4.5.5. Разновидности эс

Распределенные экспертные системы.

Распределенные ЭС организуют в результате интеграции отдельных ЭС, в том числе ориентированных на различные предметные области. Применение - многоаспектный анализ сложных объектов, когда важно взаимодействие различных специалистов в процессе распознавания и формирования плана действий. Характерный пример - решение эколого-экономических проблем.

Гибридные экспертные системы.

Являются продуктом слияния ППП и расчетно-логических систем с ЭС. Достоинствами ППП и расчетно-логических систем являются серьезно проработанные универсальные формальные модели предметных областей. Основным недостатком является отсутствие ориентации на пользователя низкой квалификации. Т.е. низко квалифицированный пользователь не может эффективно использовать мощные универсальные функции ППП и расчетно-логических систем. Внесение элементов технологии ЭС позволяет реализовать неформальные настройки модели предметной области, организовать систему экспертной поддержки начинающего пользователя.

Обобщенные прикладные интеллектуальные системы.

Обобщенные прикладные интеллектуальные системы можно рассматривать как расчетно-логические системы, дополненные экспертными подсистемами, или как распределенные экспертные системы с сильной вычислительной компонентой.

4.5.6. Эс IиIIпоколений

Одним из серьезных недостатков продукционной концепции является невозможность реализовать (смоделировать) такие трудноформализуемые механизмы человеческой дедукции, как здравый смысл и интуиция. Иными словами, традиционные ЭС способны лишь повторять рассуждения эксперта, руководствуясь заложенными экспертом правилами. Они не способны заменить эксперта, повторить логику его рассуждений, применяемую им для вывода этих правил. ЭС такого рода называют ЭС первого поколения.

В 80-90-х г.г. начали разрабатываться ЭС второго поколения, называемые также партнерскими ЭС и усилителями интеллектуальных способностей человека. Они способны автоматически проводить анализ нечисловых данных, выявлять закономерности и формулировать на их основе гипотезы, оценивать достоверность фактов и непротиворечивость знаний.

Проведем сравнительный анализ ЭС первого и второго поколений по ряду их характеристик:

Представление знаний

ЭС Iпоколения:

1. Рассуждения ведутся только на основе знаний, полученных от эксперта.

2. Используется какая-либо одна модель представления знаний.

3. Методы представления знаний позволяют описывать лишь статические предметные области.

4. Отсутствуют знания о границах области компетентности системы, за пределами которой система оказывается неработоспособной.

ЭС IIпоколения:

1. Используются не поверхностные знания в виде эвристических правил, а глубинные, представляющие собой теории предметных областей и общие стратегии решения проблем. При столкновении ЭС с новой для нее проблемой она может на основе общих принципов такой теории очертить контуры решения или определить конкретные знания, которые необходимо привлечь для получения точного решения.

2. Знания организованы в виде составных иерархических представлений, включающих сети фреймов, продукции и логические модели.

3. Система имеет не только модель предметной области, но и модель самой себя, что позволяет ей эффективно определять границы своей компетентности.

4. ЭС может решать задачи из динамических предметных областей, т.е. областей, знания о которых могут изменяться непосредственно в процессе вывода (в том числе и в результате действий самой ЭС).

5. Система включает средства для одновременной работы с несколькими моделями предметной области, отличающимися друг от друга уровнями детальности.

Механизм вывода

ЭС Iпоколения:

1. Получение новых заключений с помощью вывода на знаниях, т.е. на основе парадигмы ЗНАНИЯ+ВЫВОД.

2. Неспособность найти приближенный ответ, если для вывода точного решения нет всех требуемых данных или отсутствуют подходящие правила вывода.

3. Неумение проводить вывод с учетом связи объектов или фактов в пространстве и во времени.

4. Скачкообразная потеря способности экспертной системы находить решения даже при незначительном выходе задач за пределы области ее компетентности.

ЭС IIпоколения:

1. Получение новых заключений не на основе дедукции, а на основе аргументации, т.е. поиска аргументов для обоснования высказываемой гипотезы. Т.е. от парадигмы ЗНАНИЯ+ВЫВОД осуществлен переход к парадигме ЗНАНИЯ+АРГУМЕНТАЦИЯ.

2. Сочетание достоверного и правдоподобного (включающего характеристику степени достоверности) вывода.

3. Наличие помимо свойственного ЭС первого поколения дедуктивного вывода средств для реализации индуктивного (от частного к общему) и абдуктивного (от частного к частному) выводов, а также проведения немонотонных рассуждений, в процессе которых поступившие факты иногда изменяют истинность выведенных ранее заключений.

4. Способность проводить вывод с учетом связи объектов или фактов в пространстве и во времени.

Приобретение знаний и обучение

ЭС Iпоколения:

1. Пополнение знаний системы и контроль их непротиворечивости "вручную".

2. Обязательность приведения знаний эксперта к виду, которого требует модель представления знаний в данной ЭС.

3. Несовпадение знаний о предметной области в ЭС с организацией их у эксперта, как следствие узости применяемой модели организации знаний, что влечет за собой неполноту знаний ЭС.

4. Отсутствие способности к обучению.

ЭС IIпоколения:

1. Наличие средств управления процессом наполнения ЭС знаниями и настройки на предметную область, позволяющих выбирать модель представления знаний, в наибольшей степени соответствующую структуре знаний эксперта.

2. Наличие средств автоматического обнаружения закономерностей, выдвижения гипотез и построения их обоснований, обучения на примерах.

3. Способность ЭС к поиску противоречий между знаниями, проверки их полноты, пополнения их при необходимости путем запроса к пользователю.

Создание экспертных систем IIпоколения требует привлечения эффективных инструментальных средств программирования.