В2. Цель и задачи курса

Для процесса проектирования экспертных систем в технологии характерна распространенная ошибка, которая связанна с неоправданной разработкой экспертных систем для решения любой задачи технологического проектирования. Часто отсутствует серьезный анализ на необходимость и возможность создания для конкретной задачи адекватной экспертной системы.

Цель дисциплины - изучение основных понятий и методов построения экспертных систем и теории принятия решений в экспертных системах технологии.

Задачи курса: данная дисциплина предназначена для подготовки студентов к эксплуатации и созданию экспертных систем технологии.

После изучения данной дисциплины студент должен:

1. знать принципы построения экспертных систем технологии;

2. знать способы построения баз знаний и описания процессов принятия решений в задачах проектирования технологии и конструирования технологического оборудования;

3. владеть методами принятия решений в условиях неопределенности;

4. иметь навыки построения человеко-машинных процедур принятия решений;

5. уметь использовать специальные оболочки и приложения для построения экспертных систем;

6. уметь эксплуатировать экспертные системы.

В3. Связь курса с другими дисциплинами

Для изучения теории и практики экспертных систем (ЭС) необходимы знания по дисциплинам, представленными на рис.1, а в самой дисциплине "Искусственный интеллект и экспертные системы технологии" - разделы:

• базовые определения;

• методы принятия решений и оптимизация;

• организация интерфейса с пользователем;

• автоматизация проектирования алгоритмов и понятий.

Искусственный интеллект и экспертные системы:

• Базовые определения;

• Методы принятия решений;

• Машина логического вывода;

• Представление знаний и базы знаний;

• Организация разработки экспертной системы.

Рис. 1. Связь дисциплины с другими дисциплинами

Глава 1. Развитие и понятия систем искусственного интеллекта, экспертных систем и сапр тпп

1.1. Искусственный разум

Работам по искусственному интеллекту и ЭС предшествовали научные исследования по созданию искусственного разума, способного «заменить» человека при решении любых задач, решаемых человеком. Интенсивно эти работы стали проводить с 60-х годов. Они стимулировались необходимостью создания машин (роботов), способных разумно себя вести без помощи человека, например, в агрессивных средах или в местах, куда не может проникнуть человек.

Определение 1: Искусственный разум - это искусственно созданная система произвольной природы, предназначенная для решения сложных задач широкого класса.

Задачи искусственного разума ставились в строгой форме и на содержательном уровне; формулировали их в терминах формальных, так и естественного языка. Разумность поведения искусственных систем, как правило, оценивалось по аналогии с поведением человека при решении сопоставимых задач.

Теоретические разработки велись в двух направлениях.

Первое направление - автоматизация отдельных интеллектуальных действий человека (игры, доказательства теорем и т.п.). Целью исследования являлась разработка приемов и построение специализированных устройств и конкретных программ для ЭВМ, обеспечивающих решение сложных математических и логических задач. Это направление стали называть «искусственным интеллектом». Основное внимание при этом уделяется получению результата, а на способ его получения специальных ограничений не накладывается. Широко используются эвристические приемы - правдоподобные рассуждения, выводы по аналогии и интуитивные предположения. В семидесятые годы были получены интересные результаты в различных областях, например:

• достигнуты значительные успехи в области создания систем для общения человека с ЭВМ на естественном языке;

• созданы методы представления и приобретения знаний;

• разработаны эффективные сервисные средства, облегчающие работу программистов;

• спроектированы системы принятия решений и эвристического поиска решений;

• написаны программы для ЭВМ, которые по жестким алгоритмам имитировали творческую деятельность математика. Одна из таких программ, написанная Д.Ленатом, отправляясь от небольшого числа теоретико-множественных аспектов, открыла новые понятия в теории чисел, касающиеся чисел с большим числом делителей, доказала ряд теорем о таких числах. Также были спроектированы программы доказательства теорем логики и геометрии;

• разработаны (и до сих пор разрабатываются) программы игры в шашки и шахматы;

• созданы методы и программы разбора текстов и изображений, перевода текстов с одного языка на другой и т.д.

Все эти работы проводились под рубрикой «Искусственный интеллект». Именно в рамках «Искусственного интеллекта» были созданы изощренные системы планирования поведения и решения проблем с применением дедуктивных систем.

Второе направление - построение искусственного разума путем моделирования деятельности человека. Целью исследований являлась разработка приемов и построение конкретных автоматов, которые могут вести себя в широком классе сред так, как это делает человек. Специальные ограничения накладываются на способ получения конечного результата. Это поведение автомата. В этом направлении также были получены интересные результаты, а именно, разработаны системы машинного зрения и роботоподобные устройства.

Первое направление дало толчок для развития теории принятия эвристических решений. Но системы искусственного интеллекта плохо решали и решают до сих пор практические задачи.