Смекни!
smekni.com

Когнітологічні моделі вилучення експертних знань для створення експертних систем (стр. 2 из 3)

Під час розробки та наступного розширення системи інженер по знаннях та експерт працюють разом. Інженер по знаннях допомагає експерту структурувати знання, визначати поняття та правила, що необхідні для вирішення проблеми. Важливо, щоб їх співпраця була успішною, бо вони працюватимуть разом принаймні рік. Крім них у колектив розробників необхідно залучити потенційних користувачів та професійних програмістів.

Розробка прототипної системи

Прототипна система є урізаною версією ЕС, що демонструє правильність обраного підходу та призначена для перевірки правильності кодування фактів, зв'язків та стратегій роздумів експерта. У цей час потрібно ідентифікувати проблему, отримати знання, структурувати їх, формалізувати у термінах обраної мови представлення знань, реалізувати прототип ЕС та протестувати його. Реалізація може бути виконана за допомогою програмування на традиційних мовах (Паскаль, Сі), спеціальних мовах, що використовуються у задачах штучного інтелекту (Лісп, Пролог, FRL, SMALLTALK), або використовуючи інструментальні засоби розробки ЕС (СПЕИС, ПИЕС), чи пусті ЕС або оболонки (ЕКСПЕРТ, ФИАКР).

Дороблення прототипу до промислової ЕС

На цьому етапі потрібно додати велику кількість додаткових знань, евристик, розробити та адаптувати інтерфейси, за допомогою яких система буде спілкуватися з користувачем та експертом.

Оцінка системи

Після розробки промислової ЕС необхідно провести детальне тестування, до якого залучаються інші експерти для перевірки працездатності системи на різних прикладах. Перевіряється їх точність та корисність.

Стиковка системи

На цьому етапі ЕС стикується з іншими програмними засобами у середовищі де вона працюватиме, та проводиться навчання користувачів системи. Стиковка включає забезпечення зв‘язку з існуючими системами на підприємстві та з вимірювальними пристроями.

Підтримка системи

Часто після реалізації ЕС необхідно вносити корективи знань, що потребує продовження роботи з експертами. Термін розробки промислової ЕС — 1-4 роки.

Колектив розробників

Колектив розробників — це група людей, що відповідальна за розробку та створення ЕС.

Мінімальний склад КР — чотири людини: користувач, експерт, інженер по знаннях, програміст. Реально цей КР розростається до 8-10 людей, бо необхідно враховувати думку декількох користувачів, доводиться звертатися за допомогою до декількох експертів, використовувати, як системного, так і проблемного програміста.

Керівник КР — це інженер по знаннях, тому до його кваліфікації висуваються найвищі вимоги. Психологічні якості людини при співпраці мають велике значення, тому що створення атмосфери взаєморозуміння та довіри — один з основних факторів ефективності співпраці будь-якої творчої групи.

Користувач

До користувача висуваються найменші вимоги, бо користувача не вибирають. Він є якби замовником системи. Бажані якості: доброзичливість, вміння пояснювати, що він хоче від системи, відсутність психологічного бар‘єру при використанні обчислювальної техніки, цікавість до нового. Користувач мусить мати який-небудь базовий рівень кваліфікації, що дозволив би йому правильно розуміти рекомендації ЕС.

Експерт

Експерт дуже важлива людина у КР. Він задає рівень компетентності бази знань. Бажано щоб він був доброзичливим, здатним поділитися своїм досвідом, вмів пояснювати, мав зацікавленість у процесі розробки. Як правило, з кожним із експертів працюють окремо, щоб не було суперечок з приводу різних поглядів.

Програміст

Бажано щоб програміст був комунікабельний, зацікавлений у розробці, здатний відмовитися від традиційних навичок та засвоїти нові методи. Звичайно, він мусить мати практичні навички розробки програм.

Інженер по знаннях

За різними оцінками інженер по знаннях є однією з найдефіцитніших професій у світі. Стать не має значення, бо хоча чоловіки викликають більше довіри з боку експерту чоловіка, та більш високу мотивацію з боку експерту-жінки, інженер по знанням жінка, як правило, більш спостережлива до окремих деталей проекту. Інтелект мусить наближатися до найвищого за всіма оцінками.

Інженер по знаннях задає тон у спілкуванні з експертом, він веде діалог, від нього залежить його продуктивність. Делікатність, уважність, інтелігентність, ненав‘язливість, скромність, вміння слухати й задавати питання, комунікабельність й в той же час впевненість у собі — стиль спілкування інженера по знанням.

Теоретичні аспекти вилучення знань

Вилучення знань — це взаємодія експерта з джерелом знань, в результаті якої стає явним процес роздумів спеціалістів під час прийняття рішень, структура представлення ними знань про предметну область.

