エキスパートシステム（ES）は、AIの著名な研究領域の一つである。 これは、スタンフォード大学の計算機科学部門の研究者によって紹介されています。

エキスパートシステムとは何ですか？

エキスパートシステムは、特別な人間の知性と専門知識のレベルで、特定のドメイン内の複雑な問題を解決するために開発されたコンピュータアプ

エキスパートシステムの特性

• 高性能
• 理解できる
• 信頼性の高い
• 応答性の高い

エキスパートシステムの能力

エキスパートシステムが可能である−

• 助言
• 指示し、意思決定に人間を支援
• 実証
• ソリューション
• 診断
• 説明
• 入力の解釈
• 結果の予測
• 結論を正当化する
• 問題の代替オプションを提案する

彼らはできません−

• 人間の意思決定者を置き換える
• 人間の能力を有する
• 不十分な知識ベースのための正確な出力を生成する
• 自分の知識を精製

エキスパートシステムのコンポーネント

ESのコンポーネントには、

• ナレッジベース
• 推論エンジン
• ユーザーインターフェイス

私たちはそれらを一つずつ簡単に見てみましょう−

ナレッジベース

これは、ドメイン固有の高品質の知識が含まれています。知識は知性を発揮するために必要です。

知識は知性を発揮するために必要です。 あらゆるESの成功はmajorly極めて正確で、精密な知識のコレクションに左右される。

知識とは何ですか？

データは事実の集合です。 情報は、タスクドメインに関するデータとファクトとして編成されます。 一緒に結合されたデータ、情報、および過去の経験は、知識と呼ばれています。

知識ベースのコンポーネント

ESの知識ベースは、事実知識とヒューリスティック知識の両方のストアです。

• 事実知識−それは広くタスクドメインの知識エンジニアや学者によって受け入れられている情報です。ヒューリスティックな知識−それは練習、正確な判断、評価の能力、および推測についてです。

• ヒューリスティックな知識-それは練習、正確な判断、評価の能力、お

知識表現

これは、知識ベースで知識を整理し、形式化するために使用される方法です。 これは、IF-THEN-ELSEルールの形式です。

知識獲得

エキスパートシステムの成功は、主に知識ベースに格納されている情報の品質、完全性、および正確さに依存します。

知識ベースは、様々な専門家、学者、知識エンジニアからの読書によって形成されます。 ナレッジエンジニアは、共感、迅速な学習、およびケース分析スキルの資質を持つ人です。

彼は、仕事などで彼を記録し、インタビューし、観察することによって、被験者の専門家から情報を取得します。 彼はその後、干渉機械によって使用されるif-THEN-ELSEルールの形で、意味のある方法で情報を分類し、整理します。 ナレッジエンジニアはまた、ESの開発を監視します。

推論エンジン

推論エンジンによる効率的な手順とルールの使用は、正しい、完璧な解決策を推論する上で不可欠です。

知識ベースのESの場合、推論エンジンは知識ベースから知識を取得して操作し、特定の解決策に到達します。

ルールベースのESの場合、it−

• 以前のルール適用から得られたファクトにルールを繰り返し適用します。

• 必要に応じて、新しいナレッジをナレッジベースに追加します。

• 特定のケースに複数のルールが適用される場合、ルールの競合を解決します。

解決策を推奨するために、推論エンジンは次の戦略を使用します−

• Forward Chaining
• Backward Chaining

Forward Chaining

“次に何が起こるか”という質問に答えるエキスパートシステムの戦略です。”

ここで、推論エンジンは条件と導出の連鎖に従い、最終的に結果を推論します。 それはすべての事実と規則を考慮し、解決策を結論づける前にそれらをソートします。

この戦略は、結論、結果、または効果に取り組むために従います。 例えば、金利の変化の影響としての株式市場の状況の予測。

Backward Chaining

この戦略では、エキスパートシステムは”なぜこれが起こったのか”という質問に対する答えを見つけます。”

すでに何が起こったかに基づいて、推論エンジンは、この結果に対して過去にどの条件が起こった可能性があるかを調べようとします。 この戦略は、原因や理由を見つけるために続いています。 例えば、ヒトにおける血液癌の診断。

ユーザーインターフェイス

ユーザーインターフェイスは、ESのユーザーとES自体の間の相互作用を提供します。 一般的には、タスク領域に精通しているユーザが使用するように自然言語処理です。 ＥＳのユーザは、必ずしも人工知能の専門家である必要はない。これは、ESが特定の勧告にどのように到着したかを説明しています。

