2.3. Теоретичні аспекти видобування знань

Оскільки основною проблемою інженерії знань є процес видобування знань, інженерові по знаннях необхідно чітко розуміти природу й особливості цих процесів. Щоб розібратися в природі видобування знань, виділимо три основних аспекти цієї процедури (рис. 2.4):

А = {А1, А2, A3} = {психологічний, лінґвістичний, гносеологічний}.

Рис. 2.4. Теоретичні аспекти інженерії знань.

2.3.1. Психологічний аспект

Із трьох аспектів видобування знань психологічний — А1 — є провідним, оскільки він визначає успішність і ефективність взаємодії інженера зі знань (аналітика) з основним джерелом знань — експертом-професіоналом. Психологічний аспект виділяється ще й тому, що видобування знань відбувається найчастіше в процесі безпосереднього спілкування розроблювачів системи. А у спілкуванні психологія є домінантною.

Спілкування, або комунікація (від лат. communicatio — зв'язок) — це міждисциплінарне поняття, що позначає всі форми безпосередніх контактів між людьми — від дружніх до ділових. Воно широко досліджується у психології, філософії, соціології, етології, лінгвістиці, семіотиці й інших науках. Існує кілька десятків теорій спілкування, і єдине, у чому схо­дяться всі автори, — це складність, багатоплановість процеду­ри спілкування. Підкреслюється, що спілкування — не просто односпрямований процес передавання повідомлень і не дво­тактний обмін порціями відомостей, а нерозчленований про­цес циркуляції інформації, тобто спільний пошук істини (див. рис. 2.5).

Рис. 2.5. Структура процесу спілкування

Отже, спілкування є процес вироблення нової інформації, загальної для людей, що спілкуються, і яка породжує їхню спільність. І хоча спілкування — перший вид діяльності, яким опановує людина в онтогенезі, по-справжньому володіють культурою й наукою спілкування одиниці.

Можна виділити чотири основних рівні спілкування.

1. Рівень маніпулювання, коли один суб'єкт розглядає іншого як засіб або перешкоду стосовно проекту своєї діяль­ності.

2. Рівень «рефлексивної гри», коли у процесі своєї діяль­ності людина враховує «контрпроект» іншого суб'єкта, але не визнає за ним самооцінки і прагне до «виграшу», до реалізації свого проекту.

3. Рівень правового спілкування, коли суб'єкти визнають право на існування проектів діяльності один одного й намага­ються погодити їх хоча б зовні.

4. Рівень морального спілкування, коли суб'єкти внут­рішньо приймають загальний проект взаємної діяльності.

Прагнення й уміння спілкуватися на вищому, четвертому, рівні може характеризувати ступінь професіоналізму інжене­ра зі знань. Видобування знань — це особливий вид спілкуван­ня, який можна віднести до духовно-інформаційного типу. Спілкування ділиться на матеріаль­но-практичне; духовно-інформаційне; практично-духовне. При цьому інформаційний аспект спілкування для інженера зі знань із прагматичної точки зору найважливіший.

Відомо, що втрати інформації під час розмовного спілкування великі (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Втрати інформації при розмовному спілкуванні.

У зв'язку із цим розглянемо проблему збільшення інформативності спілкування аналітика й експерта за рахунок використання психологічних знань.

Можна виділити такі структурні компоненти моделі спілкування під час видобування знань:

• учасники спілкування (партнери);

• засоби спілкування (процедура);

• предмет спілкування (знання).

Відповідно до цієї структури виділимо три «шари» психологічних проблем, які виникають під час видобування знань (рис. 2.7):

А1 — {S11, S12, S13 } — {контактний, процедурний, когнітивний}.

Рис. 2.7. Психологічний аспект видобування знань.

Контактний шар (S11)

Практично всі психологи відзначають, що на будь-який ко­лективний процес впливає атмосфера, що виникає в групі учасників. Існують експерименти, результати яких незапереч­но показують, що часто дружня атмосфера в колективі більше впливає на результат, ніж індивідуальні здібності окремих членів групи. Особливо важливо, щоб у колективі розроблювачів складалися кооперативні, а не конкурентні відно­сини. Для кооперації характерна атмосфера співробітництва, взаємодопомоги, зацікавленості в успіхах один одного, тобто вищий рівень морального спілкування, а для відносин конку­рентного типу — атмосфера індивідуалізму й міжособистісного суперництва (нижчий рівень спілкування).

Прогнозувати зараз сумісність у спілкуванні зі 100%-ю гарантією неможливо. Однак можна виділити ряд факторів і риси особистості, характеру й інших особливостей учасників спілкування, які, безсумнівно, впливають на ефективність процедури.

