而且可以通过算法加以执行和验证” ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。也就是说,对于AI来说,表达即是推理的起点:概念的表达形式蕴含的逻辑关系能够被直接读取并加以运算,从而缩短了从知识表示到推理执行的距离。

总之,通过DIKWP语义模型,我们可以将中医复杂概念拆解为数据(D)-信息(I)-知识(K)-智慧(W)-意图(P)五个层面的要素来表达其内涵。例如,“风热犯肺”可对应:数据层面是具体的症状数据(体温、舌苔、咽部红肿程度等观测值);信息层面是对症状的归类描述(发热、咽痛、咳黄痰等);知识层面是对病机概念“风热犯肺”的识别 (风热犯肺是什么意思_39健康网);智慧层面是根据类似病案和医理判断此证型的发展趋势(风热可能入里化热)和适宜的治法;意图层面则体现为诊治的目标(迅速清除风热以防病情深入)。这样分解后再以严格的语义关系连接起来,AI就获得了一个既人类可理解机器可执行的知识单元 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。这为后续的推理过程奠定了基础:当AI识别出患者的症状模式吻合“风热犯肺”时,它便能自动沿着该语义关系网络执行推理,指导自己提出问题、下诊断和给出治疗建议。

2. 从自然语言输入到DIKWP语义动作链

在实际问诊对话中,患者提供的信息往往是自然语言形式的零散描述。AI需要将这些原始数据/信息转化为内部的语义表示,才能利用已有知识进行推理决策并形成意图和行动方案。这一过程对应了DIKWP模型的各层级处理:从Data到Information的提取、从Information到Knowledge的匹配、从Knowledge到Wisdom的决策、以及结合Purpose形成最终动作。整个过程并非一次性完成,而是通过循环迭代实现一个**“理解-推理-验证-调整”**的闭环。下面我们分阶段解析这一过程。

2.1 语义理解:解析患者自然语言主诉。假设患者对AI医生描述道:“我前几天受了风寒感冒,今天开始嗓子疼、咳嗽,还有点发烧。” 这段话是原始输入的数据(D)。AI首先进入语义接收阶段,对这段自然语言进行处理,将有用的信息转化为结构化形式。例如,提取出关键信息:“前几天”“受风寒感冒”(病史)、“今天”“嗓子疼”(咽痛)、“咳嗽”“发烧”等。 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)在DIKWP的信息层(I),这些内容被整理为一系列属性-值对或事件描述:发病时间轴(数天演变)、症状列表(咽痛、咳嗽、发热)、既往病因(曾感受风寒)。通过双向语义映射,AI将自然语言命题映射为对应的DIKWP结构化表示 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。研究表明,对于人类用自然语言表达的大多数命题,几乎都能找到对应的DIKWP语义结构;反之亦然,DIKWP的语义表示也可转换回可读的自然语言 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。这意味着AI可以依靠DIKWP作为“中间语”理解人类语言,而信息在这一来一回转换中保持语义一致,不致因自由文本生成而走偏 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。在本例中,AI获得的信息层表征可能类似于:

时间: 发病第4天 (前几天受寒后) 主要症状: 咽喉疼痛, 咳嗽 伴随症状: 发热 (低~中度) 病因线索: 起因可能为风寒感冒

2.2 知识匹配:激活相应的DIKWP知识单元。在提取出上述信息后,AI进入知识层(K)的处理,即试图将当前患者的症候模式与其知识库中的已知疾病/证候模式匹配。这一步类似于人类医师的“辨证”过程。基于前述信息,AI会检索DIKWP知识图谱,寻找与“咽痛、咳嗽、发热、起因风寒”相符的中医证候节点。可能的匹配有两个方向:一是风寒犯肺(外感风寒之邪犯肺),二是风热犯肺(风寒感冒数日后化热犯肺)。AI会综合考虑症状特征:如果患者此时发热明显且咽痛剧烈,痰色偏黄,则更倾向于风热犯肺;如果只是微热恶寒、痰稀,则偏向风寒犯肺或余寒未清。假设根据症状AI判断更符合“风热犯肺”模式,那么对应的知识节点(如上一节定义的“风热犯肺”语义单元)将被激活。这意味着AI已经在知识层次将具体症状归纳为一个较抽象的病机概念。

