a szakértői rendszerek (ES) az AI egyik kiemelkedő kutatási területe. Ezt a Stanford Egyetem Számítástechnikai Tanszékének kutatói vezetik be.

mik azok a szakértői rendszerek?

a szakértői rendszerek olyan számítógépes alkalmazások, amelyeket egy adott területen összetett problémák megoldására fejlesztettek ki, a szokatlanon kívüli emberi intelligencia és szakértelem szintjén.

A szakértői rendszerek jellemzői

• nagy teljesítmény
• érthető
• megbízható
• nagyon érzékeny

A szakértői rendszerek képességei

a szakértői rendszerek képesek −

• tanácsadás
• utasítása és segítése az emberi döntéshozatalban
• bemutatva
• megoldást találni
• diagnosztizálása
• magyarázó
• interpreting input
• Az eredmények előrejelzése
• a következtetés indoklása
• alternatív lehetőségeket javasol egy problémára

képtelenek −

• emberi döntéshozók helyettesítése
• emberi képességekkel rendelkező
• pontos kimenet előállítása a nem megfelelő tudásbázis számára
• saját tudásuk finomítása

szakértői rendszerek összetevői

Az es összetevői közé tartozik −

• Tudásbázis
• következtetési Motor
• felhasználói felület

nézzük meg őket egyenként röviden −

Tudásbázis

tartományspecifikus és magas színvonalú ismereteket tartalmaz.

tudás szükséges az intelligencia kiállításához. Bármely ES sikere nagyban függ a rendkívül pontos és pontos ismeretek összegyűjtésétől.

mi a tudás?

az adatok tények gyűjtése. Az információk a feladattartományra vonatkozó adatokként és tényekként vannak rendezve. Az adatokat, az információkat és a múltbeli tapasztalatokat együttesen tudásnak nevezik.

A Tudásbázis összetevői

az ES tudásbázisa mind a tényszerű, mind a heurisztikus tudás tárolója.

• tényszerű tudás − ez az információ széles körben elfogadott a tudás mérnökök és tudósok a feladat területén.

• heurisztikus tudás − a gyakorlatról, a pontos megítélésről, az ember értékelési képességéről és a találgatásról szól.

Tudásreprezentáció

Ez a módszer a tudásbázisban történő rendszerezésére és formalizálására szolgál. Ez az IF-THEN-ELSE szabályok formájában van.

tudásszerzés

bármely szakértői rendszer sikere nagyban függ a tudásbázisban tárolt információk minőségétől, teljességétől és pontosságától.

a Tudásbázis különböző szakértők, tudósok és Tudásmérnökök olvasmányaiból áll. A tudásmérnök olyan személy, akinek az empátia, a gyors tanulás és az esetelemző készségek tulajdonságai vannak.

információkat szerez a tárgy szakértőjétől azáltal, hogy rögzíti, interjút készít, megfigyeli őt a munkahelyén stb. Ezután kategorizálja és értelmes módon rendezi az információkat, ha-akkor-ELSE szabályok formájában, amelyeket az interferencia gép használ. A tudásmérnök figyelemmel kíséri az ES fejlődését is.

következtetési Motor

a következtetési motor hatékony eljárásainak és szabályainak használata elengedhetetlen a helyes, hibátlan megoldás levonásához.

tudásalapú ES esetén a következtetési Motor megszerzi és manipulálja a tudást a tudásbázisból, hogy egy adott megoldáshoz jusson.

szabályalapú ES esetén az it –

• ismételten alkalmazza a Szabályokat a tényekre, amelyek a korábbi szabályalkalmazásból származnak.

• szükség esetén új ismereteket ad a tudásbázisba.

• megoldja a szabályok ütközését, ha több szabály alkalmazható egy adott esetre.

a megoldás ajánlásához a következtetési motor a következő stratégiákat használja –

• előre láncolás
• hátra láncolás

előre láncolás

Ez egy szakértői rendszer stratégiája, amely megválaszolja a kérdést: “mi történhet ezután?”

itt a következtetési Motor követi a feltételek és levezetések láncolatát, és végül levezetiaz eredményt. Figyelembe veszi az összes tényt és szabályt, és rendezi őket, mielőtt megoldást találna.

ezt a stratégiát követi a következtetés, eredmény vagy hatás kidolgozása. Például a részvénypiaci helyzet előrejelzése a kamatlábak változásának hatására.

hátra láncolás

ezzel a stratégiával egy szakértői rendszer megtudja a választ arra a kérdésre, hogy “miért történt ez?”

a már történtek alapján a következtetési motor megpróbálja kideríteni, hogy mely feltételek történhettek a múltban ehhez az eredményhez. Ezt a stratégiát követik az OK vagy ok kiderítésére. Például a vérrák diagnosztizálása emberben.

felhasználói felület

A felhasználói felület interakciót biztosít az ES felhasználója és maga az ES között. Ez általában természetes nyelvi feldolgozás, amelyet a felhasználó használ, aki jól ismeri a feladattartományt. Az ES felhasználójának nem feltétlenül kell a mesterséges intelligencia szakértőjének lennie.

elmagyarázza, hogy az ES hogyan jutott el egy adott ajánláshoz. A magyarázat a következő formákban jelenhet meg:

• természetes nyelv jelenik meg a képernyőn.
• szóbeli elbeszélések természetes nyelven.
• a képernyőn megjelenő szabályszámok felsorolása.

a felhasználói felület megkönnyíti a levonások hitelességének nyomon követését.

