8. Трудности получения экспертных знаний

В последние 20 лет перенос экспертных знаний в компьютер стал одной из центральных проблем искусственного интеллекта.

Зачем же нужно передавать человеческие умения и опыт компьютеру? Прежде всего для того, чтобы опытом и знаниями квалифицированного специалиста пользовались не только те люди, с которыми он сталкивается, а гораздо более широкий круг возможных пользователей. Вторая, не менее важная цель - не утерять со сменой поколений умения и знания опытных людей, оставить их в наследство человечеству.

Сама по себе возможность построения искусственной системы, обладающей человеческими умениями решать сложные задачи в тех или иных областях деятельности, весьма привлекательна. Но на пути ее решения стоят существенные трудности. Перечислим основные из них.

1. Человек не может сообщить общие абстрактные правила, которыми он руководствуется, решая ту или иную конкретную задачу, потому что его умения чаще всего хранятся на подсознательном уровне.

2. В любой области деятельности имеется большое количество (десятки и сотни тысяч) возможных практических ситуаций, при анализе которых проявляются умения человека. Желательно, чтобы этими умениями в полном объеме «овладел» компьютер, что может потребовать огромного труда и времени экспертов.

3. Люди, передающие компьютеру в том или ином виде свои знания и умения, неизбежно ошибаются. Конкретная ошибка может быть вызвана усталостью, невнимательностью, трудностью ситуации. Не ошибающихся экспертов, к сожалению, не бывает.

Отметим, что существуют разные виды человеческих умений, и для построения их компьютерных аналогов нужна совокупность различных подходов.

Далее мы представим подход, позволяющий строить полные, непротиворечивые и достаточно большие базы экспертных знаний (умений) для определенного класса задач: задач классификации с явными признаками [7].

9. Экспертные знания в задачах классификации с явными признаками

Задачи классификации объектов, описываемых многими признаками, широко распространены на практике. Приведем три примера.

1. Наиболее часто встречающаяся профессиональная задача в повседневной деятельности врача — диагностика заболевания по совокупности клинических и инструментальных признаков, описывающих состояние пациента.

2. Одна из распространенных задач в геологии — поиск месторождения полезных ископаемых. Сбор информации позволяет характеризовать различные районы по совокупности признаков, в той или иной степени типичных для месторождений. По этим признакам определяют наиболее перспективные районы [8].

3. Поиск причин неисправностей, поломок в сложной машине или механизме. Каждая поломка может быть описана совокупностью признаков. Именно по этим признакам инженер определяет тип неисправности [8].

Что же общего в деятельности инженера, геолога, врача? Это общее можно представить в формальном виде следующим образом. Имеются объекты, описываемые многими признаками. Необходимо отнести эти объекты к определенным классам решений. Наиболее важная характеристика таких задач принятия решений — их повторяемость: люди решают данные задачи многократно, вырабатывая навыки наиболее успешного, эффективного решения. Количество повторных решений различно для разных областей профессиональной деятельности. Врач повседневно решает задачи распознавания одного и того же объекта - признаков заболеваний в различных их сочетаниях. Задачи, связанные с выбором района для разработки, решает многократно и геолог. В отличие от врача и геолога инженер имеет дело с изменяющимися объектами (новые конструкции машин, механизмов).

Общим в приведенных выше примерах является то, что имеется полный для конкретной профессиональной задачи набор признаков, их значений и классов решений.

Признаки, значения которых характеризуют объект и позволяют отнести его к тому или иному классу, заданы так, что их измерения могут, как правило, осуществляться либо другим человеком, либо прибором. Так, измерение процента содержания в почве какого-то минерала определяется по желанию эксперта-геолога, но он не обязательно участвует в этих измерениях. Врач-эксперт определяет состав признаков, необходимых для диагностики определенного заболевания, но он использует данные электрокардиограммы или эхокардиограммы, снятых его помощником. Он может также давать советы по телефону либо по Интернету, используя описание пациента, данное другим врачом.

Совсем по-иному обстоит дело у шахматистов. Первичным материалом является расположение фигур. Анализируя расположение фигур, шахматист характеризует его для себя оценками по ряду признаков, таких как, например, возможность развития атаки, угрозы королю и т.д. Здесь даже измерение значений признаков - искусство (умение) эксперта.

Назовем задачами классификации с явно заданными признаками такие задачи, в которых искусство эксперта проявляется в основном в умении «увидеть» через заданную совокупность значений отдельных признаков целостный образ объекта. Задачи классификации с явными признаками широко распространены в человеческой практике. Далее речь будет идти только о таких задачах.