Экспертные системы 12 (стр. 4 из 5)
«Самосознание» важно для экспертной системы, поскольку:
- пользователи больше доверяют результатам системы.
- систему легче отлаживать и усовершенствовать.
- предположения, положенные в основу работы системы, становятся явными, а не подразумеваемыми.
- Легче предсказывать и выявлять влияние изменений на работу системы.
Умение объяснить — это всего лишь один из аспектов самосознания. В будущем самосознание позволит экспертным системам делать даже больше. Они сами смогут создавать обоснования отдельных правил путем рассуждения, исходящего из основных принципов. Они будут приспосабливать свои объяснения к требованиям пользователя. Они смогут изменять собственную внутреннюю структуру путем коррекции правил, реорганизации базы знаний и реконфигурации системы.
3.Основные виды деятельности экспертных систем
Экспертные системы можно классифицировать по типу их деятельности.
1.Интерпретирующие
Описывают ситуацию по информации, поступающей от датчиков. Обычно имеют дело с данными, которые зашумлены, неполны, ненадежны и нуждаются в обработке и последующем символьном представлении.
Интерпретирующие экспертные системы могут обработать разнообразные виды данных. Например, интерпретирующая система в геологии использует каротажное зондирование — измерение проводимости горных пород в буровых скважинах и вокруг них,— чтобы определить подповерхностные геологические структуры. Наконец, в военном деле интерпретирующие системы используют данные от радаров, радиосвязи и сонарных устройств, чтобы оценить ситуацию и идентифицировать цели.
2.Прогнозирующие
Определяют вероятные последствия заданных ситуаций.
Пример: прогноз ущерба урожаю от некоторого вида вредных насекомых, оценивание спроса на нефть на мировом рынке в зависимости от складывающейся геополитической ситуации и прогнозирование места возникновения следующего вооруженного конфликта на основании данных разведки.
Иногда используют имитационное моделирование, т.е. программы, отражающие причинно-следственные взаимосвязи в реальном мире, чтобы сгенерировать ситуации, которые могут возникнуть при тех или иных входных данных. Чрезвычайно сложны и малочисленны.
3.Диагностические
Выявляют причины неправильного функционирования системы по результатам наблюдений.
Большинство разработок – в медицине
Правило из системы MYCIN(диагностика бактериальной инфекции)
ЕСЛИ:
1) Окраска бактерий грамположительная
2) Морфология бактерий характерна для кокков
3) Форма колоний — цепочки
ТО:
Есть основания считать (0.7), что вид бактерий — стрептококк.
4.Системы проектирования
Строят конфигурации объектов при заданных ограничениях.
Наиболее популярные области применения – молекулярная биология и микроэлектроника.
Пример правила из системы проектирования XCON(составляет конфигурации компьютерных систем VAX, специалисты этой фирмы считали это невозможным). Это правило помогает установить подвод питания к SBI, высокоскоростной синхронной шине, которая связывает компоненты компьютера VAX.
ЕСЛИ:
Самый последний текущий контекст — это подвод шины питания
и SBl-модуль любого типа помещен в стойку и известно его положение в стойке (положение его разъемов)
и существует свободное место в стойке для подвода шины питания к этому разъему и существует свободная шина питания
ТО: Подвести шину питания в свободное место стойки.
5.Планирующие
Определяют полную последовательность действий, прежде чем начнется их выполнение. Примеры: расчет на несколько дней плана воздушного нападения для нейтрализации боеспособности противника. Обычно должны иметь способность к возврату, т.е. отвергать некоторую последовательность рассуждений или часть плана из-за нарушения ограничений задачи и возвращать управление назад к более ранней точке или ситуации, из которой анализ должен начаться заново. Наиболее распространены в химии, электронике и военном деле.
Пример. Правило системы планирования авиаударов TATR, помогает оценить, какие цели на этом аэродроме наиболее желательно атаковать.
ЕСЛИ: На аэродроме обнаружены расположенные под открытым небом самолеты и число таких самолетов на аэродроме больше, чем 0,25 × (общее число самолетов на аэродроме)
ТО: Принять оценку самолета на этом аэродроме равной ПРЕВОСХОДНО.
6.Наблюдающие
Работают в режиме реального времени, сравнивают действительное поведение наблюдаемого объекта с ожидаемым и интерпретацию его поведения.
Это может приводить к необходимости запоминать все значения некоторых параметров системы (например, пульса), полученные в различные моменты времени, поскольку скорость и направление изменения могут быть столь же важны, как и действительные его значения в любой момент времени.