Тепер більшість розробників ЕС кажуть, що процес вилучення знань є найвужчим місцем у побудові промислових ЕС. Процес вилучення знань — це довга та кропітка процедура, у якій інженерові по знаннях, що озброєний спеціальними знаннями по когнітивній психології, системному аналізу, математичній логіці та ін., необхідно відтворити модель предметної області, якою користуються експерти для прийняття рішень. Часто, початкові розробники ЕС, що хочуть уникнути цієї процедури, задають питання: чи може експерт вилучити сам свої знання? По багатьом причинам це не бажано.

По-перше, більшість знань експертів — це результат багаточисленних нашарувань, ступенів досвіду. І часто знаючи, що з А слідує В, експерт не розуміє, що ланцюжок його роздумів був набагато довше, наприклад А ® С, С ® Е, Е ® В.

По-друге, здавна відомо, що мислення діалогічне. І тому діалог інженера по знаннях та експерта — найбільш властива форма розкручування лабіринтів пам‘яті експерта, у яких зберігаються знання, що частково мають невербальний характер, тобто виражені не у формі слів, а у формі наглядних образів.

По-третє, експертові набагато складніше створити модель предметної області, через глибину та необмеженість інформації, що він знає. Багаточисленні причинно-наслідкові зв‘язки реальної предметної області являють складну систему, у якій виділити скелет або головну структуру іноді доступніше аналітикові, що має навички системної методології. Будь-яка модель — це спрощення, а спрощувати легше знаючи менше деталей.

Існує три аспекти вилучення знань: психологічний, лінгвістичний, гносеологічний.

Психологічний аспект

З усіх трьох аспектів вилучення знань психологічний є основним, бо він визначає успішність та ефективність взаємодії інженера по знаннях та експерта. Вилучення знань відбувається у процесі безпосереднього спілкування розробників системи. А у спілкуванні психологія є домінантою.

Спілкування або комунікація — це міждисциплінарне поняття, що позначає всі форми безпосередніх контактів між людьми від дружніх до статевих. Існує декілька десятків теорій спілкування, але єдине для всіх є те, що спілкування — складна та багатопланова процедура, неподільний процес циркуляції інформації, тобто сумісний пошук істини.

Можна поділити психологічний аспект на три шари.

Контактний шар

Практично всі психологи відмічають, що на будь-який колективний процес впливає атмосфера, що виникає у групі учасників. Існують експерименти, результати яких говорять, що часто дружня атмосфера у колективі більше впливає на результат, ніж індивідуальні здібності окремих членів групи. Особливо важливо, щоб у колективі розробників складалися кооперативні, а не конкурентні відношення.

Під когнітивним стилем людини розуміють сукупність критеріїв приорітетів під час вирішення задач та пізнання світу, специфічні для кожної людини. Особливо важливі такі характеристики когнітивного стилю, як:

· полезалежність — поленезалежність

· імпульсивність — рефлективність

· ригідність — гнучкість

· когнітивна еквівалентність.

Поленезалежність віддзеркалює здатність людини концентрувати увагу лише на тих аспектах проблеми, що необхідні для вирішення конкретної задачі, та вміння відкидати усе зайве, тобто не залежати від фону або поля, що оточує задачу. Поленезалежний експерт — знахідка для інженера по знаннях. Поленезалежні люди успішні у розумінні на 92%, а полезалежні — на 56%.

Під імпульсивністю тут розуміємо швидке прийняття рішень, а під рефлективністю — схильність до розсудливості. Обом, і експертові та інженерові по знаннях, бажано бути рефлексивними, хоча власний стиль змінити неможливо.

Ригідність характеризує здатність людини до зміни точок зору у відповідності до зміни ситуації. Ригідні люди не схильні змінювати свою структуру сприйняття, а гнучкі легко пристосовуються до нових обставин. Якщо експерт ще може бути ригідним, то інженерові по знаннях це протипоказано.

Когнітивна еквівалентність характеризує здатність людини до розрізнення понять та розбиття на класи та підкласи. Чим вужче діапазон когнітивної еквівалентності, тим більш тонку класифікацію здатна привести людина, тим більше понять та ознак вона може виділити.

Процедурний шар

Проблеми процедурного шару стосуються проведення самої процедури вилучення знань. Зупинимося на загальних закономірностях проведення процедури.

Ситуація спілкування. Бесіду з експертом краще проводити у невеликому приміщенні один на один. Освітлення, тепло, уют безпосередньо впливають на настрій. Чай або кава створюють дружню атмосферу. Для ділового спілкування найбільш прийнятна відстань від 1,2 до 3 метрів між співрозмовниками.

Реконструкція власних роздумів — нелегка праця і тому тривалість одного сеансу звичайно не первищує 1,5 — 2 години, бажано у першій половині дня. Відомо, що взаємна втома співрозмовників настає через 20 — 25 хвилин, тому у сеансі потрібні паузи.