Розроблення проблематики контактного шару дозволило виявити наступні параметри партнерів, що впливають на ре­зультати процедури видобування знань:

S11 = {s11_і} = (стать, вік, особистість, темперамент, моти­вація та ін.), частина з яких згодом увійшли у формування моделі користувача. Значення параметрів статі (s11_1) і віку (s11_2) хоча й впливають на ефективність контакту, але не є критичними. У літературі [51] відзначається, що гарні ре­зультати дають гетерогенні пари (чоловік/жінка) і співвідно­шення: 20 > (Ве - Ва) > 5, де Ве — вік експерта; Ва — вік ана­літика.

Під особистістю (s11_3) зазвичай розуміється стійка систе­ма психологічних рис, що характеризує індивідуальність лю­дини. Компоненти (s11_3), що рекомендуються, досліджені в роботі [32] і доповнені якостями з посібника для журналістів, про що згадується у книзі [34]. (s11_3) = (доброзичливість, аналітичність, гар­на пам'ять, увага, спостережливість, уява, вразливість, біль­ша зібраність, наполегливість, товариськість, спритність).

Із часів Галена і Гіпократа, що виділили чотири класичних типи темпераменту (s11_4), увійшли в наукову термінологію по­няття (s11_4) = (холерик, сангвінік, меланхолік, флегматик). Відомо, що флегматики й меланхоліки повільніше засвоюють інформацію. І для забезпечення психологічного контакту з ними не слід задавати бесіді занадто швидкий темп, квапити їх з відповіддю. Зате вони набагато краще засвоюють нове, на відміну від холериків, для яких властиве поверхневе засвою­вання інформації. Останніх варто спеціально наводити на мір­кування й рефлексію. У меланхоліків часто занижена само­оцінка, вони сором'язливі й у бесіді їх треба підбадьорювати. Отже, найуспішнішими в рамках шару S11 є сангвініки й холери­ки. На ефективність колективного рішення завдань впливає також і мотивація (s11_5), тобто прагнення до успіху. Інженер зі знань залежно від умов розроблення повинен вишукувати різноманітні стимули для експертів (включаючи й матеріаль­ні). Експерт передає аналітику один з найдорожчих у світі продуктів — знання. І якщо одні люди діляться досвідом доб­ровільно та із задоволенням, то інші досить неохоче відкрива­ють свої професійні таємниці. Іноді корисно розбудити в екс­перті дух суперництва, конкуренції (не порушуючи, звичайно, обстановки кооперативності в колективі).

Процедурний шар (S12)

Параметри процедурного шару S12 описують безпосе­редньо процес здійснення процедури видобування знань. Фак­тично це професійні параметри:

S12 = {s12_і} = {ситуація спілкування (місце, час, трива­лість); устаткування (допоміжні засоби, освітленість, меблі); професійні прийоми (темп, стиль, методи тощо)}.

Інженер зі знань, що успішно опанував науку встановлен­ня атмосфери довіри й взаєморозуміння з експертом (контакт­ний шар — S11), повинен ще зуміти скористатися сприятли­вим впливом цієї атмосфери. Проблема процедурного шару стосується здійснення самої процедури видобування знань. Тут мало проникливості й чарівності, корисних для рішення проблеми контакту, тут необхідні професійні знання.

Зупинимося на загальних закономірностях здійснення процедури. s12_1 — ситуація спілкування визначається на­ступними компонентами:

• s12_1_1 — місце здійснення сеансів;

• s12_1_2 — тривалість здійснення сеансів;

• s12_1_3 — час здійснення сеансів.

Розмовляти з експертом найкраще в невеликому приміщенні наодинці (s12_1_1: місце), оскільки сторонні люди порушують довірчість бесіди й можуть породити ефект «фасаду». Робоче місце експерта є не найоптимальнішим, тому що його можуть відволікати телефонні дзвінки, співробітники та ін. Атмосфера замкнутого простору й самітності позитивно впливає на ефективність.

Американський психолог І.Атватер вважає, що для діло­вого спілкування найбільш сприятлива дистанція від 1,2 до 3 метрів. Мінімально «комфортною» відстанню можна вважати 0,7-0,8 метра. Реконструкція власних міркувань — трудомісткий процес, і тому тривалість одного сеансу (s12_1_2: тривалість) зазвичай не перевищує 1,5-2 годин. Ці дві години краще вибрати в першій половині дня, наприклад, з 10 до 12 го­дини, якщо експерт типу «жайворонок» (в12_1_3: час). Відомо, що взаємна стомленість партнерів під час бесіди настає через 20-25 хвилин, тому в сеансі потрібні паузи.

s12_2_2 (устаткування) включає:

• s12_2_1 — допоміжні засоби;

• s12_2_2 — освітленість;

• s12_2_3 — меблі.

