2. 相 關 研 究 2.1 本 體 論 本 體 論 最 主 要 功 能 的 是 用 來 描 述 真 實 世 界 所 存 在 的 數 據 或 實 物 [6][7], 近 年 來, 本 體 論 很 常 被 應 用 在 電 腦 科 學 及 人 工 智 慧 的 領 域 上 [8][9][10] 其 中 最

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1 以 本 體 為 基 準 結 合 背 包 演 算 法 之 慢 性 病 患 飲 食 推 薦 陳 榮 靜 朝 陽 科 技 大 學 林 詠 達 朝 陽 科 技 大 學 摘 要 現 今 社 會 上 有 許 多 老 年 人 罹 患 慢 性 病 三 高, 但 大 多 數 的 患 者 會 先 依 據 搜 尋 引 擎 找 尋 相 關 的 飲 食 資 訊, 進 而 尋 求 營 養 專 家 的 意 見 來 做 為 自 己 飲 食 的 規 劃 但 網 路 上 之 飲 食 資 訊 大 多 數 是 基 於 文 字 敘 述, 因 此 使 用 者 必 須 尋 找 更 多 的 飲 食 資 訊 結 合, 且 網 路 上 之 不 是 基 於 正 式 標 準 索 定 義 的 資 訊 的, 因 此 在 於 知 識 的 結 構 上 較 無 規 劃, 由 於 上 述 兩 點 對 於 使 用 者 取 得 適 當 飲 食 資 訊 來 說 是 比 較 不 友 善 的, 本 研 究 希 望 透 過 本 體 論 的 觀 點, 來 建 構 一 個 具 有 專 家 知 識 之 慢 性 病 三 高 - 飲 食 推 薦 系 統, 進 而 給 予 使 用 者 更 為 完 善 且 更 為 精 確 的 飲 食 資 訊 關 鍵 詞 : 本 體 論 飲 食 推 薦 規 則 推 論 背 包 演 算 法 模 糊 邏 輯 Abstract Nowadays there are many elderly people suffer from three high chronic diseases(just like diabetes, hypertension and high cholesterol), but most patients will use search engine to find information related to diet. Then, nutrition expert advice and then seeking for their dietary recommendations. However, the dietary information on the network is mostly text-based narrative, so the user must find more information about the diet combination. In addition, the website information on the diet that did not base on ontology, so that no more knowledge of the structure plan. Due to above two points the information is less user friendly. This study aims ontological point of view to construct a diet recommendation system with expert knowledge of chronic diseases to give users more complete and more accurate information. Key word: Ontology; Dietary recommendations; Rules inference; Knapsack problem; Fuzzy logic. 1. 前 言 1.1 研 究 背 景 由 於 目 前 在 醫 療 上 的 飲 食 推 薦 系 統 研 究 並 不 多, 所 以 我 們 針 對 這 幾 年 十 大 死 因 之 中 的 糖 尿 病 高 血 壓 以 及 高 血 脂 的 飲 食 推 薦 做 為 研 究, 其 中 又 以 糖 尿 病 為 最 主 要 的 飲 食 推 薦, 主 要 原 因 目 前 糖 尿 病 是 台 灣 十 大 死 因 之 一, 且 在 台 灣 每 年 統 計 的 十 大 死 因 皆 高 居 前 五 名 台 灣 逾 六 成 中 老 年 人 罹 患 慢 性 病 三 高, 慢 性 病 三 高 指 的 是 : 糖 尿 病 高 血 壓 與 高 血 脂, 表 1 為 台 灣 行 政 院 衛 生 署 統 計 前 十 大 死 因 [1], 糖 尿 病 排 名 第 五, 高 血 壓 性 疾 病 排 名 第 九, 高 血 脂 相 關 疾 病 的 心 臟 疾 病 及 腦 血 管 疾 病 排 名 分 別 為 第 二 和 第 三 [1], 其 實 這 些 疾 病 都 可 以 透 過 控 制 良 好 的 飲 食 而 避 免 的 疾 病, 所 以 良 好 的 飲 食 控 制 是 不 可 忽 視 的 一 大 議 題 現 今 許 多 慢 性 三 高 的 患 者 喜 歡 先 透 過 搜 尋 引 擎 找 出 相 關 飲 食 的 建 議 與 食 用 方 法 或 是 烹 飪 手 冊, 再 諮 詢 營 養 師, 營 養 師 會 根 據 患 者 本 身 的 狀 況 做 最 佳 飲 食 規 劃 而 營 養 師 在 於 諮 詢 三 高 病 患 者 時, 普 遍 來 說 會 提 供 病 患 三 餐 的 蛋 白 質 脂 肪 及 醣 類 ( 三 大 營 養 素 ) 分 配 與 熱 量 為 多 少, 但 這 些 營 養 素 與 熱 量 的 分 配 對 於 病 患 來 說 太 過 於 抽 象, 因 此 本 研 究 希 望 建 立 一 個 較 為 通 用 飲 食 知 識 推 薦 系 統 本 研 究 為 了 讓 資 訊 更 容 易 使 用 於 日 常 生 活 中, 於 是 選 擇 了 糖 尿 病 學 會 出 版 的 台 灣 小 吃 營 養 大 解 析 - 北 台 灣 [2] 台 灣 小 吃 營 養 大 解 析 - 中 台 灣 [3] 以 及 台 灣 小 吃 營 養 大 解 析 - 南 台 灣 [4] 這 三 本 書 上 的 食 品 成 份 表 建 構 本 研 究 的 食 物 知 識 本 體, 再 以 行 政 院 衛 生 署 的 食 品 分 類 做 為 分 類 依 據 [5] 由 飲 食 營 養 專 家 給 予 的 疾 病 與 飲 食 等 相 關 知 識 先 透 過 Fuzzy 邏 輯 將 使 用 者 資 訊 轉 化, 再 由 知 識 規 則 透 過 JENA 規 則 的 方 式 呈 現 並 加 至 推 論 引 擎 中, 最 後 由 類 背 包 演 算 法 將 可 能 的 食 物 組 合, 進 而 推 薦 出 較 為 完 善 的 飲 食 建 議 給 予 使 用 者 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期 -155-

