gosy_voprosy / вопрос_42
.docxЭкспертные системы, базовые понятия
Об экспертных системах (ЭС) можно говорить много и сложно. Но наш разговор очень упростится, если мы будем исходить из следующего определения экспертной системы. Экспертная система — это программа (на современном уровне развития человечества), которая заменяет эксперта в той или иной области.
Отсюда вытекает простой вывод — все, что мы изучаем в курсе "Основы проектирования систем с ИИ", конечной целью ставит разработку ЭС. В этой главе мы остановимся только на некоторых особенностях их построения, которые не затрагиваются в остальных главах.
ЭС предназначены, главным образом, для решения практических задач, возникающих в слабо структурированной и трудно формализуемой предметной области. ЭС были первыми системами, которые привлекли внимание потенциальных потребителей продукции искусственного интеллекта.
С ЭС связаны некоторые распространенные заблуждения.
Заблуждение первое: ЭС будут делать не более (а скорее даже менее) того, чем может эксперт, создавший данную систему. Для опровержения данного постулата можно построить самообучающуюся ЭС в области, в которой вообще нет экспертов, либо объединить в одной ЭС знания нескольких экспертов, и получить в результате систему, которая может то, чего ни один из ее создателей не может.
Состав системы |
|
Атрибуты Основой Экспертной Системы являются Атрибуты - некоторые понятия, которые характеризуют предметную область и являются аналогами существительных в вопросительном предложении. Вверх Значения атрибутов Атрибуты системы имеют Значения, которые необходимо выбирать для поиска ответов на Ваши вопросы. Например:
Вверх Уровни атрибутов Для удобства восприятия и использования Атрибуты объединены в Уровни, которые характеризуют определенные аспекты предметной области. Например:
Вверх Дополнительные уровни Уровни бывают Основные и Дополнительные. Отличие дополнительного уровня от основного в том, что дополнительный появляется для уточнения понятий основного уровня при наборе определенных комбинаций атрибутов основного уровня. Например:
Вверх Связи между значениями атрибутов Все Атрибуты взаимодействуют между собой по определенным Связям, которые являются аналогами глаголов в вопросительном предложении. Например:
Вверх Недопустимые значения атрибутов Связи позволяют исключать недопустимые значения Атрибутов при формировании Запросов к Системе. Например:
Вверх Запрос к Экспертной Системе Выделяя последовательно по одному Значению (допустимому по взаимосвязям) Атрибута Вы формируете Ваш вопрос - строите логическую цепочку Запроса к Экспертной Системе. Например:
Вверх Средства редактирования Запроса Система позволяет использовать одно Значение Атрибута в одном Запросе, поэтому для изменения Запроса существуют средства редактирования Запроса. Запрос редактируется путем включения или удаления Значения Атрибута в цепочке Запроса:
Кроме того, удалить Атрибут из Запроса можно нажимая на название Атрибута или на название Значения Атрибута непосредственно в цепочке Запроса:
Для перехода в Исходное состояние (без Запроса) нажмите на слово ЗАПРОС - будет удалена вся цепочка Запроса. Вверх
|
Не всякую систему, основанную на знаниях, можно рассматривать как экспертную. Экспертная система должна также уметь каким-то образом объяснять свое поведение и свои решения пользователю, так же, как это делает эксперт-человек. Это особенно необходимо в областях, для которых характерна неопределенность, неточность информации (например, в медицинской диагностике). В этих случаях способность к объяснению нужна для того, чтобы повысить степень доверия пользователя к советам системы, а также для того, чтобы дать возможность пользователю обнаружить возможный дефект в рассуждениях системы. В связи с этим в экспертных системах следует предусматривать дружественное взаимодействие с пользователем, которое делает для пользователя процесс рассуждения системы "прозрачным".
Часто к экспертным системам предъявляют дополнительное требование - способность иметь дело с неопределенностью и неполнотой. Информация о поставленной задаче может быть неполной или ненадежной; отношения между объектами предметной области могут быть приближенными. Например, может не быть полной уверенности в наличии у пациента некоторого симптома или в том, что данные, полученные при измерении, верны; лекарство может стать причиной осложнения, хотя обычно этого не происходит. Во всех этих случаях необходимы рассуждения с использованием вероятностного подхода.
В самом общем случае для того, чтобы построить экспертную систему, мы должны разработать механизмы выполнения следующих функций системы:
-
решение задач с использованием знаний о конкретной предметной области - возможно, при этом возникнет необходимость иметь дело с неопределенностью;
-
взаимодействие с пользователем, включая объяснение намерений и решений системы во время и после окончания процесса решения задачи.
Каждая из этих функций может оказаться очень сложной и зависит от прикладной области, а также от различных практических требований. В процессе разработки и реализации могут возникать разнообразные трудные проблемы. Здесь мы ограничился наметками основных идей, подлежащих в дальнейшем детализации и усовершенствованию.