ЛЕКЦІЯ-6.
Технології розробки експертних систем
Колектив розробників. Технологія проектування і розробки експертних систем.
6.1. Колектив розробників
Під колективом розробників (КР) будемо розуміти групу фахівців, що відповідальні за створення ЕС.
Рис. 5.1. Структура експертної системи
Як видно з рис.5.1, до складу КР входять принаймні троє осіб — користувач, експерт і інженер по знаннях. На рисунку не видно програміста. Таким чином, мінімальний склад КР включає чотири особи; реально ж він розростається до 8-10 людей. Чисельне збільшення колективу розробників відбувається за наступних причинах: необхідність обліку думок декількох користувачів, допомоги декількох експертів; потреба як у проблемних, так і системних програмістах. На Заході в цей колектив додатково традиційно включають менеджера й одного технічного помічника,
Якщо використовувати аналогії з близьких областей, то КР найбільше схожий з групою адміністратора бази даних при побудові інтегрованих інформаційних систем чи групою програмістів, що розробляють складний програмний комплекс. При відсутності професійного менеджера керівником КР, що бере участь у всіх стадіях розробки, є інженер по знаннях, тому до його кваліфікації пред'являються найвищі вимоги. У цілому рівень і чисельність групи залежать від характеристик поставленої задачі.
Для забезпечення ефективності співробітництва будь-якої творчої групи, у тому числі і групи КР ЕС, необхідне виникнення атмосфери взаєморозуміння і довіри, що, у свою чергу, обумовлено психологічною сумісністю членів групи; отже, при формуванні КР повинні враховуватися психологічні властивості учасників.
В даний момент у психології існує кілька десятків методик по визначенню властивостей особистості, які широко використовуються у питаннях професійної орієнтації. Ці психодіагностичні методики, частина з яких вже автоматизована, розрізняються спрямованістю, глибиною, часом опитування і способами інтерпретації. Зокрема, система АВАНТЕСТ (Автоматичний Аналіз Тестів) [Гаврилова, 1984] дозволяє моделювати міркування психолога при аналізі результатів тестування по 16-факторному наборі запитань Р. Кеттела і видає зв'язний психологічний висновок на природній російській мові, що характеризує такі властивості особистості, як товариськість, аналітичність, сумлінність, самоконтроль і т.п. Модифікована база знань системи АВТАНТЕСТ пізніше була використана в ЕС «Cattell» (див. параграф 7.3).
Нижче приведені два аспекти характеристик членів КР: 1 — психофізіологічний, 2—професійний.
Користувач
1. До користувача пред'являються найслабші вимоги, оскільки його не вибирають. Він є в деякому роді замовником системи. Бажані якості:
а) дружелюбність;
б) уміння пояснити, що ж він хоче від системи;
в) відсутність психологічного бар'єра до використання обчислювальної техніки;
г) інтерес до нового. Від користувача залежить, чи буде застосовуватися розроблена ЕС. Зауважено, що найбільше яскраво якості в) і г) виявляються в молодому віці, тому іноді такі користувачі охочіше застосовують ЕС, не маючи при цьому комплексу неповноцінності від того, що ЕОМ їм щось підказує.
2. Необхідно, щоб користувач мав деякий базовий рівень кваліфікації, що дозволить йому правильно зрозуміти рекомендації ЕС. Крім того, повинна бути повна сумісність у термінології інтерфейсу ЕС з тією, котра звична і зручна для користувача. Звичайно вимоги до кваліфікації користувача не дуже великі, інакше він переходить у розряд експертів і зовсім не має потребу в ЕС.
Експерт
1. Експерт — надзвичайно важлива фігура в групі КР. У кінцевому рахунку, його підготовка визначає рівень компетенції бази знань. Бажані якості:
а) доброзичливість;
б) готовність поділитися своїм досвідом;
в) уміння пояснити (педагогічні навички);
г) зацікавленість (моральна, а краще ще і матеріальна) в успішності розробки. Вік експерта звичайно поважний, що необхідно враховувати всім членам групи. Часто постає питання про кількість експертів. Оскільки проблема сполучення часом суперечливих знань залишається відкритою, звичайно з кожним з експертів працюють індивідуально, іноді створюючи альтернативні бази.
2. Крім безумовно високого професіоналізму в обраній предметній області, бажане знайомство експерта з популярною літературою по штучному інтелекту й експертних системах для того, щоб ефективніше пройшов етап витягнення знань.
Програміст
1. Відомо, що програмісти мають найнижчу потребу в спілкуванні серед представників різних професій. Однак при розробці ЕС необхідний тісний контакт членів групи, тому бажані наступні його якості:
а) товариськість;
б) здатність відмовитися від традиційних навичок і освоїти нові методи;
в) інтерес до розробки.