2 2. 相 關 研 究 2.1 本 體 論 本 體 論 最 主 要 功 能 的 是 用 來 描 述 真 實 世 界 所 存 在 的 數 據 或 實 物 [6][7], 近 年 來, 本 體 論 很 常 被 應 用 在 電 腦 科 學 及 人 工 智 慧 的 領 域 上 [8][9][10] 其 中 最 常 被 引 用 的 是 1993 年 Gruber 所 提 出 的 定 義 : 本 體 論 是 一 種 群 體 共 享 之 概 念 化 的 正 式 明 確 表 示 一 般 而 言, 本 體 論 的 構 成 要 素 有.. 類 別 (Class) 屬 性 (Slot) 實 例 (Instance) 以 及 關 係 (Relationship)[11] OWL(Web Ontology Language) 是 以 XML 為 基 礎 並 且 在 OWL 中 也 會 使 用 RDF 的 語 法, 它 是 W3C 所 提 出 本 體 論 描 述 語 言 架 構 在 OWL 中 可 分 為 三 種 等 級 的 語 言 :OWL Full OWL DL OWL Lite [12][13][14], 表 2 列 出 了 這 三 類 OWL 語 言 的 差 異 點, 本 研 究 是 建 構 在 OWL DL 之 上 的 研 究 Li 等 學 者 [15] 使 用 台 灣 行 政 院 衛 生 署 網 站 上 的 食 品 資 訊 為 基 礎, 提 出 自 動 食 物 本 體 建 構 方 法 藉 由 專 家 所 提 供 二 十 四 類 營 養 素 的 權 重 來 做 為 本 體 建 置 時 的 權 重 與 分 類, 進 而 建 立 出 更 良 好 的 飲 物 知 識 本 體 2.2 模 糊 應 用 模 糊 理 論 最 早 是 由 L.A. Zadeh 所 提 出 來 的 [16], 主 要 是 用 來 解 決 無 法 用 古 典 邏 輯 所 表 示 的 方 法, 由 於 古 典 邏 輯 的 非 0 即 1 的 表 示 [17][18][19], 很 多 時 候 是 很 難 代 表 一 個 觀 念, 以 身 高 為 例, 在 古 典 邏 輯 中 大 於 180 以 上 的 人 屬 於 高 的, 因 此 179 的 人 屬 於 正 常 的 在 模 糊 邏 輯 中 會 設 定 身 高 的 歸 屬 函 數, 因 此 180 是 高 的 歸 屬 度 可 能 為 0.9,179 的 歸 屬 度 為 0.8, 因 此 可 以 更 明 確 的 表 示 身 高 這 個 模 糊 概 念 [20][21][22][23][24] Lee 等 學 者 [25] 提 出 了 以 Type2 fuzzy ontology 來 產 生 個 人 化 的 糖 尿 病 飲 食 推 薦 的 應 用 是 以 Type 2 fuzzy 來 建 立 個 人 飲 食 本 體, 其 中 包 含 個 人 資 料 本 體 以 及 飲 食 本 體 借 由 飲 食 本 體 的 部 份 加 入 了 Type 2 fuzzy sets 應 用, 並 將 六 大 類 食 物 做 出 更 細 的 區 分, 以 達 到 使 用 者 對 於 飲 食 上 的 建 議 再 結 合 個 人 檔 案 的 本 體 使 用 Type 2 fuzzy sets 便 能 告 知 使 用 者 吃 的 食 物 種 類 是 否 過 量 或 過 少, 經 由 這 種 方 法 來 給 予 使 用 者 他 的 飲 食 規 劃 由 於 Lee 等 學 者 [25] 所 提 出 的 方 法 雖 然 能 夠 推 薦 出 使 用 者 一 天 所 不 足 的 營 養, 在 第 三 餐 時 提 供 使 用 者 參 考 與 使 用, 但 這 對 於 一 天 三 餐 不 正 常 的 使 用 者 來 說 是 不 全 然 有 益 的, 如 果 前 面 兩 餐 吃 很 少 或 吃 很 多, 那 第 三 餐 的 變 動 可 能 會 使 使 用 者 暴 飲 暴 食 且 對 人 體 的 吸 收 引 影 響 是 很 大 的 2.3 JENA 推 論 器 與 推 論 規 則 JENA 是 HP 實 驗 室 為 了 更 容 易 於 Web 語 義 網 上 開 發 應 用 程 序 與 使 用 Web 語 義 網 上 的 訊 息 模 型 與 語 義 所 開 發 出 來 的 [26] JENA 還 支 持 各 種 不 同 的 儲 存 格 式 技 術 [26], 如 RDF RDFS OWL 和 SPARQL[27] 並 且 JENA 還 支 援 規 則 為 基 礎 的 推 論 引 擎 [27][28] JENA 包 含 以 下 五 個 功 能 特 性 :RDF 應 用 介 面 在 RDF/XML N3 和 N-Triples 中 讀 ( 寫 )RDF OWL 應 用 介 面 可 以 是 以 隨 機 存 取 記 憶 體 (RAM) 或 是 永 久 儲 存 方 式 和 SPARQL 查 詢 語 言 [27] 其 中 SPARQL 部 分 是 使 用 ARP 的 API 來 解 析 RDF/XML 語 法,ARP 的 API 是 用 標 準 的 XML 解 析 器 作 XML 語 法 的 預 處 理 [26] JENA 規 則 推 論 引 擎 [27] 在 JENA 推 論 支 援 文 件 中 有 提 到,JENA 的 規 則 格 式, 舉 例 來 說 我 們 現 在 有 一 個 規 則, [rule1: (?a eg:p?b) (?b eg:p?c) -> (?a eg:p?c)], 在 第 一 個 括 弧 中 是 表 示 a 實 例 與 b 實 例 有 一 個 eg:p 的 關 係, 在 第 二 個 括 弧 中 是 表 示 b 實 例 與 c 實 例 有 一 個 eg:p 的 關 係, 兩 個 括 弧 在 一 起 就 是 and 的 關 係, 然 而 -> 則 是 JENA 規 則 中 的 推 論 的 意 思, 如 果 以 上 兩 個 條 件 皆 成 立 的 話, 那 後 面 的 描 述 也 會 成 立, 所 以 會 產 生 一 個 推 論 結 果 a 實 例 與 c 實 例 有 一 個 eg:p 的 關 係 2.4 患 