Инженерия знаний

Инженерия знаний - достаточно молодое направление искусственного интеллекта, появившееся тогда, когда перед разработчиками возникла проблема трудности «добычи» и формализации знаний. Инженерия знаний занимается проектированием баз знаний - получением и структурированием знаний специалистов для последующей разработки баз знаний. Процесс организации знаний в базу знаний и построения экспертных систем также называют инженерией знаний.

Поле знаний - это условное неформальное описание основных понятий и взаимосвязей между понятиями предметной области, выявленных из системы знаний эксперта, в виде графа, диаграммы, таблицы или текста.

При формировании поля знаний ключевым вопросом является сам процесс получения знаний, когда происходит перенос компетентности экспертов на инженеров по знаниям. Для названия этого процесса в литературе по экспертным системам получило распространения несколько терминов: приобретение, добыча, извлечение, получение, выявление, формирование знаний.

Извлечение знаний - процедура взаимодействия эксперта с источником знаний, в результате которой становятся явным процесс рассуждений специалистов при принятии решения и структура их представления о предметной области. Процесс извлечения знаний является наиболее длительным и трудоемким этапом при разработке экспертных систем. Обычно эксперт не прибегает к процедурным или количественным методам; его основные средства - аналогия, интуиция, абстрагирование. Часто эксперт не может объяснить, как именно им было найдено решений. На инженера по знаниям возлагается очень сложная работа по преобразованию этих описаний в строгую, полную и непротиворечивую систему, которая позволяла бы решать прикладные задачи не хуже, чем это сделал бы сам эксперт.

Приобретение знаний - процесс наполнения базы знаний экспертом с использованием специализированных программных средств. Термин «приобретение» относится к автоматизированным системам прямого общения с экспертом.

Процесс построения базы знаний, на основе сведений, полученных от эксперта, состоит из трех этапов:

1. Описание предметной области. На первом шаге инженер по знаниям очерчивает границы области применения системы и класс решаемых ею задач: определяется характер решаемых задач, выделяются объекты предметной области, устанавливаются связи между объектами, выбираются модели представления знаний и выявляются специфические особенности предметной области.

2. Выбор метода и модели представления знаний. На втором этапе необходимо выбрать способ организации выделенных объектов предметной области и определить связи между ними в терминах модели представления знаний. Способ организации знаний, состав классов, вид структуры, перечень выделенных объектов в предметной области зависит от того, под каким углом зрения рассматривают инженер по знаниям и эксперт данную предметную область.

3. Приобретение знаний. Источниками знаний для экспертных систем могут быть учебники, справочники, материалы в проблемной области и т.п. Кроме того, нередко сами разработчики системы уже имеют знания в соответствующей проблемной области. Хотя классический источник знаний - эксперт в данной области, знания от которого получает разработчик системы, выступающий в роли инженера по знаниям. Процесс приобретения знаний носит скорее циклический, чем линейный характер и структурирован хуже, чем другая деятельность, выполняемая при разработке экспертной системы. Э.В. Попов считает, что процесс приобретения знаний можно разбить на три этапа:

   • обнаружение неполноты базы знаний и выявление новых знаний, выявляющих эту неполноту;

   • введение в систему новых знаний;

   • объединение новых знаний со старыми (то есть добавление, устранение и модификация знаний).