К вопросу 47
Экспертные системы (ЭС). Классы решаемых задач. Области применения ЭС. Примеры ЭС. Обобщённая структура ЭС. Основные этапы и технология разработки ЭС. Поколения ЭС.
Экспертные системы (эс)
Экспертные системы – это прикладные системы ИИ, в которых база знаний представляет собой формализованные эмпирические знания высококвалифицированных специалистов (экспертов) в какой-либо узкой предметной области. При решении задач ЭС предназначены для замены экспертов в силу их недостаточного количества, недостаточной оперативности или в опасных для них условиях. По существу, ЭС являются консультантами для менее квалифицированных пользователей.
Обычно ЭС содержат плохо формализуемые (неточные) знания, которые являются результатом многолетних наблюдений, опыта работы, интуиции и представляют собой множество эмпирических и эвристических приёмов и правил. Плохо формализуемые знания, как правило, не попадают в книги и руководства в связи с их конкретностью, субъективностью и приблизительностью. К наукам, которые оперируют плохо формализуемыми знаниями, относят медицину, зоологию, педагогику, экологию, социологию, ботанику и другие.
Классы решаемых задач
Среди основных классов задач, решаемых ЭС, можно выделить:
диагностику – заключения о нарушениях в системах, исходя из наблюдений;
обучение;
прогнозирование – вывод вероятностных следствий из заданной ситуации;
интерпретацию – построение описаний ситуаций по наблюдаемым данным, распознавание, понимание речи, сигналов, анализ изображений, разного рода информации, определение химической структуры элементов;
планирование – проектирование плана действий;
проектирование – построение конфигурации объектов при заданных ограничениях;
мониторинг – сравнение наблюдаемого и желаемого поведения системы с определённой целью, например, с целью предотвращения опасной ситуации;
управление – интерпретация, прогнозирование, мониторинг
и другие.
Области применения эс
К наиболее широко встречающимся областям деятельности, в которых используются ЭС, можно отнести медицину, образование, вычислительную технику, военное дело, космос, сельское хозяйство, охрану правопорядка, микроэлектронику, радиоэлектронику, юриспруденцию, экономику, экологию, геологию, математику, программирование и другие области деятельности. В последние годы ведутся разработки ЭС для раннего предупреждения национальных и международных конфликтов и поиска компромиссных решений, для принятия решений в кризисных ситуациях.
Применение ЭС позволяет:
повысить производительность труда при проектировании интегральных микросхем в 3-6 раз, при этом выполнение некоторых операций ускоряется в 10-15 раз;
ускорить поиск неисправностей в сложных устройствах в 5-10 раз;
повысить производительность программистов в 5 раз;
при профессиональной подготовке сократить в 8-12 раз затраты на индивидуальную работу с обучаемыми [1].
Примеры эс
Примеры широко известных ЭС:
DENDRAL – ЭС для распознавания структуры сложных органических молекул по результатам их спектрального анализа;
MOLGEN – ЭС для выработки гипотез о структуре ДНК на основе экспериментов с ферментами;
XCON – ЭС для конфигурирования (проектирования) вычислительных комплексов в соответствии с заказом покупателей;
MYCIN – ЭС диагностики кишечных заболеваний;
PUFF – ЭС диагностики лёгочных заболеваний;
MACSYMA – ЭС для символьных преобразований алгебраических выражений;
PROSPECTOR – ЭС для консультаций при поиске залежей полезных ископаемых
и другие.