者 身 體 資 訊 與 飲 食 由 於 本 研 究 的 糖 尿 病 高 血 壓 高 血 脂 之 飲 食 推 薦 系 統, 需 要 結 合 飲 食 專 家 的 知 識 而 推 薦 出 適 合 使 用 者 的 飲 食 在 詢 問 過 台 中 醫 院 營 養 師 之 後, 營 養 師 告 知 我 們 推 薦 過 程 中 需 要 六 個 參 數, 那 分 別 為 : 身 高 體 重 活 動 量 腎 功 能 高 血 壓 高 血 脂 在 活 動 量 部 份 分 為 : 臥 病 在 床 低 中 以 及 高 活 動 量 在 高 血 壓 部 份 分 為 : 是 否 為 單 純 高 血 壓 高 血 脂 部 份 分 為 : 三 酸 酣 油 脂 過 高 以 及 膽 固 醇 過 高 腎 功 能 部 份 又 分 為 : 腎 功 能 不 全 以 及 腎 病 症 候 群 藉 由 這 六 個 參 數 即 可 推 薦 適 合 使 用 者 之 食 物 營 養 師 必 須 藉 由 病 人 的 身 高 及 體 重 算 出 病 人 的 身 體 質 量 指 數 (BMI) 公 式 如 公 式 (1) 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期

3 BMI = BW/BH 2 (1) 公 式 (1) 中 的 BW 代 表 體 重, 單 位 為 公 斤, BH 代 表 身 高, 單 位 為 公 尺 BMI 是 為 了 確 認 是 否 過 重 以 及 是 否 為 標 準 體 重, 標 準 體 重 (Ideal body weight, IBW) 又 有 以 下 算 法, 正 常 的 BMI 值 介 於 18.5 至 23.9, 為 方 便 計 算 BMI 值 常 採 用 22 為 基 準, 公 式 如 公 式 (2) IBW = BH 2 22 (2) 公 式 (2) 中 的 IBW 代 表 標 準 體 重 再 由 IBW 與 活 動 量 計 算 出 每 公 斤 體 重 所 需 要 的 熱 量, 活 動 量 值 與 由 身 高 體 重 所 算 出 來 的 值 的 對 照 表 如 下 表 表 3 由 以 上 的 BMI IBW 以 及 每 公 斤 所 需 要 的 熱 量 表 即 可 得 知 每 天 所 需 要 的 總 熱 量 為 多 少, 如 公 式 (3) kcal_per_day=ibw*kcal_per_kg (3) 公 式 (3) 中 kcal_per_day 代 表 每 天 所 需 的 總 熱 量,kcal_per_kg 代 表 的 是 由 表 3 所 查 詢 得 到 之 每 公 斤 標 準 體 重 所 需 要 的 熱 量 如 果 體 重 比 IBW 多 於 百 分 之 二 十, 則 需 要 再 調 整 體 重, 調 整 體 重 (adjbw) 如 公 式 (4) adjbw=(bw-ibw)*0.25+ibw (4) 再 重 新 計 算 他 的 BMI, 然 後 再 算 他 / 她 一 天 所 需 的 總 熱 量 最 後 再 將 每 天 所 需 熱 量 分 配 給 三 大 營 養 素 : 醣 類 脂 肪 與 蛋 白 質 如 果 無 腎 病 高 血 壓 以 及 高 血 脂, 則 分 配 為 醣 類 :55% 脂 肪 :30% 以 及 蛋 白 質 :15% 腎 病 部 分 : 則 調 整 蛋 白 質 比 例, 如 : 腎 功 能 不 全 與 腎 病 症 候 群 分 別 為 每 公 斤 體 重 0.6 公 克 與 每 公 斤 體 重 0.8 至 1 公 克 高 血 壓 部 分 : 避 免 食 用 醃 製 品 調 味 料 以 及 加 工 品 如 是 單 純 高 血 壓, 禁 止 鈉 含 量 高 之 食 品, 並 建 議 使 用 低 鈉 高 鉀 ( 市 售 之 低 鈉 鹽 ) 高 血 脂 部 分 : 高 膽 固 醇 禁 食 : 雞 皮 豬 皮 肥 肉 高 湯 肉 湯 加 工 品 內 臟 蛋 黃 (3 個 / 星 期 ) 蟹 黃 蟹 黃 膏 以 及 烏 魚 子 三 酸 酣 油 脂 部 份 : 除 高 膽 固 醇 之 禁 食 食 品 之 外, 以 及 精 製 糖 主 食 類 過 多 以 及 酒 2.5 背 包 問 題 簡 介 背 包 問 題 是 一 種 組 合 問 題 的 解, 其 演 算 複 雜 度 屬 於 NP-Complete 問 題, 主 要 是 用 來 解 決 如 : 已 知 有 一 組 物 品, 每 種 物 品 各 自 有 自 己 的 價 值 與 重 量, 但 背 包 容 器 只 能 容 納 固 定 重 量, 該 如 何 選 擇 放 入 的 這 些 物 品, 以 求 得 最 大 所 能 容 納 的 價 值 (1) 0/1 背 包 問 題 [29][30][31][32]: 這 是 背 包 問 題 的 最 基 本 型 態, 假 設 該 組 物 品 皆 為 不 可 分 割, 而 求 出 最 佳 的 組 合 解 例 如 : 背 包 最 大 能 容 納 的 重 量 為 15 公 斤, 我 們 有 一 組 物 品 J, 如 表 4 因 此 該 組 物 品 的 每 公 斤 價 值 為 :{1.87, 2.33,2.25,1.57,2.66,2.5,1.25,1.85}, 所 以 物 品 放 入 的 順 序 如 :J 5 ->J 6 ->J 2 ->J 3, 此 時 背 包 已 經 達 到 最 大 負 載, 所 以 帶 走 J 5 J 6 J 2 J 3 時 的 價 值 37 為 最 大 (2) 貪 婪 背 包 問 題 : 這 是 0/1 背 包 問 題 的 延 伸 型 態, 假 設 該 組 物 品 皆 可 分 割, 而 求 出 最 佳 的 組 合 解 [31][33][34] [35] 例 如 : 背 包 最 大 能 容 納 的 重 量 為 16 公 斤, 我 們 有 一 組 物 品 J, 如 表 5 因 此 該 組 物 品 的 每 公 斤 價 值 為 :{1.87, 2.33,2.25,1.57,2.66,2.5,1.25,1.85}, 所 以 物 品 放 入 的 順 序 如 :J 5 ->J 6 ->J 2 ->J 3 ->J 8, 此 時 背 包 已 經 達 到 最 大 負 載, 由 於 選 擇 至 J 3 背 包 還 能 容 納 1 公 斤, 所 以 再 往 下 一 個 價 值 / 重 量 高 的 物 品, 取 走 一 公 斤, 所 以 帶 走 J 5 J 6 J 2 J 3 1 J 7 8 時 的 價 值 為 最 大 Branch-and-Bound Strategy 背 包 問 題 [33][35][37] - 此 種 背 包 演 算 法 是 結 合 0/1 背 包 問 題 與 