Пример. Правило ЭС REACTOR, наблюдающей за работой ядерного реактора, и отыскивающей признаки аварийной ситуации .
ЕСЛИ: Передача тепла от первичной системы охлаждения ко вторичной системе недостаточна и расход воды в системе подпитки невелик,
ТО: Неисправность состоит в утечке подпитывающей воды.
7.Отладочные
Выполняют отладку, находят рецепты для исправления неправильного поведения устройств. Многие системы работают с простыми таблицами связей между неисправностями и рецептами исправления, но общая проблема отладки очень трудна и требует проектирования рецептов восстановления и их оценивания через прогнозирование эффективности. Отладочные системы часто включают диагностические компоненты для определения причин неисправностей. Это характерно для медицинских ЭС, где система ставит диагноз заболевания, а затем производит «отладку», предписывая курс лечения.
8.Ремонтные
Очень малочисленная группа ЭС, выполняющих последовательности предписанных исправлений.
Примером является настройка масс-спектрометра, т. е. установка ручек регулировки прибора в положение, обеспечивающее достижение оптимальной чувствительности, совместимой с правильным отношением величин пиков и их формы.
9.Обучающие
Диагностируют, «отлаживают» и исправляют поведение обучаемого. Системы создают модель того, что обучающийся знает и как он применяет эти знания к решению проблемы. Системы указывают обучающемуся его ошибки, строят и выполняют планы их исправления.
10.Управляющие
Адаптивно руководят поведением объекта в целом. Примеры: управление производством, контроль за состоянием больных при интенсивной терапии. Включают компоненты наблюдения за поведением объекта на протяжении времени, но могут нуждаться также и в других компонентах: интерпретации, прогнозирования, диагностики, проектирования, планирования, отладки, ремонта и обучения. Типичная комбинация задач состоит из наблюдения, диагностики, отладки, планирования и прогноза.
Существует также классификация ЭС по типам решаемых ими задач.
Многие из существующих ЭС выполняют сразу несколько видов работ и их затруднительно отнести к одному из приведенных классов. Поэтому специалисты по ИИ находят полезным классифицировать экспертные системы по типам задач, которые такие системы решают.
Наибольшее количество ЭС создано в области медицины и химии. Также ЭС активно применяются в электронике и компьютерных системах, инженерном дело, геологии, медицине и военном деле.
4.Экспертная система PROSPECTOR:
Система разработана Станфордским исследовательским институтом для оказания помощи геологам в разведке рудных месторождений.
Это первая экспертная система-геолог. Работы продолжались с 1974 г. по 1983 г. На протяжении всего времени работы над проектом девять разных специалистов-геологов предоставляли свой опыт и знания в распоряжение нескольких инженеров знаний и программистов. Понадобилось более чем 30 человеко-лет, включая полевые испытания и оценку системы, чтобы разработать ее нынешнюю версию.
Особенности PROSPECTOR:
- реализована на мощном языке относительно низкого уровня INTERLISP;
- для системы был разработан сложный пакет средств поддержки, содержащий средства объяснения, приобретения знаний;
- обширные знания – более 1000 правил, оперирующих более чем 1000 геологическими терминами.
Рихард Дуда, один из ведущих специалистов проекта:
«Геолог начинает исследования, сообщая программе характеристики месторождения, которое его интересует,— тип залегания, параметры геологических структур, виды пород, минералов и вторичных продуктов, имеющиеся или ожидаемые. Программа сравнивает эти наблюдения с моделями разного типа залежей руд, указывая черты сходства, различия и недостающую информацию. Программа затем вовлекает геолога в диалог, чтобы получить дополнительную информацию и с ее помощью оценить запасы руды в данном месторождении. Наша цель состоит в том, чтобы обеспечить геолога службой сервиса, сопоставимой с телефонной связью с источниками информации относительно рудных месторождений разного типа».
База знаний PROSPECTORсодержит три модели геологических знаний: о сульфидных, свинцово-цинковых или меднорудных месторождениях.
Рис. 6. Решаемые подзадачи
Рассмотрим фрагменты протокола, которые иллюстрируют, как PROSPECTOR ведет диалог с геологом, чтобы классифицировать заданный географический регион.
Сначала пользователь вводит информацию о регионе. Это можно сделать в любой момент сеанса и столько раз, сколько нужно. PROSPECTOR переформулирует введенные утверждения и приписывает им коэффициенты уверенности, исходя из информации пользователя.
1:Присутствуют дайки