説明は、次の形式で表示されることがあります−

• 画面に表示される自然言語。
• 自然言語での口頭のナレーション。
• 画面に表示されるルール番号のリスト。

ユーザーインターフェイスは、控除の信頼性を追跡することが容易になります。

効率的なESユーザーインターフェイスの要件

• ユーザーが可能な限り最短の方法で目標を達成するのに役立つはずです。これは、ユーザーの既存または所望の作業慣行のために動作するように設計する必要があります。

• これは、ユーザーの既存または所望の作業慣行のた

• その技術は、ユーザーの要件に適応可能でなければなりません。

• ユーザー入力を効率的に使用する必要があります。

エキスパートシステムの制限

技術は簡単で完全なソリューションを提供することはできません。 大規模なシステムはコストがかかり、開発時間とコンピュータリソースが大幅に必要です。 ESsには制限があります−

• 技術の制限
• 難しい知識獲得
• ESを維持することは困難です
• 高い開発コスト

Expert Systemのアプリケーション

次の表は、ESを適用できる場所を示しています。

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.
監視システム	観測されたシステムまたは長い石油パイプラインの漏れ監視などの所定の動作とデータを継続的に比較します。
プロセス制御システム	監視に基づいて物理プロセスを制御します。
ナレッジドメイン	車、コンピュータの障害を見つける。
金融/コマース	詐欺の可能性、疑わしい取引、株式市場の取引、航空会社のスケジューリング、貨物のスケジューリングの検出。

エキスパートシステム技術

利用可能なES技術のいくつかのレベルがあります。 エキスパートシステム技術が含まれています−

• エキスパートシステム開発環境−ES開発環境には、ハードウェアとツールが含まれています。 それらは-

  • ワークステーション、ミニコンピュータ、メインフレームです。

  • リストプログラミング(LISP)やPROgrammation en LOGique(PROLOG)などの高レベルのシンボリックプログラミング言語。

  • 大規模なデータベース。

• ツール−エキスパートシステムの開発に関わる労力とコストを大幅に削減します。

  • マルチウィンドウを備えた強力なエディタとデバッグツール。彼らはラピッドプロトタイピングを提供します

  • モデル、知識表現、および推論設計の作り付けの定義を持っています。

• Shells−シェルは知識ベースのないエキスパートシステムに過ぎません。 シェルは、知識獲得、推論エンジン、ユーザーインターフェイス、および説明機能を開発者に提供します。 たとえば、以下に示すシェルはほとんどありません−

  • エキスパートシステムを作成するための完全に開発されたJava APIを提供するJava Expert System Shell(JESS)。

  • Vidwanは、1993年にムンバイの国立ソフトウェア技術センターで開発されたシェルです。 これは、IF-THENルールの形式でナレッジエンコードを可能にします。

エキスパートシステムの開発：一般的なステップ

ES開発のプロセスは反復的です。 ESを開発する手順には、−

問題ドメインの特定

• 問題は、エキスパートシステムがそれを解決するのに適している必要があります。
• ESプロジェクトのタスクドメインの専門家を検索します。
• システムの費用対効果を確立します。

システムを設計する

• ES技術を特定する

• 他のシステムやデータベースとの統合の程度を知り、確立します。

• 概念がドメインの知識をどのように最もよく表現できるかを実現します。

プロトタイプを開発する

ナレッジベースから：ナレッジエンジニアは、専門家からドメイン知識を取得するために働きます。

• If-THEN-ELSEルールの形式で表します。

プロトタイプのテストと改良

• ナレッジエンジニアは、サンプルケースを使用してプロトタイプのパフォーマンスの欠陥をテストします。

• エンドユーザーはESのプロトタイプをテストします。

ESを開発して完了します

• テストし、エンドユーザー、データベース、その他の情報システムを含む環境のすべての要素とESの

• ESプロジェクトをうまく文書化します。/p>

• ESを使用するようにユーザーに訓練します。

システムの保守

• 定期的なレビューと更新により、ナレッジベースを最新の状態に保ちます。

• これらのシステムが進化するにつれて、他の情報システムとの新しいインターフェイスに対応します。

エキスパートシステムの利点

• 可用性−ソフトウェアの大量生産のために簡単に利用できます。

• 生産コストが少ない−生産コストが合理的です。 これはそれらを現実的にさせる。

• 速度−彼らは偉大な速度を提供します。 それらは個人が置く仕事の量を減らす。

• エラー率が低い−ヒューマンエラーに比べてエラー率が低い。リスクを減らす−彼らは人間に危険な環境で働くことができます。

• リスクを減らす-彼らは人間に危険な環境で働くことができます。

• 安定した応答−彼らは運動、緊張または疲労を得ることなく着実に動作します。