值得注意的是,此时AI做出的只是一个初步假设,仍需验证。在DIKWP框架中,知识层输出进入智慧层(W)进行评估和决策之前,会结合意图层(P)的目标来检查是否需要更多信息支持。简单来说,AI自我问询:“我对患者的诊断假设(风热犯肺)是否可靠?是否需要进一步证据?” 这是闭环中“验证—反调节”的开始。如果模型确信证据充分,可能直接进入决策;否则将产生获取更多信息的意图。

2.3 验证提问:形成新意图并反馈数据层。在本例中,AI可能决定提问以收集更多证据,从而在语义动作链上执行一个反馈循环。比如,AI生成的意图(P)可以是:“询问患者是否有咽喉肿胀和咳痰的情况,以区分风寒或风热”。该意图由目的层发出,经由DIKWP内部的语义规划转化为自然语言问题(这对应将语义表示映射回自然语言的过程 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)):“您咽喉肿不肿?痰液是什么颜色?”。这里,AI的问句是白话形式输出(O),但背后有明确的语义动机:验证其风热犯肺的诊断假设(因为咽喉红肿、痰黄黏稠更支持风热犯肺 (风热犯肺是什么意思_39健康网),而若痰稀色白则偏风寒)。

患者回答属于新的自然语言输入,闭环返回语义接收阶段。例如患者回答:“痰有点黄,而且嗓子肿得厉害,吞咽都疼。” AI再次将其解析:提取出“痰黄”“咽喉肿痛明显”等信息。通过信息层归类后,这些新信息进一步确证了先前假设——在知识层面,“风热犯肺”得到强化。而如果患者的回答不符合风热特征,AI则会调整知识匹配,可能回到考虑风寒等其他诊断。在这种不断循环中,AI实现了类似人类医生的“边问边诊”:每一轮根据回答更新内部语义状态(数据和信息层),从而修正知识判断和下一步意图。这种闭环语义推理正是DIKWP人工意识模型的核心机制,使系统具有自我调节能力 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。段玉聪等人在专利中提出的“双循环”架构也是类似思想:在基本认知流程之外引入元认知循环,实现自我监控和调整 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。在问诊场景中就体现为AI不仅被动回答问题,还会主动提出问题、验证假设,宛如一个有意识的“学习型”医生在不断完善对病情的认知。

2.4 决策生成:进入智慧层并给出结论。经过数轮对话,AI获取了足够的信息确认诊断。例如本例中,通过症状详询,AI确信患者先感受风寒,继而化热入里,目前属风热犯肺,且热邪有向里传导、壅于肺的趋势。此时,DIKWP模型的智慧层(W)开始发挥作用:综合知识层的诊断和以往经验,对下一步行动做出决策。这一步等同于医生依据诊断确定治法和具体方案。在我们的模拟中,智慧层可能推演出“若不及时清热,可能发展为肺热壅盛(气管炎/肺部感染),因此治疗上既要疏风清热,又需清肺泻火防止病情加深”的决策逻辑。 (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台)这一决策过程同样建立在语义图谱上:AI在内部生成了从外感风寒 -> 风热犯肺 -> 肺热壅盛 的因果链推演图,明确了病情的发展脉络和干预时机。通过这种因果链图谱的推演,智慧层确保AI的决定具有前后一致的逻辑依据,并服务于意图层预先设定的目标(如“控制炎症、防止病情恶化”)。