貪 婪 背 包 問 題 而 來 的, 主 要 是 以 0/1 背 包 問 題 的 解 法 為 主, 將 0/1 背 包 的 價 值 當 成 是 此 演 算 法 的 上 界, 將 貪 婪 演 算 法 所 求 得 的 總 價 值 當 成 是 此 演 算 法 的 下 界, 藉 此 兩 步 驟 由 第 一 個 物 品 開 始 以 樹 狀 結 構 發 展, 推 算 是 否 選 擇 時 各 會 有 一 個 上 界 值 與 下 界 值, 以 上 界 值 大 的 那 一 個 分 支 繼 續 發 展 下 去, 直 到 最 後 即 能 取 得 最 佳 的 結 果, 如 最 後 結 果 時 下 界 值 小 於 另 一 樹 根 時 會 再 往 另 一 樹 根 繼 續 發 展 下 去 直 至 最 後, 即 可 得 到 最 佳 的 解 [1][31], 例 如 : 背 包 最 多 能 承 受 28 公 斤, 物 品 清 單 如 表 6, 此 背 包 的 樹 狀 展 開 圖, 如 圖 一 在 演 算 法 一 開 始 會 先 算 出 根 節 點 的 上 界 與 下 界, 即 全 部 物 品 項 目 全 部 考 慮 時 的 0/1 背 包 問 題 算 法 所 算 出 來 最 佳 選 擇 時 背 包 能 獲 得 的 總 價 值 與 貪 婪 背 包 問 題 算 法 所 算 出 來 的 最 佳 選 擇 時 背 包 能 獲 得 的 總 價 值 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期 -157-

4 3. 系 統 架 構 3.1 系 統 流 程 本 研 究 提 出 初 步 架 構 來 解 決 慢 性 病 三 高 病 患 的 三 餐 飲 食 推 薦, 如 圖 二 在 此 架 構 圖 中 首 先 由 營 養 專 家 與 知 識 工 程 師 將 糖 尿 病 衛 教 學 會 出 版 的 台 灣 小 吃 營 養 大 解 析 - 北 台 灣 等 [2][3][4] 書 上 之 各 地 小 吃 分 門 別 類 使 其 更 有 結 構 化 的 知 識 儲 存 於 飲 食 知 識 庫 中, 讓 知 識 庫 更 為 有 效 率 的 應 用 在 JENA 推 薦 服 務 之 上 再 者 透 過 營 養 專 家 與 知 識 工 程 師 制 定 所 需 的 病 患 飲 食 的 JENA 規 則,JENA 規 則 是 為 了 更 加 的 強 化 飲 食 知 識 庫 中 的 病 人 資 訊 與 飲 食 知 識 庫 中 的 食 物 實 體 做 更 有 效 率 且 更 為 緊 密 的 結 合 Fuzzy 代 理 人 : 依 據 專 家 意 見, 在 此 推 薦 過 程 中 需 要 七 個 參 數, 分 別 為 : 身 高 體 重 活 動 量 腎 功 能 高 血 壓 高 血 脂 及 食 物 偏 好 而 在 活 動 量 部 份 分 為 : 臥 病 在 床 低 中 以 及 高 活 動 量 在 高 血 壓 部 份 分 為 : 是 否 為 單 純 高 血 壓 高 血 脂 部 份 分 為 : 三 酸 酣 油 脂 過 高 以 及 膽 固 醇 過 高 腎 功 能 部 份 又 分 為 : 腎 功 能 不 全 以 及 腎 病 症 候 群 表 3 活 動 量 值 是 由 身 高 體 重 所 算 出 來 的 值 的 對 照 表, 在 運 用 上 有 些 不 夠 彈 性 的 運 用 此 活 動 量 與 身 體 質 量 指 數 對 照 表 為 營 養 師 用 於 推 算 病 患 在 一 天 所 需 要 的 總 熱 量 值 為 多 少, 再 依 病 人 的 身 體 資 訊, 最 後 將 此 總 熱 量 值 分 配 於 三 大 營 養 素 上 以 利 於 推 薦 使 用 者 飲 食 規 劃 BMI 對 照 表 上 的 呈 現 方 式 是 傳 統 邏 輯, 但 現 實 活 動 量 上 的 輕 度 工 作 中 度 工 作 與 重 度 工 作 的 表 現 程 度 較 為 模 糊, 本 研 究 希 望 以 模 糊 邏 輯 來 解 決, 根 據 病 人 的 身 體 資 訊 與 計 算 一 天 所 需 要 的 熱 量, 以 提 供 符 合 使 用 者 身 體 需 求 的 值 來 給 予 使 用 者 規 則 推 論 代 理 人 : 在 本 階 段 最 為 主 要 的 工 作 是 將 食 物 實 體 透 過 JENA 規 則 與 病 人 實 體 內 的 病 人 資 訊 做 最 即 時 的 連 結, 使 其 知 識 本 體 結 構 更 為 緊 密, 背 包 演 算 法 - 將 以 上 Fuzzy 代 理 人 與 JENA 代 理 人 所 得 到 的 資 訊 與 使 用 者 的 食 物 偏 好 相 結 合, 即 將 FUZZY 代 理 人 所 得 到 的 一 組 為 使 用 者 每 天 所 需 要 的 總 熱 量, 與 三 大 營 養 素 的 分 配, 透 過 JENA 代 理 人 推 論 出 的 使 用 者 是 否 適 合 食 用 的 食 物, 為 了 將 這 兩 組 資 訊 更 為 有 效 的 利 用 在 慢 性 病 三 高 飲 食 推 薦 系 統 中, 我 們 擬 設 法 結 合 類 背 包 演 算 法 與 使 用 者 之 飲 食 偏 好 來 解 決 推 薦 給 予 患 者 的 三 餐 飲 食 規 劃 供 使 用 者 選 擇 與 調 配 最 後 的 三 餐 飲 食 規 劃 推 薦 結 果 會 儲 存 於 飲 食 建 議 推 薦 記 錄 庫, 再 經 由 營 養 師 對 系 統 做 評 估 與 反 饋, 對 此 系 統 做 有 效 的 規 則 與 飲 食 知 識 庫 做 有 效 的 更 正, 做 出 更 為 有 利 於 改 善 慢 性 三 高 患 者 的 飲 食 推 薦 系 統 4. 