A hatékony ES felhasználói felület követelményei

• segítenie kell a felhasználókat céljaik elérésében a lehető legrövidebb úton.

• úgy kell megtervezni, hogy a felhasználó meglévő vagy kívánt munkamódszereihez működjön.

• technológiájának alkalmazkodnia kell a felhasználó igényeihez; nem fordítva.

• hatékonyan kell felhasználnia a felhasználói bemeneteket.

szakértői rendszerek korlátai

egyetlen technológia sem kínál egyszerű és teljes megoldást. A nagy rendszerek költségesek, jelentős fejlesztési időt és számítógépes erőforrásokat igényelnek. Az ES-knek vannak korlátai, amelyek magukban foglalják –

• a technológia korlátai
• nehéz tudásszerzés
• az ES-ket nehéz fenntartani
• magas fejlesztési költségek

A szakértői rendszer alkalmazásai

az alábbi táblázat bemutatja, hogy hol alkalmazhatók az ES-k.

Application	Description
Design Domain	Camera lens design, automobile design.
Medical Domain	Diagnosis Systems to deduce cause of disease from observed data, conduction medical operations on humans.
Monitoring rendszerek	az adatok folyamatos összehasonlítása a megfigyelt rendszerrel vagy az előírt viselkedéssel, például szivárgásfigyeléssel hosszú kőolajvezetékben.
Folyamatvezérlő rendszerek	monitorozáson alapuló fizikai folyamat vezérlése.
Tudástartomány	a járművek, számítógépek hibáinak feltárása.
Pénzügy/kereskedelem	lehetséges csalások, gyanús tranzakciók, tőzsdei kereskedés, légitársaság ütemezése, rakomány ütemezése.

szakértői rendszertechnika

az ES technológiáknak több szintje áll rendelkezésre. Expert systems technológiák közé tartozik −

• Expert System Development Environment-Az ES development environment magában foglalja a hardver és eszközök. Ezek –

  • munkaállomások, miniszámítógépek, nagygépek.

  • magas szintű szimbolikus programozási nyelvek, mint például a Listaprogramozás (LISP) és a programozás en LOGique (PROLOG).

  • nagy adatbázisok.

• eszközök − nagymértékben csökkentik a szakértői rendszer fejlesztésével járó erőfeszítéseket és költségeket.

  • erőteljes szerkesztők és hibakeresési eszközök multi-windows rendszerrel.

  • gyors prototípuskészítést biztosítanak

  • beépített definíciókkal rendelkeznek a modellről, a tudásreprezentációról és a következtetési tervezésről.

• héjak − a héj nem más, mint Tudásbázis nélküli szakértői rendszer. A shell biztosítja a fejlesztők számára a tudás megszerzése, következtetés motor, felhasználói felület, és magyarázat lehetőség. Például az alábbiakban néhány héj található-

  • Java Expert System Shell (JESS), amely teljesen kifejlesztett Java API-t biztosít szakértői rendszer létrehozásához.

  • Vidwan, a Mumbai Nemzeti szoftver technológiai központban 1993-ban kifejlesztett héj. Lehetővé teszi a tudás kódolását IF-THEN szabályok formájában.

szakértői rendszerek fejlesztése: általános lépések

Az ES fejlesztés folyamata iteratív. Az ES fejlesztésének lépései a következők: –

azonosítsa a Problématartományt

• a problémának alkalmasnak kell lennie egy szakértői rendszer számára annak megoldására.
• keresse meg az ES projekt feladattartományának szakértőit.
• a rendszer költséghatékonyságának megállapítása.

tervezze meg a rendszert

• határozza meg az ES technológiát

• Ismerje meg és állapítsa meg az integráció mértékét a többi rendszerrel és adatbázissal.

• Ismerje meg, hogy a fogalmak hogyan reprezentálhatják a domain tudást a legjobban.

fejlessze a prototípust

a Tudásbázisból: a tudásmérnök a −

• Domain tudást szerez a szakértőtől.
• képviseli az If-THEN-ELSE szabályok formájában.

tesztelje és finomítsa a prototípust

• a tudásmérnök minta eseteket használ a prototípus tesztelésére a teljesítmény hiányosságai miatt.

• a végfelhasználók tesztelik az ES prototípusait.

fejlessze és töltse ki az ES

• tesztet, és biztosítsa az ES kölcsönhatását a környezet minden elemével, beleértve a végfelhasználókat, az adatbázisokat és más információs rendszereket.

• jól dokumentálja az ES projektet.

• képezze ki a felhasználót az ES használatára.

A rendszer fenntartása

• a Tudásbázis naprakészen tartása rendszeres felülvizsgálattal és frissítéssel.

• gondoskodik az új interfészek más információs rendszerek, ahogy ezek a rendszerek fejlődnek.

A szakértői rendszerek előnyei

• elérhetőség − könnyen elérhetők a szoftverek tömegtermelése miatt.

• kevesebb termelési költség − a termelési költség ésszerű. Ez megfizethetővé teszi őket.

• sebesség − nagy sebességet kínálnak. Csökkentik az egyén által végzett munka mennyiségét.

• kevesebb hibaarány − a hibaarány alacsony az emberi hibákhoz képest.

• a kockázat csökkentése − az emberre veszélyes környezetben dolgozhatnak.

• állandó válasz − folyamatosan működnek anélkül, hogy mozgékonyak, feszültek vagy fáradtak lennének.