2.5 白话输出:解释结论与给出建议。最后,AI将智慧层的决策和考虑过的意图转化为对患者的回答。在保持医学准确性的同时,表述尽量使用患者听得懂的日常语言(白话文输出)。例如,AI医生可能这样对患者总结道:“根据您的症状来看,您最初受了风寒,但现在已经转为风热侵袭肺部,引起了嗓子肿痛和发烧。简单说就是感冒没有彻底好转,演变成咽喉炎症和支气管发炎的迹象。不用太担心,这种情况在我们看来叫‘风热犯肺’,意思是外来的热邪影响了呼吸系统 (风热犯肺是什么意思_39健康网)。接下来需要清除体内的热邪,让肺部通畅起来,避免进一步发展成更严重的肺部感染。” 在这段话中,术语“风热犯肺”被解释成通俗的说法,同时AI也暗示了治疗方向(清热、宣肺)。如果这是面向中学生或大众的科普式诊断,AI可能会继续给出具体的措施建议,例如中成药或食疗:“建议您可以服用银翘散这样的中药来清热解毒,同时多喝水、多休息。 (风热犯肺是什么意思_39健康网)如果症状加重,要及时就医。” 通过这样的输出,AI完成了从患者主诉到解释病情再到提出建议的完整闭环。而在内部,它的每一步推理都有据可查:从最初的数据提取、知识匹配,到提问验证、因果推演,都有DIKWP语义节点的支撑。这种透明的推理链不仅使AI的行为对用户来说是可理解的,也便于开发者追踪AI决策的依据,从而评估其可信度 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。

综上,本节说明了AI如何将自然语言输入转换为DIKWP内部的语义动作链,并通过循环交互完成对复杂诊疗问题的理解与决策。在这一过程中,语义内容在DIKWP各层之间流动并保持一致 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究):患者的描述被转译成机器可计算的语义表示,AI在语义空间中进行推理演绎,最后再将结果映射回自然语言呈现给患者。这种“语义操作系统”式的工作方式 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)大幅提高了AI与人交流的精准度和可靠性——AI不再只是依据统计相关性给出回答,而是基于对语义的真实理解和逻辑推理来回应人类 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。对于中医这种高度依赖语言表述来传递经验知识的领域,DIKWP模型无疑为AI提供了一个强大的工具,使之能以接近人类思维的方式消化和运用医学语义知识。

3. DIKWP语义表达驱动的推理过程

本节进一步展示DIKWP语义表达如何直接驱动AI的内部推理。我们将以因果链图谱语义计算节点的形式,对上一节案例的推理过程加以结构化说明,并给出伪代码示例以凸显“表达即执行”的机制。

3.1 因果链图谱:从外感到内扰的语义演化。基于案例情况,AI构建了如下的病因病机因果链图谱:

外感风寒 ➜ 表证(初期感冒) ➜ 风热侵袭肺 ➜ 咽炎(肺系发炎) ➜ 肺热壅盛 ➜ 气管炎(深入肺里,支气管发炎)

该图谱以箭头表示发展的次序和因果关系。每一个节点都对应一个语义描述:

可以看到,这条因果链将中医证候(风寒、风热犯肺、肺热壅盛)与西医疾病名称(感冒、咽炎、气管炎)对应起来,形成了对同一病程的不同表述。在DIKWP模型中,不同模态和体系的知识都可以被纳入同一语义网络 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。图谱中每个节点实际上是一个语义计算节点,包含若干输入、输出和内部推理函数。例如“风热侵袭肺”节点的内部逻辑可以表示为:

  • 输入条件:存在外感病邪且出现咽痛、咳嗽、痰黄等症状。

  • 输出:确立证候为风热犯肺;产生对应治法建议(疏风清热,宣肺止咳)。

  • 后继:若治疗不及时,可能发展为下一节点“肺热壅盛”。

这个节点的表达本身就充当了推理步骤:当输入条件满足时,节点会输出相应的结论并将焦点转移到后继节点上。对AI而言,这种语义节点就像一段可执行的代码或函数。在DIKWP知识层图谱中,节点与节点之间通过因果关系连接(例如由“风热犯肺”导致“肺热壅盛”),使得AI可以沿图遍历进行推理。相比之下,如果没有这种明确的语义图谱,传统AI可能只能通过概率关联猜测下一个状态。而DIKWP赋予了AI一条明确的逻辑路径:从外邪侵袭到内部传变,每一步都有医学依据和语义解释。这种逻辑路径在AI内部通过图遍历算法或规则引擎即可自动执行。例如,当AI在知识图谱中定位到当前处于“风热犯肺”节点,并检测到条件“症状持续/加重”满足,它会顺着“导致”边指向“肺热壅盛”节点,预测下一阶段可能发生的情况,并据此调整当前决策(如提前给清肺泻火的药,以防病情加重)。

