13. Методы извлечения знаний у эксперта.

Извлечение знаний – это процедура взаимодействия инженера познаниям с источником знаний. В результате процедуры становятся

явными процесс рассуждений специалистов при принятии решений и структура их представлений о предметной области. Процесс извлечения знаний – это длительная и трудоемкая процедура, в которой инженеру по знаниям необходимо воссоздать модель предметной области, которой пользуются эксперты при принятии решений. Средняя продолжительность этапа- 1-3 месяца.

Существующая классификация методов извлечения знаний на рис:

Основной принцип классификации методов извлечения знаний связан с источником знаний. Коммуникативные методы охватывают все виды контактов с экспертом, а текстологические касаются методов извлечения знаний из документов и литературы.

Обычно инженер по знаниям комбинирует эти методы.

коммуникативные методы делятся на активные и пассивные. Пассивные методы подразумевают, что ведущая роль в процедуре извлечения знаний передается эксперту, а инженер по знаниям только протоколирует рассуждения эксперта во время его реальной работы. В активных методах инициатива находится полностью в руках инженера по знаниям, который активно контактирует с экспертом.

Пассивные методы на требуют oт инженера по знаниям умения четко анализировать«поток ознания» эксперта и выявлять в нем значимые фрагменты знаний. Отсутствие обратной связи (пассивность инженера по знаниям) значительно ослабляет эффективность этих методов, чем и объясняется их обычно вспомогательная роль при активных методах.

Пассивные методы

-наблюдения;

-анализ протоколов «мыслей вслух»;

-лекции.

Наблюдения

В процессе наблюдений инженер по знаниям находится непосредственно рядом с экспертом во время его профессиональной деятельности или имитации этой деятельности;

При подготовке к сеансу извлечения эксперту необходимо объяснить цель наблюдений и попросить максимально комментировать свои действия. Во время сеанса аналитик записывает все действия эксперта, его реплики и объяснения. Может быть сделана и видеозапись в реальном масштабе времени. Непременное условие этого метода – невмешательство аналитика в работу эксперта хотя бы на первых порах.

Существуют две разновидности проведения наблюдений:

-наблюдение за реальным процессом;

-Наблюдение за имитацией процесса. Обычно используют обе разновидности.

Протоколы наблюдений после сеансов в ходе домашней работы тщательно расшифровываются, а затем обсуждаются с экспертом. Т.о., наблюдения – один из наиболее распространенных методов извлечения знаний на нач. этапах разработки. Обычно он примен. в совокупности с др. методами.

Анализ протоколов «мыслей вслух»

Протоколирование «мыслей вслух» отличается от наблюдений тем, что эксперта просят не просто прокомментировать свои действия и решения, но и объяснить, как это решение было найдено, т.е. продемонстрировать всю цепочку своих рассуждений. Во время рассуждения эксперта все его слова протоколируются инженером по знаниям: при этом полезно отмечать даже паузы и междометия

Основная трудность - принципиальная сложность для любого человека объяснить, как он думает, люди не всегда в состоянии достоверно описать мыслительные процессы. Расшифровка получ. протоколов производится инженером по знаниям самостоятельно с коррекциями на следующих сеансах извлечения знаний. Удачно проведенное протоколирование «мыслей вслух» является одним из наиболее эффективных методов извлечения, поскольку в нем эксперт может проявить себя максимально ярко, он ничем не скован.

Лекция – самый старый способ передачи знаний.

В лекции эксперту предоставлено много степеней свободы для самовыражения; при этом необходимо сформулировать эксперту тему и задачу лекции. лектор может заранее структурировать свои знания, ход рассуждении. От инженера по знаниям требуется грамотно законспектировать лекцию и в конце задать необходимые вопросы. Метод извлечения знаний в форме лекций, в начале разработки как эффективный способ быстрого погружения инженера по знаниям в предм. область.

Активные методы

Активные индивидуальные методы

на сегодняшний день наиболее распространенные. основные:

-анкетирование;

-интервью;

-свободный диалог;

-игры с экспертом.

В этих методах активную функцию выполняет инженер по знаниям, который пишет сценарий и режиссирует сеансы извлечения знаний

Анкетирование – наиболее жесткий метод, т.е. наиболее стандартизованный. Инженер по знаниям заранее составляет вопросник или анкету, размножает ее и использует для опроса нескольких экспертов. Сама процедура может проводиться двумя способами:

аналитик вслух задает вопросы, и сам заполняет анкету по ответам эксперта;

эксперт самостоятельно заполняет анкету после предварительного инструктирования.

интервью – специфическая форма общения инженера по знаниям и эксперта, в которой инженер задает эксперту серию заранее подготовленных вопросов с целью извлечения знаний о предметной области.. Основное отличие с анкетированием - интервью позволяет аналитику опускать ряд вопросов в зависимости от ситуации, вставлять новые вопросы в анкету, изменять темп, разнообразить ситуацию общения.

три основные характеристики вопросов, которые влияют на качество интервью:

-стиль вопроса (понятность, лаконичность, терминология);

-порядок вопросов (логическая последовательность и немонотонность);

-уместность вопросов (этика, вежливость).

Вопрос в интервью –средство общения, способ передачи мыслей и позиции аналитика. Необходимость фиксировать в протоколах ответы, и вопросы, предварительно отработав их форму и содержание.

