7.4Методы приобретения знаний

Рассматривая методы приобретения знаний, будем использовать следующие термины: извлечение, получение, формирование, приобретение знаний и обучение БЗ. Определим сущность указанных терминов. Под извлечением знаний будем понимать процесс приобретения материализованных знаний из текстологических источников информации с помощью некоторой совокупности методов и процедур, позволяющих переходить от знаний в текстовой форме к их аналогам для ввода в базу знаний СИИ. Получение знаний – это процесс приобретения знаний эксперта, основанный на использовании непосредственно им самим или инженером по знаниям приемов, процедур, методов и инструментальных средств. Формирование знаний – это процесс автоматического приобретения (порождения) системой искусственного интеллекта или инструментальным средством нового и полезного знания из исходной и текущей информации, которое в явном виде не формируют эксперты, в целях освоения новых процедур решения прикладных задач на основе использования различных моделей машинного обучения. Под приобретением знаний будем понимать процесс, основанный на переносе знаний из различных источников в базу знаний путем использования различных методов, моделей, алгоритмов и инструментальных средств. Обучение базы знаний – это процесс ввода (переноса) приобретенных знаний в СИИ на основе применения совокупности методов, приемов и процедур в целях ее заполнения, расширения и модификации. Термин обучение рассматривается как свойство БЗ, как совокупность методов, приемов и процедур ввода знаний в БЗ и как процесс переноса знаний в СИИ. Большинство методов извлечения и получения знаний основано на прямом диалоге с экспертом.

Методы извлечения знаний.

Они состоят из текстологических методов и методов автоматической обработки текстов. Текстологические методы предназначены для получения инженером по знаниям знаний из материализованных источников, в качестве которых выступают монографии, учебники, статьи, методики, инструкции и другие носители профессиональных знаний. Текстологические методы, несмотря на их простоту и тривиальность, являются наименее разработанными. Эти методы основываются не только на выявлении и понимании смысла текста, но и на формировании семантической (понятийной) структуры ПрО. Процесс понимания является сложным и неформализуемым.

Методика анализа текстов предусматривает овладение инженером по знаниям структурой текста, вычленение ключевых слов (компрессию или сжатие текста) и последующее формирование поля знаний. Сжатие текста служит методологической основой для использования текстологических процедур извлечения знаний. Текстологические методы являются самыми трудоемкими и применяются, как правило, на начальном этапе создания СИИ. В настоящее время развиваются методы извлечения знаний средствами современных информационных технологий, в частности гипертекстовой технологии. Гипертекст – это организация нелинейной последовательности записи и чтения информации, объединенной на основе ассоциативной связи. Между информацией, представленной в различной форме (текст, графика, таблицы и т.п.) организуются ассоциативные связи. Разрабатываются методы автоматического извлечения знаний на основе анализа текста на предмет выявления определенных семантических единиц. Однако, указанные методы пока находятся в стадии разработки, и на практике не применяются, поэтому в настоящее время роль человека остается главной.

Коммуникационные методы получения знаний.

Важным источником знаний в различных областях человеческой деятельности являются эксперты. Для получения экспертных знаний чаще всего прибегают к коммуникационным методам, которые являются разновидностью интервьюирования. Для этих методов характерны некоторые особенности:

1. Трудно поддаются формализации. Полученные с их помощью знания весьма субъективны и могут быть искажены в процессе передачи от эксперта инженеру по знаниям в силу недостаточной компетенции последнего.

2. Требуют точной словесной формулировки при изложении своих знаний, что не всегда по силам экспертам, привыкшим излагать свои мысли в других формах.

3. Сложность выражения процедурных знаний при их словесном описании.

4. Крайняя сложность явного описания знаний, которые являются результатом компиляции и автоматизма процессов мышления, а также интуиции эксперта.

5. Трудоемкость организации и неэффективность взаимодействия инженера по знаниям и эксперта. На них приходятся большие интеллектуальные нагрузки, связанные с необходимостью освоения, анализа и документирования больших объемов новых знаний.

Коммуникативные методы получения знаний отличаются низкой эффективностью. Так, при непосредственном взаимодействии инженера по знаниям и эксперта теряется до76% информации. Один из путей совершенствования процесса приобретения знаний состоит в разработке методов, позволяющих передать часть функций, выполняемых инженером по знаниям, самому эксперту или СИИ.

Методы формирования знаний.

Трудности извлечения знаний из текстовых источников и получения их от экспертов стимулировали развитие методов формирования знаний, известных, как методы «машинного обучения». Методы формирования знаний лежат в основе автоматических систем приобретения знаний.

Автоматические системы формирования знаний являются более предпочтительными, так как уменьшается вероятность ошибок в приобретаемых знаниях и снижается время их приобретения. Основой всех методов формирования знаний является индукция, т.е. получение общих выводов из совокупности частных утверждений.