推 薦 系 統 的 運 作 4.1 模 糊 建 構 BMI 的 概 念 部 份 共 三 個 歸 屬 函 數, 預 設 的 範 圍 是 介 於 15~30 之 間, 分 別 為 BMI_low 的 歸 屬 函 數 為 [ ],BMI_stand 的 歸 屬 函 數 為 [ ],BMI_over 的 歸 屬 函 數 為 [ ] 在 使 用 者 活 動 量 部 份, 本 研 究 試 想 讓 使 用 者 輸 入 0~10 之 間 的 值 來 取 代 原 來 的 臥 病 在 床 輕 度 工 作 標 準 工 作 以 及 重 度 工 作, 使 其 更 加 有 彈 性, 在 活 動 量 的 概 念 共 四 個 歸 屬 函 數, 預 設 的 範 圍 是 介 於 0~10 之 間,WORK-bed 的 歸 屬 函 數 為 [-3 0 3],WORK-low 的 歸 屬 函 數 為 [0 3 6],WORK-stand 的 歸 屬 函 數 為 [3 6 9], WORK-over 的 歸 屬 函 數 為 [ ] 在 此 模 糊 邏 輯 中 所 對 照 的 每 公 斤 體 重 所 需 熱 量 中 如 表 3, 因 為 對 照 過 於 繁 雜, 因 此 我 們 擬 以 同 一 基 底 將 表 格 簡 化, 如 表 7 可 以 看 出 此 表 格 是 以 六 個 值 所 重 複 涵 蓋, 這 六 個 值 分 別 為 5,10,15,20,25,30 因 此 我 們 即 將 此 結 果 轉 化 為 對 照 的 每 公 斤 體 重 所 需 熱 量 的 概 念 共 有 六 個 歸 屬 函 數, 預 設 的 範 圍 是 介 於 0~30 之 間,(Calorie_Demand)CD1 的 歸 屬 函 數 為 [ ],CD2 的 歸 屬 函 數 為 [0 5 10],CD3 的 歸 屬 函 數 為 [ ],CD4 的 歸 屬 函 數 為 [ ],CD5 的 歸 屬 函 數 為 [ ],CD6 的 歸 屬 函 數 為 [ ] 在 本 研 究 中 的 模 糊 規 則 是 由 BMI 值 與 活 動 量 所 組 成 對 照 於 每 公 斤 體 重 所 需 熱 量, 所 以 共 有 12 條 模 糊 規 則, 規 則 如 圖 三 所 示 4.2 知 識 建 構 本 研 究 之 食 物 知 識 本 體 以 中 華 民 國 糖 尿 病 衛 教 學 會 出 版 之 各 地 小 吃 資 料 為 小 吃 的 三 大 營 養 素 與 熱 量 為 基 準, 如 圖 四 所 示 在 第 二 層 的 分 類 層 時, 使 用 行 政 院 衛 生 署 所 分 的 十 八 大 類 [5], 而 第 二 層 的 分 類 有 四 個 屬 性 : 蛋 白 質 脂 肪 醣 類 以 及 熱 量 的 四 個 屬 性, 在 第 三 層 的 部 份 則 是 食 材 部 份, 最 底 層 則 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期

5 是 小 吃 名 稱 扮 演 實 例 的 角 色, 在 各 地 小 吃 中 的 食 物 是 由 多 種 類 別 的 食 材 所 組 成 的, 所 以 食 物 實 例 會 存 在 多 重 繼 承 的 關 係 每 項 食 物 實 例 會 有 四 個 屬 性 值, 分 別 為 三 大 營 養 素 與 總 熱 量 值 由 以 上 之 食 物 本 體 可 以 進 而 建 成 完 整 的 飲 食 知 識 本 體, 如 圖 五 在 此 飲 食 知 識 本 體 中, 病 人 實 例 為 了 要 使 用 JENA 規 則 來 判 定 是 否 此 項 食 物 適 合 使 用 者 食 用, 所 以 在 病 人 實 例 部 分 我 們 需 要 有 下 列 屬 性 : 身 高 體 重 活 動 量 腎 功 能 高 血 壓 高 血 脂 以 及 偏 好 之 食 物 值, 才 得 以 透 過 系 統 中 的 模 糊 邏 輯 推 論 出 患 者 一 天 所 需 要 的 熱 量 值, 然 後 再 透 過 JENA 規 則, 將 食 物 與 病 人 做 規 則 的 推 論, 推 論 出 所 有 的 食 物 有 哪 些 食 物 是 適 合 患 者, 哪 些 食 物 是 不 適 合 患 者 的 此 架 構 是 根 據 於 營 養 師 知 識 背 景 建 構 而 成, 對 於 食 物 實 例 與 患 者 資 訊 可 以 充 份 應 用 的 本 體 架 構 4.3 JENA 規 則 本 實 驗 之 規 則 是 透 過 本 研 究 中 的 疾 病 與 飲 食 中 的 內 容 而 設 計 的 在 規 則 部 份, 我 們 希 望 能 透 過 規 則 的 推 論, 推 薦 出 建 議 使 用 者 的 食 物 與 不 建 議 使 用 者 食 用 之 食 物 總 共 使 用 十 四 條 規 則, 規 則 三 如 下 : [rule3:(?x owl# 高 血 壓 " 有 "^^ (?k rdfs:subclassof owl# 加 工 調 理 食 品 類 )(?z rdf:type?k) -> (?x owl# 不 建 議?z)] 規 則 一 是 指 x 的 高 血 壓 屬 性 值 為 有, 為 格 式,z 是 加 工 調 理 食 品 類 的 實 例, 以 上 假 設 皆 成 立, 則 x 就 不 建 議 吃 z, 意 指 在 定 義 使 用 者 如 有 高 血 壓, 則 系 統 不 建 議 使 用 者 食 用 加 工 調 理 食 品 類 之 食 物 規 則 七 如 下 : [rule7:(?x owl# 高 血 脂 " 高 膽 固 醇 "^^ (?k rdfs:subclassof owl# 高 湯 類 )(?z rdf:type?k) -> (?x owl# 不 建 議?z)] 規 則 四 是 指 x 的 高 血 脂 屬 性 值 為 高 膽 固 醇, 為 格 式,z 是 高 湯 類 的 實 例, 以 上 假 設 皆 成 立, 則 x 就 不 建 議 吃 z, 意 指 在 定 義 使 用 者 如 有 高 血 脂, 則 系 統 不 建 議 使 用 者 食 用 加 高 湯 類 之 食 物 由 於 規 則 眾 多, 所 以 只 列 出 規 則 一 與 規 則 四 並 說 明, 前 面 十 三 條 規 則 都 是 在 作 本 研 究 中 的 疾 病 與 飲 食 中 不 建 議 吃 的 規 範 第 一 至 三 條 規 則 是 在 規 範 高 血 壓 的 使 用 者 不 建 議 吃 的 食 物 種 類, 第 四 至 七 條 規 則 是 在 規 範 高 膽 固 醇 之 使 用 者 不 建 議 吃 的 食 物 種 類 以 及 第 八 至 十 三 條 規 則 是 在 規 範 高 三 酸 酣 油 脂 之 使 用 者 不 建 議 吃 的 食 物 種 類 最 後 第 十 四 條 規 則 如 下 : [rule14:(?x owl# 建 議 吃?z) <- (?x rdf:type owl# 病 人 )(?z rdf:type?y) (?y rdfs:subclassof?r)(?r rdfs:subclassof owl# 食 物 ) novalue(?x owl# 不 建 議 吃?z)] 規 則 十 四 是 在 做 反 向 規 則,x 是 屬 於 病 人 的 實 例,z 是 y 的 實 例,y 則 是 食 物 的 子 類 別, 然 而 x 沒 有 不 建 議 吃 z 的 這 層 關 係 時, 則 反 推 為 x 建 議 吃 z 食 物 意 指 除 了 上 述 的 十 三 條 規 則 將 不 建 議 吃 之 食 物 規 範 出 來 之 後, 再 