Допоміжні засоби (s12_2_1):

• засоби для збільшення ефективності самого процесу ви­добування знань;

• засоби для протоколювання результатів.

До засобів для збільшення ефективності процесу видобуван­ня знань перш за все відноситься наочний матеріал. Незалежно від методу видобування, обраного в конкретній ситуації, його реалізація можлива різними способами. Наприклад, можна враховувати наступний фактор: широко відомо, що людей, які займаються інтелектуальною діяльністю, можна віднести до художнього або розумового типу. Терміни тут умовні й не ма­ють відношення до тої діяльності, що традиційно називають художньою або розумовою. Важливо, що, визначивши тип екс­перта, інженер зі знань може плодотворніше використовувати будь-який з методів видобування, знаючи, що люди художньо­го типу легше сприймають зорову інформацію у формі малюн­ків, графіків, діаграм, тому що ця інформація сприймається через першу сигнальну систему. І навпаки, експерти розумово­го типу краще розуміють мову формул і текстову інформацію. При цьому враховується факт, що більшу частину інформації людина одержує від зору. Пораду користуватися активніше наочним матеріалом можна вважати універсаль­ною. Такі методи, як вільний діалог та ігри, надають широкі можливості використання слайдів, креслень, малюнків. Для протоколювання результатів у цей час використовуються такі способи:

• запис на папір безпосередньо в ході бесіди (недоліки — це часто заважає бесіді, крім того, важко встигнути записати все, навіть при наявності навиків стенографії);

• магнітофонний запис (диктофон), що допомагає аналіти­кові проаналізувати весь хід сеансу й свої помилки (недолік — може сковувати експерта);

• запам'ятовування з наступним записом після бесіди (недолік — прийнятий тільки для аналітиків із блискучою пам'яттю).

Найпоширенішим способом на сьогодні є перший. При цьо­му найбільша небезпека тут — втрата знань, оскільки будь-який запис відповідей — це вже інтерпретація, тобто привне­сення суб'єктивного розуміння предмета. Значення параметрів освітленості (s12_2_2) і меблів (s12_2_3) очевидні й пов'язані із впливом зовнішніх факторів на експерта.

s12_3 — професійні прийоми аналітика включають, зокре­ма:

• s12_3_1 — темп;

• s12_3_2 — стиль;

• s12_3_3 — методи.

Урахування індивідуального темпу (s12_3_1) і стилю (s12_3_2) експерта дозволяє аналітикові знизити напруженість процедури видобування знань. Типовою помилкою є нав'язу­вання власного темпу й стилю. На успішність також впливає довжина фраз, які вимовляє інженер зі знань. Цей факт був установлений американськими вченими — лінгвістом Інгве та психологом Міллером під час проведення дослідження про при­чини низької засвоюваності команд на Військово-морському флоті США. Причина була в довжині команд. Виявилося, що людина найкраще сприймає речення глибиною (або довжи­ною) 7 ± 2 слова. Це число (7 ± 2) одержало назву число Інгве-Міллера. Можна вважати його мірою «розмовності» мовлення. Досвідчені лектори використовують у лекції в основному короткі фрази, зменшуючи втрату інформації з 20-30% (у поганих лекторів) до 3-4%. Більша частина інфор­мації надходить до інженера зі знань у формі пропозицій при­родною мовою. Однак зовнішня мова експерта є відтворенням його внутрішньої мови (мислення), яка значно багатша і образніша.

При цьому для передаванні цієї внутрішньої мови експерт використовує й невербальні засоби, такі як інтонація, міміка, жести. Досвідчений інженер зі знань намагається по можли­вості записувати у протоколи (у формі ремарок) цю додаткову інформацію.

У цілому, невербальний компонент стилю спілкування важливий і для проблем контактного шару під час встановлен­ня контакту, коли по окремих жестах і виразу обличчя експер­та інженер зі знань може встановити границю можливої «дружності» спілкування.

Значення параметра методів (s12_3_3) докладно розгляну­то в наступному розділі, виходячи з позиції, що метод повинен підходити експерту як «ключ до замка».

Когнітивний шар (S13)

Когнітивні (від англ. cognition — пізнання) науки дослі­джують пізнавальні процеси людини з позицій можливості їхнього моделювання (психологія, нейрофізіологія, ерго­номіка, інженерія знань). Найменш досліджені на сьогодні проблеми когнітивного шару S13, пов'язані з вивченням се­мантичного простору пам'яті експерта й реконструкцією його понятійної структури і моделі міркувань.

