5. Технологии инженерии знаний

1. Классификация методов практического извлечения знаний

Коммуникативные методы извлечения знаний охватывают методы и проце­дуры контактов инженера по знаниям с непосредственным источником зна­ний — экспертом.

Текстологические включают методы извлечения знаний из документов (методик, пособий, руководств) и специальной литературы (статей, моно­графий, учебников).

На выбор метода влияют три фактора: личностные особенности инженера по знаниям, личностные особенности эксперта, характеристика предметной области.

По психологическим характеристикам людей можно разделить на три типа:

• мыслитель (познавательный тип);

• собеседник (эмоционально-коммуникативный тип);

• практик (практический тип).

Предметные области могут быть хорошо документированные, средне до­кументированные, слабо документированные.

Предметные области можно также разделить по критерию структуриро­ванности. Структурированность — это степень теоретического осмысления и выявленности основных закономерностей и принципов, действующих в дан­ной предметной области. Предметные области могут быть

• хорошо структурированные — с четкой аксиоматизацией, широким при­менением математического аппарата, устоявшейся терминологией;

• средне структурированными — с определившейся терминологией, разви­вающейся теорией, явными взаимосвязями между явлениями;

• слабо структурированными — с размытыми определениями, богатой эм­пирикой, скрытыми взаимосвязями.

2. Коммуникативные методы

Пассивные методы извлечения знаний включают такие методы, где ведущая роль в процедуре извлечения фактически передается эксперту, а инженер по знаниям только фиксирует рассуждения эксперта во время работы по принятию решений. К пассивным методам относятся следующие.

1. Наблюдения. В процессе наблюдений инженер по знаниям находится непосредственно рядом с экспертом во время его профессиональной де­ятельности или имитации этой деятельности. Аналитик записывает все действия эксперта и не вмешивается в его работу.

2. Анализ протоколов «мыслей вслух». Этот метод отличается от наблю­дений тем, что эксперта просят не просто прокомментировать свои дей­ствия и решения, но и объяснить, как это решение было найдено.

3. Лекции. Это один из самых древних способов передачи знаний. От инже­нера по знаниям требуется грамотно законспектировать лекцию и задать

в конце необходимые вопросы.

Активные индивидуальные методы — наиболее распространенные. Они включают

• анкетирование;

• интервью;

• свободный диалог;

• игры с экспертом.

Активную функцию выполняет инженер по знаниям.

Анкетирование — наиболее стандартизированный и жесткий метод. Ин­женер по знаниям заранее составляет вопросник или анкету и использует для опроса нескольких экспертов.

Интервью — форма общения инженера по знаниям и эксперта, в которой инженер по знаниям задает эксперту серию заранее подготовленных вопро­сов с целью извлечения знаний о предметной области.

Свободный диалог — это метод извлечения знаний в форме беседы инже­нера по знаниям и эксперта, в котором нет жесткого регламентированного плана и вопросника.

Активные групповые методы включают

• ролевые игры;

• дискуссии за круглым столом;

• «мозговой штурм».

Достоинство этих методов — участие нескольких экспертов.

Круглый стол — это обсуждение какой-либо проблемы из предметной об­ласти, в котором принимают участие с равными правами несколько экспер­тов.

«Мозговой штурм» — способ получения новых идей в условиях запреще­ния критики.

Деловая игра — эксперимент, в котором участникам предлагается произ­водственная ситуация, а они на основе своего опыта, специальных знаний принимают решение.

3. Текстологические методы

Группа текстологических методов объединяет методы извлечения знаний, основанные на изучении специальных текстов из учебников, монографий, статей, методик и других носителей профессиональных знаний.

Задача извлечения знаний из текстов — это задача понимания и выделе­ния смысла текста. Текст — лишь проводник смысла. Смысл, который пы­тался заложить автор и смысл, который постиг инженер по знаниям, не сов­падают. Смысл, который постиг инженер по знаниям, образуется из текста за счет привлечения всей совокупности научного и человеческого багажа чи­тателя.

Приведем алгоритм извлечения знаний из текста.

1. Составление «базового» списка литературы для ознакомления с пред­метной областью и чтение по списку.

2. Выбор текста для извлечения знаний.

3. Первое знакомство с текстом. Определение значений незнакомых слов (консультации со специалистами или привлечение справочной литера­туры).

4. Формирование первой гипотезы о макроструктуре текста.

5. Внимательное прочтение текста с выписыванием ключевых слов и вы­ражений, то есть компрессия текста.

6. Определение связей между ключевыми словами, разработка макрострук­туры текста в форме графа или «сжатого» текста (реферата).

7. Формирование поля знаний на основании макроструктуры текста.

Обычно инженер по знаниям комбинирует различные из вышеперечис­ленных методов.

4. Простейший метод структурирования

Методы извлечения знаний — непосредственная подготовка к структуриро­ванию знаний. Простейший алгоритм формирования поля знаний включает следующие шаги.

1. Определение входных {X} и выходных {Y} данных.

2. Составление словаря терминов и наборов ключевых слов N. Проводится текстуальный анализ всех протоколов сеансов извлечения знаний и вы­писываются все значимые слова, обозначающие понятия, явления, про­цессы и т.п. Определяется смысл всех слов.

3. Выявление объектов и понятий {A}. Словарь N «просеивается» и выби­раются значимые для принятия решения понятия и их признаки. Обра­зуется полный систематический набор терминов из какой-либо области знаний.

4. Выявление связей между понятиями. Строится сеть ассоциаций, где свя­зи намечены, но не проименованы.

5. Выявление метапонятий и детализация понятий. Связи, полученные на предыдущем шаге, позволяют структурировать понятия и выявить как понятия более высокого уровня обобщения (метапонятия), так и детали­зировать их на более низком уровне.

6. Построение пирамиды знаний, то есть иерархической матрицы поня­тий, подъем по которой — углубление понимания и повышение уровня абстракции.

7. Определение отношений {RA}. Отношения между понятиями выявля­ются как внутри каждого из уровней пирамиды, так и между уровнями. Даются имена всем связям.

8. Определение стратегии принятия решений {S}, то есть выявление цепо­чек рассуждений, которые связывают все выявленные ранее понятия и отношения в динамическую систему поля знаний.