藉 由 此 規 則 將 其 餘 沒 有 列 入 不 建 議 吃 之 食 物 列 入 建 議 吃 之 中 本 系 統 是 以 此 十 四 條 規 則 將 疾 病 與 飲 食 之 中 的 禁 食 給 予 系 統 標 明 不 建 議 吃, 經 詢 問 專 家 後 表 示 並 非 完 全 不 能 食 用, 而 是 盡 量 少 吃, 所 以 本 系 統 使 用 不 建 議 標 明 給 使 用 者 自 由 選 擇 最 後 再 將 建 議 與 不 建 議 轉 換 成 0-1 的 數 值, 用 以 計 算 本 系 統 所 推 薦 出 的 飲 食 組 合, 從 而 推 薦 給 予 使 用 者 做 使 用 4.4 類 背 包 演 算 本 研 究 擬 使 用 類 背 包 問 題 演 算 法, 借 由 背 包 問 題 的 概 念 延 伸 出 適 合 用 於 飲 食 推 薦 系 統 上 的 類 背 包 問 題 解 法, 本 概 念 是 將 Branch-and-Bound Strategy 背 包 的 演 算 法 的 概 念 將 其 更 改 為 更 貼 近 系 統 所 使 用 者 方 法, Branch-and-Bound Strategy 背 包 演 算 法 中, 只 有 一 個 背 包 所 能 容 納 的 W 值, 但 在 此 系 統 中, 我 們 設 想 為 一 組 向 量 值 w ={W 1, W 2, W 3,W 4 }, 其 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期 -159-

6 中 各 代 表 由 模 糊 邏 輯 所 計 算 出 來 的 各 餐 總 熱 量 值 之 醣 類 脂 肪 蛋 白 質 所 佔 的 比 例 之 熱 量 以 及 本 身 的 總 熱 量 值,P 值 則 代 表 讓 食 物 經 由 JENA 規 則 所 推 論 出 來 是 否 適 合 於 使 用 者, 與 使 用 者 自 身 的 偏 好 值 所 加 總 的 值 每 個 背 包 為 其 中 一 餐 的 最 佳 組 合, 因 此 會 產 生 一 個 λ 值 來 控 制 與 本 餐 與 預 定 目 標 之 熱 量 值 的 差 異 原 始 的 背 包 演 算 是 求 得 P 值 越 高 越 好, 而 在 本 研 究 中 的 演 算 法 則 是 改 成 w 值 越 相 近 越 好, 但 其 演 算 法 結 構 是 不 變 的, 一 樣 是 由 上 下 界 來 訂 定 是 否 往 該 節 點 方 向 發 展 下 去, 最 後 發 展 出 來 的 w 值 越 接 近 背 包 的 w 值 越 好 本 研 究 預 期 能 找 出 最 適 合 的 λ 值 來 幫 助 系 統 推 薦 出 最 為 適 合 於 使 用 者 的 三 餐 飲 食 餐 點 舉 例 來 說, 身 高 150 公 分 體 重 50 公 斤 活 動 量 程 度 為 7 以 及 無 其 它 疾 病 的 患 者 來 說, 患 者 的 BMI 值 為 22.2, 經 由 模 糊 代 理 人 推 導 出 來, 每 公 斤 體 重 所 需 之 熱 量 為 31.2 大 卡, 因 此 每 日 所 需 之 總 熱 量 為 1560 三 餐 比 例 30% 30% 及 40% 又 因 無 其 他 疾 病 時 蛋 白 質 脂 肪 及 醣 類 之 比 例 為 15% 30% 以 及 55% 又 因 為 每 公 克 的 蛋 白 質 會 產 生 4 大 卡 的 熱 量 每 公 克 的 脂 肪 會 產 生 9 大 卡 的 熱 量 及 每 公 克 的 醣 類 會 產 生 4 大 卡 的 熱 量 此 演 算 法 之 背 包 所 能 載 重 的 w ={17.55, 15.6,64.35,468} 下 表 8 為 食 物 項 目 之 清 單, 並 假 設 依 使 用 者 的 健 康 資 訊 所 推 論 出 來 的 飲 食 值 與 使 用 者 偏 好 值 如 表 8 在 初 步 規 劃 中 的 λ 為 {+10%,+10%, +10%,+10%}, 因 為 帶 入 此 患 者 資 訊 中, 因 此 當 食 物 組 合 中 的 蛋 白 質 介 於 19.3 大 卡 與 15.8 大 卡 脂 肪 介 於 17.2 大 卡 與 14 大 卡 醣 類 介 於 70.8 大 卡 與 大 卡 以 及 總 熱 量 介 於 大 卡 與 大 卡 時 將 此 食 物 組 合 再 依 總 價 值 與 λ 越 接 近 0 排 序 並 推 薦 給 予 使 用 者 做 參 考 依 類 背 包 演 算 的 概 念 會 先 將 物 品 清 單 依 價 值 比 重 而 排 列, 並 為 此 方 法 建 立 一 個 二 元 樹 的 樹 狀 決 策 樹 以 找 出 最 佳 組 合 的 解, 在 本 研 究 中 是 要 找 出 符 合 在 λ 規 範 下 的 組 合 首 先 會 先 考 慮 根 結 點 的 上 界 值 及 下 界 值, 但 在 本 研 究 中 是 設 想 與 w 之 背 包 越 相 近 越 好, 因 此 先 計 算 出 物 品 清 單 中 的 蛋 白 質 脂 肪 及 醣 類 所 佔 比 例, 越 符 合 患 者 所 規 劃 出 來 之 比 例 相 符 者 先 排, 表 9 為 轉 換 比 例, 表 10 為 重 新 排 序 後 之 物 品 清 單 表 9 中 所 使 用 之 轉 換 比 例 公 式 如 公 式 7, 借 以 計 算 三 大 營 養 素 所 佔 熱 量 之 比 例, 表 10 是 使 用 公 式 8 中 之 公 式 借 以 計 算 出 食 物 與 預 設 比 例 之 差 異 量 蛋 白 質 所 佔 比 例 為 : 蛋 白 質 蛋 白 質 + 脂 肪 + 醣 類 脂 肪 所 佔 比 例 為 : 蛋 白 質 蛋 白 質 + 脂 肪 + 醣 類 醣 類 所 佔 比 例 為 : 醣 類 (7) 蛋 白 質 + 脂 肪 + 醣 類 營 養 素 比 例 差 異 量 = 蛋 白 質 所 佔 比 例 設 定 之 蛋 白 質 所 佔 比 例 + 脂 肪 所 佔 比 例 設 定 之 脂 肪 所 佔 比 例 + 醣 類 所 佔 比 例 設 定 之 醣 類 所 佔 比 例 (8) 上 界 值 與 下 界 值 原 先 是 使 用 0/1 背 包 演 算 法 與 貪 婪 背 包 所 計 算 出 來 的 值, 並 使 用 在 於 是 否 往 此 節 點 發 展, 但 本 研 究 中 為 求 所 有 介 於 λ 值 內 之 食 物 組 合, 因 此 修 改 為, 與 w 之 差 異, 如 圖 六 所 示, 在 圖 中 先 依 節 點 組 合 是 否 大 於 λ 值 的 上 界, 將 樹 展 開, 如 大 於 λ 值 時 則 不 展 開 其 葉 節 點, 如 節 點 3, 由 於 A 食 物 與 B 食 物 相 加 之 w 大 於 患 者 此 餐 所 需 之 w 值, 因 此 不 在 展 開 3 節 點 之 後 的 節 點 最 後 將 所 有 走 至 最 後 的 節 點 驗 算 是 否 大 於 λ 值 的 下 界, 如 果 小 於 λ 值 之 下 異 則 不 推 薦 給 需 使 用 者, 如 節 點 14, 其 w 小 於 λ 之 下 界, 因 此 最 後 只 有 節 點 16 與 節 點 21 符 合 推 薦 值, 所 以 將 食 物 B+C 與 D 推 薦 給 予 使 用 者 做 選 擇 5. 