Свободный диалог – это метод извлечения знаний в форме беседы инженера по знаниям и эксперта, в которой нет жестко регламентированного плана и вопросника. требует высочайшей профессиональной и психологической подготовки. Подготовка к диалогу включает составление плана проведения сеанса со след. стадиями: начало беседы (знакомство, создание у специалиста предприятия «образа» аналитика, объяснение целей и задач работы);диалог по извлечению знаний; заключительная стадия (благодарность за потраченное время, подведение итогов, договоренность о последующих встречах).

Экспертные игры Игрой называют такой вид деятельности, который отражает (воссоздает) другие ее виды. Понятие экспертной игры, или игры с экспертами, в целях извлечения знаний восходит к трем источникам это понятие деловой игры, широко используемое при подготовке специалистов и моделировании, и понятие диагностической игры, а также компьютерные игры, все чаще применяемые в обучении.

Под деловой игрой чаще всего понимают эксперимент, где участникам предлагается производственная ситуация, а они на основе своего жизненного опыта, общих и специальных знаний и представлений принимают решения. Решения анализируются, и вскрываются закономерности мышления участников эксперимента. Если участниками такой игры становятся эксперты, то игра из деловой превращается в экспертную. Из трех основных типов деловых игр (учебных,

планово-производственных и исследовательских) к экспертным ближе всего исследовательские, которые используются для анализа систем, проверки правил принятия решений.

Диагностическая игра – это та же деловая игра, но применяемая конкретно для диагностики методов принятия решения в предметной области, например в медицине.

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

Выявление знаний от экспертов

Эффективность начальных этапов разработки ЭС (этапов идентификации и концептуализации) во многом определяется успешным формированием авторитетной группы экспертов и получением от них качественных знаний, составляющих основу любой ЭС.

Суть процесса выявления знаний заключается в организации проведения экспертами интуитивно-логического анализа проблемной области с количественной оценкой формулируемых ими суждений. На этом этапе эксперты:

-формируют объекты и понятия предметной области (цели, решения, альтернативные ситуации и т.д.);

-производят измерение характеристик (вероятности свершения событий, коэффициенты значимости целей, предпочтение решений и т.д.)

Экспертное оценивание представляет собой процесс измерения, который можно определить как процедуру сравнения объектов по выбранным показателям (признакам). В этом определении фигурируют три понятия: объект, показатель (признак) и процедура сравнения.

Объектами могут быть предметы, явления, решения. В качестве показателей сравнения могут использоваться пространственно временные, физические, психические и другие свойства и характеристики объектов. Процедура сравнения включает в себя:

определение причинно-следственной связи между объектами; а также установление степени влияния одних объектов на другие.

Последнее обстоятельство требует проведения сравнения объектов, определяющих какой-либо результат, по степени их влияния на него. Введение конкретных показателей сравнения позволяет экспертам устанавливать отношения между объектами, н-р, «больше», «лучше», «более чем», «хуже», «одинаковы», предпочтительнее» и т.д.

Для формального описания множества объектов и отношений между ними вводится понятие эмпирической системы с отношениями: M = < O ; R >, где O=(O1,O2,...,On) – множество объектов предметной области, R= (R1,R2,...,Rn) – множество отношений между ними.

Запись OiRkOj означает, что объект Oi находится в отношении Rk к объекту Oj. Такое отношение называется бинарным (двуместным) поскольку связывает два объекта. Отношения могут быть трехместными и т.д. В общ. случае k-местными, по числу объектов, которые они связывают. Определим основные свойства отношений:

отношение R рефлексивно, если OiROj – истинно;

отношение R симметрично, если из OiROj следует OjROi;

отношение R транзитивно, если из OiROj и OjROk следует OiROk.

Отношение, которое обладает свойствами рефлексивности, симметричности и транзитивности называется отношением эквивалентности. Oi ~ Oj

При экспертном оценивании, кроме отношения эквивалентности используется отношение порядка. Это отношение может означать, например: «раньше чем», «более чем», «сильнее чем», «предпочтительнее чем» и т.д. Отношение порядка антирефлексивно, транзитивно и обозначается:Oi f Oj для случая, если Oi предпочтительнее Oj.

К наиболее часто используемым при экспертном оценивании методам относятся: ранжирование, парное сравнение, непосредственная оценка.

Метод ранжировании.Ранжирование – это процедура упорядочения объектов по степени их влияния на результат, выполняется экспертом в процессе выявления его знаний. На основе своих знаний и опыта эксперт располагает объекты в порядке предпочтения, руководствуясь одним или несколькими показателями сравнения. В зависимости от вида отношений между объектами

возможны различные варианты упорядочения объектов.

Парное сравнение представляет собой процедуру установления предпочтения объектов при сравнении всех возможных пар. В отличие от ранжирования, при котором осуществляется упорядочение всех объектов сразу, парное сравнение представляет для экспертов более простую задачу. При сравнении каждой пары объектов воз-

можны отношения либо порядка, либо эквивалентности. Парное сравнение есть измерение в шкале порядка.

Метод непосредственной оценки

Непосредственная оценка представляет собой процедуру приписывания объектам числовых значений в шкале интервалов. Эти значение соответствует степени влияния того или иного объекта на наблюдаемый результат.

В процессе выявления знаний эксперт должен поставить в соответствие каждому объекту точку на непрерывной числовой оси, например, на отрезке [0,1]. Естественно потребовать, чтобы эквивалентным по воздействиям объектам приписывалось бы одно и тоже число.