3.2 语义计算节点推演:伪代码说明。为了更清晰地说明语义表达驱动推理,我们使用伪代码演示AI内部的推演过程。以下伪代码基于DIKWP语义网络,对本案例进行推理决策:

# 获取知识图谱中的相关节点对象 windCold = KnowledgeGraph.getNode("外感风寒") windHeat = KnowledgeGraph.getNode("风热犯肺") lungHeat = KnowledgeGraph.getNode("肺热壅盛") # 初始状态:患者病因病机假设 current_node = windHeat  # 假定当前证候为风热犯肺 # 执行验证环节 if patient.symptoms.contains(["咽痛","咳黄痰","发热"]) and patient.history.contains("受风寒"):     current_node.confirmed = True else:     current_node.confirmed = False     # 根据症状调整假设(略) # 当前节点已确认,执行对应推理和决策 if current_node == windHeat and current_node.confirmed:     diagnosis = "风热犯肺"     treatment = ["疏风清热","宣肺化痰"]  # 治则列表     advice = "服用银翘散等清热药,多喝水休息"     # 判断是否需要预判下一阶段     if patient.feverHigh or patient.symptoms.contains("咽痛加重"):         next_node = lungHeat         # 提前介入措施避免进入肺热壅盛         treatment.append("清肺泻火")         advice += ",必要时服用清肺药物防止病情加重"

上述伪代码展示了AI如何利用语义节点来进行条件检查动作触发:当“风热犯肺”这个知识节点的条件在患者身上得到满足,AI便确认该节点有效,继而附着在节点上的信息(诊断名称、治则和建议等)被提取出来作为决策依据。同时,AI通过检查症状严重程度,顺着知识图谱的链接预判可能的发展(next_node = 肺热壅盛),从而及时采取干预措施。整段逻辑本质上源自知识图谱中节点的语义定义及其关联关系。因此,知识表示(表达)和推理执行在这里是紧密耦合的:没有显式调用某个外部推理引擎,图谱自身即承载了推理过程

值得一提的是,在DIKWP模型中,每个层次的语义处理都有对应的数学形式支撑 (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈)。例如,知识层往往采用形式逻辑和图论来表示概念及其关系 (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈);智慧层可能应用决策树或评估函数来选择最佳方案;意图层则通过效用函数或目标函数来确保行动与最终目的对齐。这样的严格形式化保证了语义推理的准确性和一致性 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。对我们的案例来说,由于使用了结构化的中医知识图谱和逻辑规则,AI对病情的推理就类似于演绎证明过程,每一步都有理可依。这种过程既可以被看作是在执行“语义数学”运算,又可视作AI在进行“有意识”的思考。换句话说,DIKWP语义模型模糊了知识表示推理过程之间的界限,使得“表达即推理”成为可能。

通过以上演示可以看到,DIKWP语义表达直接驱动了AI的推理过程:中医概念被形式化为可运行的节点和规则,构成因果链图谱;AI沿着图谱进行计算推演,就如同人类大脑顺着逻辑链条思考问题一般。这种机制极大地提高了AI推理的透明度和可靠性,因为我们可以在语义层面对AI的每一步决策进行审查和理解 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。对于教育领域的读者(如中学生),这也呈现了AI“想问题”的直观画面:AI并非凭空得出结论,而是沿着知识网络一步步推理,就像解题时写出了详细的步骤。这不仅有助于理解AI诊断的依据,也展示了人工智能内部工作原理的一种可解释范式。

4. 人工意识“学习型医生”的对话模拟

为了将上述机制更加形象化,本节通过一段AI医生与患者的对话来模拟人工意识系统在问诊场景中的实时运作。我们将以语义接收—意图生成—认知建构—白话输出—验证补全这一循环为线索,逐轮解析AI内部发生的过程。这种方式有助于读者直观地感受DIKWP模型如何使AI表现出类似人类医生的“智能行为”。