初 步 實 驗 本 系 統 採 用 ASUS X52J CPU 為 P GHz, 記 憶 體 為 3GB, 作 業 系 統 為 WINDOWS 7,JDK 板 本 為 jdk1.6.0,jena 板 本 為 JENA 作 為 環 境 來 提 供 服 務, 初 步 實 驗 部 份 我 們 以 身 高 170 體 重 60 活 動 量 6 無 腎 功 能 疾 病 有 高 血 壓 及 高 膽 固 醇 的 患 者 為 例 會 先 經 由 fuzzy 先 推 薦 出 以 下 結 果 如 圖 七 圖 七 顯 示 BMI 值 為 20.76, 因 此 由 模 糊 邏 輯 所 推 論 出 來 的 每 公 斤 體 重 所 需 要 之 熱 量 為 因 此 可 知 此 使 用 者 一 天 所 需 要 之 總 熱 量 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期

7 為 大 卡 再 由 模 糊 邏 輯 與 使 用 JENA 規 則 將 食 物 與 患 者 資 訊 結 合 之 結 果, 送 至 類 背 包 組 合, 在 初 步 實 驗 中, 是 將 三 餐 預 設 為 三 等 份 相 同 的 熱 量, 所 以 背 包 的 總 容 量 為 w {334.18,182.28,91.14,607.6} 因 此 由 類 背 包 組 合 結 果 如 圖 八 在 圖 八 中 可 以 看 出 所 以 推 薦 組 合 與 差 異 量 的 值 6. 結 論 目 前 患 者 尋 求 營 養 師 時, 營 養 師 能 幫 助 計 算 患 者 的 一 天 所 需 的 熱 量, 與 三 大 營 養 素 的 分 配, 給 予 患 者 參 考, 並 提 供 患 者 各 種 食 材 的 三 大 營 養 素 的 分 配 比 例 但 這 些 資 訊 對 於 患 者 來 說 是 不 太 足 夠 的, 因 為 在 外 飲 食 時 並 不 會 告 訴 患 者, 患 者 所 食 用 的 食 物, 是 使 用 哪 些 食 材, 與 那 些 食 材 的 量 各 為 多 少, 所 以 需 要 控 制 患 者 自 身 的 血 糖 值 與 三 大 營 養 素 的 比 例 以 求 得 適 當 的 飲 食 對 於 醫 療 資 源, 期 望 能 更 進 一 步 減 少 慢 性 病 三 高 患 者 就 醫 時, 所 耗 費 的 醫 療 資 源, 與 慢 性 病 三 高 患 者 求 助 於 營 養 師 時, 營 養 師 能 省 下 更 多 的 醫 療 資 源, 在 於 各 地 小 吃 上 的 資 料 可 以 更 加 有 結 構 性 的 儲 存 與 管 理, 對 於 往 後 的 飲 食 醫 學 與 研 究 上 所 能 省 下 更 多 的 時 間 對 於 慢 性 三 高 患 者 : 能 透 過 本 系 統, 在 家 即 可 取 得 整 天 所 需 要 的 飲 食 規 劃 省 去 往 反 醫 院 的 時 間, 與 更 有 效 率 的 控 制 自 己 的 身 體 狀 態 在 初 步 實 驗 中, 已 可 將 使 用 者 之 身 體 資 訊 透 過 模 糊 邏 輯 與 JENA 規 則 推 論 之 結 果 借 由 類 背 包 演 算 法 將 其 組 合 並 推 薦 給 予 使 用 者 做 參 考, 在 經 由 台 中 醫 院 營 養 師 評 估 之 後, 營 養 師 認 為 飲 食 知 識 庫 中 伴 手 禮 部 份 需 先 移 除, 因 為 伴 手 禮 的 營 養 素 與 熱 量 階 偏 低, 因 此 會 常 拿 來 補 足 背 包 中 不 足 的 部 份, 但 伴 手 禮 並 非 一 般 人 常 用 飲 食, 因 此 建 議 拿 掉 伴 手 禮 未 來 工 作 : 由 於 初 步 實 驗 中 尚 未 加 入 使 用 者 之 飲 食 偏 好, 以 及 使 用 者 三 餐 不 夠 彈 性 化, 未 來 希 望 讓 使 用 者 輸 入 多 餐 與 自 行 分 配 各 餐 所 佔 之 比 例 未 來 希 望 申 請 台 中 醫 院 的 病 歷 資 料 與 營 養 專 家 模 擬 的 使 用 者 偏 好, 並 經 由 營 養 師 建 議 部 份 進 行 修 改, 進 而 使 此 系 統 推 薦 出 適 合 於 使 用 者 之 三 餐 在 藉 由 營 養 專 家 使 用 精 準 度 與 精 確 度 來 評 估 此 系 統, 進 而 修 改 系 統 與 微 調 系 統 參 數 使 系 統 更 加 完 善 本 研 究 期 望 此 系 統 推 薦 之 結 果 滿 足 營 養 專 家, 進 而 可 以 建 立 使 用 者 介 面, 讓 患 者 在 家 中 也 可 獲 得 完 整 的 飲 食 推 薦 資 訊 最 後 會 再 與 其 它 飲 食 推 薦 系 統 或 研 究, 作 最 完 整 的 精 準 度 及 精 確 度 之 詳 細 比 較, 進 而 使 系 統 更 加 完 善 參 考 文 獻 [1] 行 政 院 衛 生 署 - 主 要 死 因 統 計, 生 命 統 計 / 主 要 死 因 統 計 / 主 要 死 因 統 計.xls [2] 許 惠 恒, 臺 灣 小 吃 營 養 大 解 析 北 臺 灣 篇, 中 華 民 國 糖 尿 病 衛 教 學 會,2009 [3] 許 惠 恒, 臺 灣 小 吃 營 養 大 解 析 中 臺 灣 篇, 中 華 民 國 糖 尿 病 衛 教 學 會,2010 [4] 許 惠 恒, 臺 灣 小 吃 營 養 大 解 析 南 臺 灣 篇, 中 華 民 國 糖 尿 病 衛 教 學 會,2011 [5] 行 政 院 衛 生 署 - 食 品 成 份 表, nts.htm [6] Ontology, [7] 陳 韻 中, 基 於 Web2.0 架 構 旅 遊 規 劃 推 薦 系 統, 南 台 科 技 大 學 資 訊 工 程 系 碩 士 論 文, 2008 [8] Guo Q.L. and Zhang M., "Semantic information