Bayesianske netværk er grafiske modeller, der repræsenterer variabler som knuder og deres sandsynlighedsmæssige afhængigheder som rettede pile. Ved hjælp af Bayes' sætning viser de, hvordan nye observationer ændrer sandsynligheden for andre hændelser. Et eksempel er diagnosestøtte: at anslå den mest sandsynlige årsag ud fra observerede symptomer. Deres styrker er gennemsigtighed og evnen til at håndtere usikre eller ufuldstændige data.
Kausal inferens omfatter metoder til at udlede årsag-virkning-sammenhænge af data i stedet for blot at identificere korrelationer. Den besvarer spørgsmål som 'Hvad ville der være sket, hvis vi ikke havde gennemført denne foranstaltning?'. Redskaber omfatter randomiserede forsøg som A/B-test, kausalgrafer og statistiske teknikker til observationsdata. Eksempel: At undersøge, om en rabatkampagne faktisk øgede salget, eller om det under alle omstændigheder var steget af sæsonmæssige årsager.
Naive Bayes er en familie af enkle klassifikationsmetoder baseret på Bayes' sætning. De kaldes »naive«, fordi de antager, at alle features er uafhængige af hinanden, hvilket sjældent er tilfældet i praksis, men alligevel ofte giver gode resultater. Metoderne er hurtige, kræver kun få træningsdata og er særligt velegnede til tekst. Et klassisk eksempel er spamfilteret, der sorterer e-mails ud fra typiske ord.
En skjult Markov-model (hidden Markov model, HMM) er en statistisk model for sekvenser, hvor de egentlige tilstande er skjulte og kun kan udledes af observerbare signaler. Den beskriver sandsynligheden for, at én tilstand følger efter en anden, og for at hver tilstand giver en bestemt observation. HMM'er var længe standard inden for talegenkendelse og ordklassetagging; i dag bruges de stadig f.eks. i bioinformatik og tidsserieanalyse.
Et ekspertsystem er et computerprogram, der gemmer menneskelige specialisters knowhow som regler og fakta og drager konklusioner ud fra dem. Det består typisk af en vidensbase og en inferensmotor, der anvender reglerne. Ekspertsystemer prægede AI i 1970'erne og 1980'erne, f.eks. inden for medicinsk diagnose eller konfiguration af teknisk udstyr. Deres idéer lever videre i dag i regelbaserede kontroller og vidensgrafer.