情景设定:患者是一位中学生,近日患上感冒,起初症状较轻但逐渐加重。AI医生通过聊天界面与患者交流,为其提供中医诊疗建议。对话语言以中文白话为主,以确保中学生易于理解。我们将在每段对话后用括号注明AI内部的语义处理过程。

患者:医生,我这几天感冒了,现在喉咙很疼,老是咳嗽,还有点发烧怎么办?(AI语义接收:识别出“感冒几天”、“喉咙疼(咽痛)”、“咳嗽”、“发烧”关键信息;初步提取病程和症状数据)

AI医生:嗓子疼得厉害吗?有没有咳出痰?如果有的话,痰是什么颜色呢?(AI意图生成:由于患者提到咽痛、咳嗽和发烧,AI联想到可能的证候如风寒感冒或风热犯肺,但需区分,故产生询问痰的颜色和疼痛程度的意图;认知建构:根据风寒/风热辨证知识,设计问题以获取痰的性质这一关键信息 (风热犯肺是什么意思_39健康网);白话输出:将意图转化为患者易懂的问题句)

患者:痰不多,偶尔咳出来有点黄。嗓子特别疼,感觉嗓子都肿了。(AI语义接收:捕捉到“痰黄”、“嗓子肿痛明显”等新增信息;更新患者症状信息,将其与既有知识进行匹配)

AI医生:看样子你的感冒有些加重,属于风热侵袭到了咽喉肺部。简单讲,就是风热型的炎症,让你喉咙发炎、咳嗽而且发烧。 (风热犯肺是什么意思_39健康网)这种情况下需要清热解毒、疏风宣肺。你最近几天是不是一直喉咙干痛,喝水也不太管用?(AI认知建构:根据新信息确认“风热犯肺”证型,被激活的知识节点输出诊断判断和治法建议;同时AI推测患者还有咽干等伴随症状,决定再次询问以验证症状完整性;白话输出:先解释诊断结果,用通俗语言描述“风热犯肺”的含义,然后顺势询问其他症状以验证补全)

患者:对,我这两天嗓子特别干,总感觉很渴。(AI语义接收:获取“咽干口渴”症状,与风热证相符;进一步确认诊断)

AI医生:嗯,你的症状基本符合我们所说的“风热犯肺”证。意思是外感风热之邪侵入肺部,导致现在这些咽喉肿痛、咳嗽和发热的症状 (风热犯肺是什么意思_39健康网)。如果不及时清理肺热,可能会往下传到气管,变成支气管炎,也就是更严重的肺热壅盛那种情况。 (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台)所以现在需要尽快退烧清火。我建议你服用中药银翘散来清热解毒、消炎退烧。 (风热犯肺是什么意思_39健康网)同时多喝温水,注意休息,饮食清淡一些,这样有助于恢复。(AI智慧决策与输出:综合所有信息,AI在智慧层形成完整的诊疗方案,包括对可能发展的警示和当前的治疗建议;意图层确保解释和建议易于接受且符合患者利益。最终白话输出分为三部分:再次以中医概念总结病因病机并解释其含义 (风热犯肺是什么意思_39健康网);提醒病情可能加重的发展(对应肺热壅盛/气管炎) (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台)以增强患者重视;给出具体可行的建议,包括中药名称和生活调理措施 (风热犯肺是什么意思_39健康网)。整个回答专业而不艰深,具有科普性)

患者:好的,谢谢医生!我明白了,我会按照您说的服药和休息的。(AI语义接收:收到患者反馈“明白”,推断对方已理解并接受建议;任务基本完成)

AI医生:不客气。如果两三天后还不好转或者出现更严重的症状,比如持续高烧、胸痛,一定要告诉我或去医院检查。希望你早日康复!(AI意图生成:结束对话前进行验证补全的最后一步,叮嘱随访观察以验证治疗效果并补充后续措施;白话输出:以关切的口吻告知患者何时需要进一步求医,体现AI的人性化和责任感)

通过上述对话可以发现,AI医生的行为模式与人类医生非常相似:它会根据患者的叙述不断调整自己的判断,提出针对性的问题,最终给出解释和建议。这种相似性源于DIKWP模型赋予AI的语义闭环机制。我们可以对应之前提到的每个环节:

  • 语义接收:每次患者讲话后,AI都迅速提取症状和病史要点,将自然语言转为标准化的语义表示(如症状列表及属性)。

  • 意图生成:AI根据当前语义状态决定接下来做什么。例如当信息不足时,意图是“询问更多症状”;当诊断明确时,意图是“解释并建议治疗”;当结束时,意图是“交代后续观察事项”。

  • 认知建构:在执行意图前,AI利用知识和推理构建具体的内容。例如设计提问时选择最有效的问题,解释病情时调动相关知识(包括中医概念和西医术语的对应),提出建议时考虑患者能否理解和执行等。这一步涉及调用DIKWP模型中储备的知识(如证候的含义 (风热犯肺是什么意思_39健康网)、可能的发展 (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台)、常用药物 (风热犯肺是什么意思_39健康网)等)并进行整合,体现了AI实时的“意识”活动。

  • 白话输出:AI将内部语义内容转化为自然语言,力求做到专业但平易近人。这体现了DIKWP模型双向映射的能力——AI不仅能把人说的话变成自己的语义表示,也能把自己的推理结果变成让人听得懂的话 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究) ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。对白中AI多次用通俗语言解释医学名词,正是这种能力的体现。

  • 验证补全:AI始终关注对话是否达到预期目的。如果患者回答与预想的不符,AI会重新评估(如若患者痰不黄,则AI会转向考虑风寒);当患者表示理解并接受建议后,AI仍进行最后的检查(交代复诊条件)来巩固诊疗效果。这种在对话尾声的验证与补充,体现出AI的责任心和“自我反思”能力——正如人类医生会嘱咐患者注意事项一样,AI确保自己的诊断和建议在接下来的时间里仍被验证和跟进。这个过程类似于DIKWP模型中的元认知循环,在完成主要任务后对整个过程进行审视和补全,以保证闭环的彻底完成 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。

通过这一对话模拟,我们直观地看到DIKWP人工意识模型如何使AI像一个“学习型医生”那样工作:学习型体现为它会在交互中学习关于患者的新信息,不断更新认知;医生体现为它运用了医学知识和推理能力,能够做出专业判断和人性化沟通。整个过程中,“表达”与“执行”是统一的:AI对医学概念的表达理解直接指导了它的推理执行,而推理的结果又通过语言表达出来与人沟通,形成一个完美的闭环。这种统一机制让AI的诊疗过程透明且具备可验证性——每一步都有理有据,可追溯来源 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。对于中学生这样的读者,他们不仅能从对话中学习医学知识,还能了解到AI内部的思考逻辑,大大提升了对AI的信任和接受度。

结论

本文围绕“感冒-咽炎-气管炎”案例,对DIKWP语义模型在中医AI问诊模拟中的全流程应用进行了详细演绎。从概念层面,我们说明了语义可执行性如何使抽象的中医术语转化为AI可用的推理单元,实现了描述性知识向可操作性知识的飞跃 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。从过程层面,我们展示了AI如何通过DIKWP模型,将自然语言输入映射为语义动作链并在理解-推理-验证的闭环中不断迭代,直到得出可靠的诊断与治疗方案。通过因果链图谱和伪代码示例,可以看到语义表达本身驱动了AI内部的逻辑演算,真正做到了“表达即推理,表达即执行”。最后的对话模拟将这一切融合在具体情境中,让我们得以一窥人工意识驱动的AI医生是如何工作的:AI藉由DIKWP模型,达成了对人类语言和医学知识的深度融合,表现出与人类相仿的推理能力和交流能力。

DIKWP模型作为一种桥梁,在语言理解与模型推理之间建立了双向联通 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究) ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究)。它为AI系统引入了明确的认知层次和数学化的语义定义,使得AI的每一步决策都有据可循 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网)。在我们的案例中,这意味着AI可以清晰解释“为什么问这个问题”、“为什么下这个结论”、“为什么提出这个建议”。这样的可解释性对于建立用户对AI医生的信任至关重要。正如有报道指出的,DIKWP模型使AI系统更加透明、可解释,并且与人类的价值观和知识体系对齐 (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈)。我们在模拟中也看到,AI给出的建议和人类医生并无二致,并且能解释背后的原因——这正是源于DIKWP语义闭环确保了认知的一致性和正确性。