2. Оскільки сучасні ЕС — дуже складні і дорогі програмні комплекси, програмісти в КР повинні мати досвід і навички розробки програм. Обов'язкове знайомство з основними структурами представлення знань і механізмами висновку, станом вітчизняного і світового ринку програмних продуктів для розробки ЕС і діалогових інтерфейсів.
Інженер по знаннях
1. Існують такі професії і види діяльності, для яких природні якості особистості (спрямованість, здібності, темперамент) можуть мати характер абсолютного показання чи протипоказання до занять. Очевидно, інженерія знань належить до таких професій. За різними оцінками, це одна із самих нечисленних, високооплачуваних і дефіцитних у світі спеціальностей. Спробуємо дати начерки до портрета інженера по знаннях (без претензії на повноту і точність визначень).
Стать. Психологи стверджують, що чоловіки більш схильні до широкого охоплення явищ і в середньому в них вища аналітичність, надзвичайно корисна інженеру по знаннях, якому треба мати розвите логічне мислення й уміння оперувати складними формальними структурами. Крім того, при спілкуванні з експертами, що здебільшого скептично налаштовані до майбутньої ЕС, інженер по знаннях-чоловік викликає більш високу мотивацію успішності з боку експерта-жінки, З іншого боку, відомо, що в жінок вища спостережливість до окремих деталей об'єктів. Так що стать не є остаточним показанням чи протипоказанням до даної професії.
Інтелект. Це поняття викликає самі бурхливі суперечки психологів; існує до 50 визначень інтелекту, але з прагматичної точки зору очевидно, що фахівець в області штучного інтелекту повинен прагнути до максимальних оцінок по тестах як вербального, так і невербального інтелекту.
Стиль спілкування. Інженер по знаннях «задає тон» у спілкуванні з експертом, він веде діалог, і від нього в кінцевому рахунку залежить його продуктивність. Можна виділити два стилі спілкування: діловий (чи твердий) і дружній (чи м'який, делікатний). Нам здається, що дружній буде свідомо більш успішним, тому що знижує «ефект фасаду» в експерта, заставляє його вільно почуватися. Делікатність, уважність, інтелігентність, ненав'язливість, скромність, уміння слухати і задавати питання, гарна комунікабельність і в той же час впевненість у собі — стиль спілкування, що рекомендується. Безумовно, що це одночасно природній дар і мистецтво, однак заняття по психологічному тренінгу можуть дати корисні навички.
Портрет інженера по знаннях можна було б доповнити іншими характеристиками — широтою поглядів і інтересів, артистичністю, почуттям гумору, чарівністю і т.д.
2. При визначенні професійних вимог до аналітика варто враховувати, що йому необхідні різні навички й уміння для грамотного й ефективного проведення процесів витяжки, концептуалізації і формалізації знань.
Інженер по знаннях має справу з усіма формами знань (див. параграф 1.3).
Z1 (знання в пам'яті) → Z2 (знання в книгах) → Z3 (поле знань) → Z4 (модель знань) → Z5 (база знань).
При роботі на рівні Z1 від інженера по знаннях вимагається ознайомлення з елементами когнітивної психології і способами репрезентації понять і процесів у пам'яті людини, із двома основними механізмами мислення — логічним і асоціативним, з такими способами активізації мислення як гра, мозковий штурм і ін., з різними моделями міркувань.
Вивчення й аналіз текстів на рівні Z2 має на увазі широку загальнонаукову підготовку інженера; знайомство з методами реферування й анотування текстів; володіння навичками швидкого читання, а також текстологічними методами витягу знань.
Розробка поля знань на рівні Z3 вимагає кваліфікованого ознайомленя з методологією представлення знань, системним аналізом, теорією пізнання, апаратом багатомірного шкалювання, кластерним і факторним аналізом.
Розробка формалізованого опису Z4 передбачає попереднє вивчення апарату математичної логіки і сучасних мов представлення знань. Моделі знань розробляються на підставі результатів глибокого аналізу інструментальних засобів розробки ЕС і наявних «оболонок». Крім того, інженеру по знаннях необхідно володіти методологією розробки ЕС, включаючи методи швидкого прототипування.
І нарешті, реалізація бази знань Z5, у якій інженер по знаннях бере участь разом із програмістом, має на увазі оволодіння практичними навичками роботи на ЕОМ і, можливо, однією з мов програмування.
Так як інженерів по знаннях «вирощують» із програмістів, то рівень Z5 звичайно не викликає труднощів, особливо якщо розробка ведеться на традиційних мовах типу C чи Pascal. Спеціалізовані мови штучного інтелекту Лісп і Пролог вимагають деякої перебудови архаїчного-алгоритмічного мислення.
Успішність вибору і підготовки колективу розроблювачів ЕС визначає ефективність і тривалість усього процесу розробки.