integration and question answering based on pervasive agent ontology," Expert Systems with Applications, Vol. 36, No. 6, pp , [9] Jepsen T.C., Just What Is an Ontology, Anyway?, IEEE Computer Society, Vol. 11, No. 5, pp , [10] Labrou Y. and Finin T., Yahoo! as an Ontology: using Yahoo! Categories to Describe Documents, Conference on Information and Knowledge Management, pp , [11] Wang M.H., Lee C.S., Hsieh K.L., Hsu C.Y., Acampora G., and Chang C.C., "Ontology-based multi-agents for intelligent healthcare applications," Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, Vol. 1, No. 2, pp , [12] Meditskos G. and Bassiliades N., A Rule-Based Object-Oriented OWL Reasoner, IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, Vol. 20, No. 3, pp , [13] Sánchez D., Batet M., and Isern D., Ontology-based information content computation, Knowledge-Based Systems, Vol. 24, No. 2, pp , 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期 -161-

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9 表 年 國 人 十 大 死 因 排 名 國 人 十 大 死 因 死 亡 數 男 性 死 因 死 亡 數 女 性 死 因 死 亡 數 1 惡 性 腫 瘤 41,046 惡 性 腫 瘤 26,022 惡 性 腫 瘤 15,024 2 心 臟 疾 病 15,675 心 臟 疾 病 9,389 心 臟 疾 病 6,286 3 腦 血 管 疾 病 10,134 腦 血 管 疾 病 5,963 腦 血 管 疾 病 4,171 4 肺 炎 8,909 肺 炎 5,565 糖 尿 病 4,149 5 糖 尿 病 8,211 事 故 傷 害 4,835 肺 炎 3,344 6 事 故 傷 害 6,669 糖 尿 病 4,062 高 血 壓 性 疾 病 2,046 7 慢 性 下 呼 吸 道 疾 病 5,197 慢 性 下 呼 吸 道 疾 病 3,823 腎 炎 腎 病 症 候 群 及 腎 病 變 2,017 8 慢 性 肝 病 及 肝 硬 化 4,912 慢 性 肝 病 及 肝 硬 化 3,508 事 故 傷 害 1,834 9 高 血 壓 性 疾 病 4,174 蓄 意 自 我 傷 害 2,639 敗 血 症 1, 腎 炎 腎 病 症 候 群 及 慢 性 肝 病 及 肝 硬 4,105 高 血 壓 性 疾 病 2,128 腎 病 變 化 1,404 資 料 來 源 : 行 政 院 衛 生 署 表 2 OWL 各 類 語 言 的 描 述 描 述 OWL Lite 提 供 給 建 構 簡 單 類 別 屬 性 的 使 用 者 OWL DL 提 供 給 需 要 推 理 系 統 進 行 計 算 的 使 用 者, 能 完 整 的 支 援 推 理 OWL Full 具 有 最 大 的 RDF 語 法 支 援 度, 但 不 支 援 規 則 推 論 表 3 活 動 量 與 BMI 對 照 表 活 動 量 過 重 標 準 過 輕 臥 病 在 床 輕 度 工 作 中 度 工 作 重 度 工 作 表 4 0/1 背 包 物 品 清 單 J 1 J 2 J 3 J 4 J 5 J 6 J 7 J 8 價 值 重 量 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期 -163-

10 表 5 貪 婪 背 包 物 品 清 單 J 1 J 2 J 3 J 4 J 5 J 6 J 7 J 8 價 值 重 量 表 6 Branch-and-Bound Strategy 背 包 物 品 清 單 i p i w i 表 7 簡 化 每 公 斤 體 重 所 需 熱 量 之 表 格 過 重 標 準 過 輕 臥 病 在 床 輕 度 工 作 標 準 工 作 重 度 工 作 表 8 食 物 清 單 與 價 值 表 食 物 蛋 白 質 脂 肪 醣 類 熱 量 JENA 推 論 值 (J) 患 者 偏 好 值 (P) 總 價 值 =(J)+(P) A B C D 表 9 各 項 食 物 所 佔 總 熱 量 之 比 例 食 物 名 稱 蛋 白 質 脂 肪 醣 類 2 2 A =7.2% =31% =61.8% B 18.2% 39.9% 41.9% C 16.6% 30% 53.4% D 14.8% 32.9% 52.3% 表 10 重 新 排 序 後 之 食 物 物 品 順 序 食 物 名 稱 差 異 量 1 A C D B 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期

11 圖 一 Branch-and-Bound Strategy 背 包 的 樹 狀 展 開 圖 圖 二 慢 性 三 高 初 步 架 構 圖 圖 三 模 糊 規 則 圖 四 食 物 本 體 初 步 雛 形 圖 五 飲 食 知 識 本 體 初 步 雛 形 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期 -165-

12 圖 六 類 背 包 演 算 法 之 樹 狀 決 策 圖 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期

13 圖 七 初 步 實 驗 模 糊 邏 輯 推 論 結 果 圖 八 初 步 實 驗 結 果 資 訊 科 技 國 際 期 刊 第 六 卷 第 二 期 -167-