Основними факторами, що впливають на когнітивну адек­ватність, будуть:

S13 = {s13_i} = {когнітивний стиль, семантична репрезен­тативність поля знань і концептуальної моделі}.

Під когнітивним стилем (s13_l) людини розуміється су­купність критеріїв переваги при рішенні завдань і пізнанні світу, специфічна для кожної людини. Когнітивний стиль ви­значає не стільки ефективність діяльності, скільки спосіб до­сягнення результату. Це спосіб пізнання, що дозволяє лю­дям з різними здібностями досягати однакових результатів у діяльності. Це система засобів та індивідуальних прийомів, до яких звертається людина для організації своєї діяльності. Інженерові зі знань корисно вивчити і прогнозувати свій когнітивний стиль, а також стиль експерта. Особливо важливі такі характеристики когнітивного стилю, як:

• s13_l_l — (полезалежність — поленезалежність);

• s13_l_2 — (імпульсивність — рефлективність (рефлек­сивність));

• s13_l_3 — (ригідність — гнучкість);

• s13_1_4 — (когнітивна еквівалентність).

s13_1_1. Поленезалежність дозволяє людині акцентувати увагу лише на тих аспектах проблеми, які необхідні для рішен­ня конкретного завдання, і вміти відкидати все зайве, тобто не залежати від фону або оточення завдання, впливу шумового по­ля. Ця характеристика корелює з такими рисами особи, як невербальний інтелект, аналітичність мислення, здатність до ро­зуміння суті. Очевидно, що крім того, що самому аналітикові необхідно мати високе значення параметра s13_1_1, поленезалежний експерт — це теж бажаний чинник. Однак доводиться враховувати, що більше мають потребу в спілкуванні полезалежні люди, а тому вони й більш контактні.

Особливо корисні для спілкування гетерогенні (змішані) пари, наприклад, «полезалежний — поленезалежний». У літературі описані різні експерименти, що моделюють спілкування, що вимагає розуміння і спільної діяльності. Найуспішнішим у розумінні при випробуванні виявилися поле-незалежні (92% успіху), для порівняння полезалежні давали 56% успіху [58].

Для спільної професійної діяльності важлива також гнучкість когнітивної організації, що пов'язана з поленезалежністю. Отже, більшу здатність до адекватного розуміння партнера демонструють суб'єкти з високою психологічною ди­ференціацією, тобто поле незалежністю. Поленезалежність є однією з характерних професійних рис когнітивного стилю найбільш кваліфікованих інженерів зі знань. За деякими ре­зультатами чоловіки поленезалежніші, ніж жінки.

s13_1_2. Під імпульсивністю розуміється швидке прийнят­тя рішення (часто без його достатнього обґрунтування), а під рефлексивністю — схильність до міркувань. Рефлексивність за експериментальними даними корелює зі здатністю до фор­мування понять і продуктивністю стратегій рішення логічних завдань. Отже, і інженерові зі знань, і експертові бажано бути рефлексивним, хоча власний стиль змінюється лише частково і з більшим напруженням.

s13_1_3. Ригідність — стан, при якому знижена здатність до переключення психічних процесів і пристосування до умов середовища. Очевидно, що якщо експерт ще може собі дозво­лити ригідність (що характерно для фахівців, особливо стар­шого віку, які довго працюють над однією проблемою), то для інженера зі знань ця характеристика когнітивного стилю явно протипоказана. Збільшення ригідності з віком відзначається багатьма психологами [58].

s13_1_4. Когнітивна еквівалентність характеризує здат­ність людини до розрізнення понять і розбивання їх на класи та підкласи. Чим вужчий діапазон когнітивної еквівалент­ності, тим тоншу класифікацію здатний здійснити індивід, тим більшу кількість ознак понять він може виділити. Зазви­чай у жінок діапазон когнітивної еквівалентності вужче, ніж у чоловіків. Семантична репрезентативність (s13_2) має на увазі підхід, що виключає традиційне нав'язування експер­тові якоїсь моделі подання знань(наприклад, продукційної або фреймової), і змушує інженера зі знань послідовно відтворю­вати модель світу експерта, використовуючи як неформальні методи, так і математичний апарат, наприклад, багатомірне шкалювання (див. наступний розділ). Проблема семантичної репрезентативності орієнтована на досягнення когнітивної адекватності поля знань і концептуальної моделі. На певний момент вона може бути сформульована як проблема «зіпсова­ного телефону» — можливі трансформації та втрати в лан­цюзі передавання інформації:

Круглі дужки визначають поняття, квадратні — процеси.