25. Экспертные системы. Лингвистическое обеспечение экспертных систем

Одним из типов естественно-языковых систем решения задач являются экспертные системы (ЭС).

Экспертная система - это компьютерная система, которая моделирует рассуждения человека-эксперта в некоторой предметной области и использует для этого базу знаний.

3 причины появления экспертных систем:

1.Компактность современной вычислительной техники, ее высокое быстродействие и память позволяют применять компьютеры для решения широкого круга задач в неформализованных творческих областях (принятие решений, поиск неисправностей, порождение текста и пр.).

2.С помощью ЭС с компьютерами легко общаются люди, совершенно не знакомые с программированием. При этом они пользуются привычным им естественным языком, что, в свою очередь, позволяет значительно расширить сферы применения современных компьютеров.

3.Оказалось, что в ходе решения задач ЭС достигают результатов, не уступающих возможностям людей-экспертов, не оснащенных ЭС.

Особенность ЭС как систем Искусственного Интеллекта состоит в том, что они обычно используют логические правила вывода и применяются для решения задач в диалоге с пользователем. Причем, чаще всего диалог ведет система.

В ЭС ярко применяются способности систем ИИ:

•Постоянно пополнять свои знания через блок «пополнение знаний»

•Объяснять причины, по которым система ИИ решила задачу именно так, а не иначе. Это делает блок «объяснение пути решения задачи»

ЭС может работать в двух режимах:

1.Режим приобретения/пополнения знаний (здесь с ЭС работает эксперт и инженер знаний. В результате их предварительного общения выявляются факты и правила, которые через диалоговый блок вводятся в базу знаний)

2.Режим использования и консультаций (здесь с ЭС работает пользователь, то есть человек, ставивший и решающий задачу в диалоге с ЭС).

Примеры некоторых ЭС:

•Система ЭС MYCIN (зарубежная) оказывает помощь лечащим врачам при постановке диагноза и назначении лечения в сложных случаях инфекционных заболеваний крови. Система содержит свыше 800 правил.

•Система «СОНЭТ» (наша) служит для обнаружения и локализации неисправностей в цифровых системах электронной техники.

Основные этапы создания ЭС:

•Идентификация задачи (составление вербального описания решаемой задачи)

•Концептуализация задачи (выделение в виде конкретных определений, таблиц и пр. основных понятий и связей, необходимых для решения поставленной задачи)

•Формализация знаний (выражение определенных на предыдущем шаге понятий и отношений некоторым формальным способом)

•Реализация и выполнение системы (преобразование формализованных знаний в компьютерную работающую программу)

•Тестирование системы (оценка выбранного способа представления знаний и ЭС в целом)

//(более полную версию см. в учебнике Зубовых, стр.59-66)

Лингвистическое обеспечение экспертных систем

Любая ЭС имеет в своем составе, с точки зрения лингвистического обеспечения, следующие средства:

- формальный язык (ФЯ) или внутренний язык (ВЯ) экспертной системы, его еще называют языком представления знаний;

- языковые средства обеспечения пользователей (естественные языки, системы меню, анкет, графические редакторы и т.д.), упрощающие процесс взаимодействия различных групп пользователей с ВЯ системы;

- средства трансляции с одного языка на другой

А также, метод прямой разработки с использованием универсальных языков программирования; метод, основанный на использовании специально разработанного формального языка; модели представления знаний: продукционная модель; модель, построенная с использованием логических исчислений; модель, основанная на использовании фреймов; модель с использованием семантических сетей.