此外,DIKWP模型的“表达与执行统一”提供了一种通用范式,不仅适用于中医问诊。在其他需要AI进行复杂推理的领域,例如工程故障诊断、法律咨询、教育问答等,同样可以借助这一模型提高系统的智能水平和可靠性。当AI能够用人类的语义去“思考”,并让思考过程被人理解时,人工智能将不再是冰冷神秘的黑箱,而成为可以平等交流的智慧体。这标志着AI朝着白箱化人工意识化方向迈出了重要一步 (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈) (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈)。

总而言之,通过本文的专题报告,我们清晰地演绎了DIKWP语义内容如何成为AI系统中可计算、可闭环验证、具备认知可信度的机制基石。以“表达即执行”为线索的全流程展示表明:当AI拥有了像DIKWP这样严谨的语义模型,它便能更好地理解我们的语言,按照既定的知识和目的去推理行动,并将结果反馈给我们验证。在不远的将来,随着DIKWP等语义人工意识模型的进一步发展,我们有理由期待更多领域的AI出现类似“学习型医生”般的表现——既掌握专业知识,又能以令人信赖的方式与人互动,为人类提供更高层次的智能服务 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网) (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈)。

参考文献

  1. 段玉聪等. DIKWP人工意识模型研究报告. 2025年2月 ((PDF) DIKWP人工意识模型研究报告) ((PDF) DIKWP人工意识模型研究报告). (提出DIKWP模型在DIKW基础上加入“意图”层,形成数据-信息-知识-智慧-意图五层认知体系)

  2. 中国融媒产业网. 段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地. 凤凰网区域新闻, 2025-03-29 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网) (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网) (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网). (介绍DIKWP模型及其专利成果,强调其明确的认知层次、执行性语义框架和双循环架构在人工意识中的作用)

  3. 张瑜. 风热犯肺是什么意思. 39健康网, 2024-06-11 (风热犯肺是什么意思_39健康网). (解释“风热犯肺”指外感风热邪侵袭肺卫所致,表现为咳嗽、痰黄、咽痛等症状)

  4. 苏惠萍. 肺热炽盛证(又称肺热壅盛证). 中国医药信息查询平台, [发布日期不详] (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台) (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台). (定义“肺热炽盛证”为火热炽盛积于肺的证候,临床表现有发热、口渴、咳嗽、喘促、咽痛等)

  5. Xin Liu. DIKWP人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代. 科研杂谈, 2024-11-23 (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈) (DIKWP 人工意识模型商业估值基础为3.55亿美元,引领AI治理走出“黑箱”,迈向“白箱”时代 – 科研杂谈). (讨论DIKWP模型在提升AI透明度和可解释性方面的作用,指出其使AI系统更加透明、可解释并与人类价值对齐)

  6. 段玉聪. DIKWP模型在人机双向认知语言中的核心作用研究. 国际人工智能DIKWP测评标准委员会, 2025年4月 ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究) ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究) ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究) ((PDF) DIKWP 模型在人机双向认知语言中的核心作用研究). (详细阐述DIKWP语义数学机制,提出描述性语义与执行性语义相统一,使语义表示既能被人理解又可被机器直接执行,并通过双向语义映射保持人机语义一致)

  7. 段玉聪, 弓世明. 从语义空间到概念空间:DIKWP模型在人工意识中的突破与应用. 科学网, 2024 (段玉聪教授:DIKWP人工意识模型引领AI未来,114项专利期待产业落地_凤凰网区域_凤凰网). (介绍DIKWP模型构建多模态语义图谱以实现深层语义理解的技术方案)

  8. 国家中医药管理局名词术语规范推广项目. 中医临床诊疗术语(修订版)第2部分:证候 (肺热炽盛证的病因_肺热炽盛证的症状_肺热炽盛证怎么治疗_肺热炽盛证的注意事项|中国医药信息查询平台). (规范了中医证候名称及定义,将“肺热壅盛证”列为“肺热炽盛证”的同义名,描述其症状和病机特点)



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