
- •1. Введение в интеллектуальные системы.................................................................7
- •2. Разработка систем, основанных на знаниях ........................................................36
- •3. Теоретические аспекты инженерии знаний..........................................................55
- •4. Технологии инженерии знаний.............................................................................. 95
- •5. Новые тенденции и прикладные аспекты
- •6. Программный инструментарий разработки систем, основанных на знаниях............................................................................................................................194
- •7. Пример разработки системы, основанной на знаниях ................................….226
- •8. Представление данных и знаний в Интернете...................................................257
- •9. Интеллектуальные Интернет-технологии..........................................................300
- •1. Введение в интеллектуальные системы
- •1.1. Краткая история искусственного интеллекта
- •1.1.1. Предыстория
- •1.1.2. Зарождение нейрокибернетики
- •1.1.3. От кибернетики «черного ящика» к ии
- •1.1.4. История искусственного интеллекта в России
- •1.2. Основные направления исследований в области искусственного интеллекта
- •1.2.1. Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях (knowledge-based systems)
- •1.2.2. Программное обеспечение систем ии (software engineering for Al)
- •1.2.3. Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод (natural language processing)
- •1.2.4. Интеллектуальные роботы (robotics)
- •1.2.5. Обучение и самообучение (machine learning)
- •1.2.6. Распознавание образов (pattern recognition)
- •1.2.7. Новые архитектуры компьютеров (new hardware platforms and architectures)
- •1.2.8. Игры и машинное творчество
- •1.2.9. Другие направления
- •1.3. Представление знаний и вывод на знаниях
- •1.3.1. Данные и знания
- •1.3.2. Модели представления знаний
- •1.3.3. Вывод на знаниях
- •1.4. Нечеткие знания
- •1.4.1. Основы теории нечетких множеств
- •123456789 10 Рис. 1.7. Формирование нечетких множеств
- •1.4.2. Операции с нечеткими знаниями
- •1.5. Прикладные интеллектуальные системы
- •2. Разработка систем, основанных на знаниях
- •2.1. Введение в экспертные системы. Определение и структура
- •2.2. Классификация систем, основанных на знаниях
- •2.2.1. Классификация по решаемой задаче
- •2.2.2. Классификация по связи с реальным временем
- •2.2.3. Классификация по типу эвм
- •2.2.4. Классификация по степени интеграции с другими программами
- •2.3. Коллектив разработчиков
- •2.4. Технология проектирования и разработки
- •2.4.1. Проблемы разработки промышленных эс
- •2.4.2. Выбор подходящей проблемы
- •2.4.3. Технология быстрого прототипирования
- •2.4.4. Развитие прототипа до промышленной эс
- •2.4.5. Оценка системы
- •2.4.6. Стыковка системы
- •2.4.7. Поддержка системы
- •3. Теоретические аспекты инженерии знаний
- •3.1. Поле знаний
- •3.1.1. О языке описания поля знаний
- •3.1.2. Семиотическая модель поля знаний
- •3.1.3. «Пирамида» знаний
- •3.2. Стратегии получения знаний
- •3.3. Теоретические аспекты извлечения знаний
- •3.3.1. Психологический аспект
- •3.3.2. Лингвистический аспект
- •3.3.3. Гносеологический аспект извлечения знаний
- •3.4. Теоретические аспекты структурирования знаний
- •3.4.1. Историческая справка
- •3.4.2. Иерархический подход
- •3.4.3. Традиционные методологии структурирования
- •3.4.4. Объектно-структурный подход (осп)
- •4. Технологии инженерии знаний
- •4.1. Классификация методов практического извлечения знаний
- •4.2. Коммуникативные методы
- •4.2.1. Пассивные методы
- •4.2.2. Активные индивидуальные методы
- •4.2.3. Активные групповые методы
- •4.3. Текстологические методы
- •4.4. Простейшие методы структурирования
- •4.4.1. Алгоритм для «чайников»
- •4.4.2. Специальные методы структурирования
- •4.5. Состояние и перспективы автоматизированного приобретения знаний
- •4.5.1. Эволюция систем приобретения знаний
- •4.5.2. Современное состояние
- •4.6. Примеры методов и систем приобретения знаний
- •4.6.1. Автоматизированное структурированное интервью
- •4.6.2. Имитация консультаций
- •4.6.3. Интегрированные среды приобретения знаний
- •4.6.4. Приобретение знаний из текстов
- •5. Новые тенденции и прикладные аспекты инженерии знаний
- •5.1. Латентные структуры знаний и психосемантика
- •5.1.1. Семантические пространства
- •5.1.2. Методы многомерного шкалирования
- •5.1.3. Использование метафор для выявления «скрытых» структур знаний
- •5.2. Метод репертуарных решеток
- •5.2.1. Основные понятия
- •5.2.2. Методы выявления конструктов Метод минимального контекста
- •5.2.3. Анализ репертуарных решеток
- •5.2.4. Автоматизированные методы
- •5.3. Управление знаниями
- •5.3.1. Что такое «управление знаниями»
- •5.3.2. Управление знаниям и корпоративная память
- •5.3.3. Системы omis
- •5.3.4. Особенности разработки omis
- •5.4. Визуальное проектирование баз знаний как инструмент познания
- •5.4.1. От понятийных карт к семантическим сетям
- •5.4.2. База знаний как познавательный инструмент
- •5.5. Проектирование гипермедиа бд и адаптивных обучающих систем
- •5.5.1. Гипертекстовые системы
- •5.5.2. От мультимедиа к гипермедиа
- •5.5.3. На пути к адаптивным обучающим системам
- •6. Программный инструментарий разработки систем, основанных на знаниях
- •6.1. Технологии разработки программного обеспечения - цели, принципы, парадигмы
- •6.1.1. Основные понятия процесса разработки программного обеспечения (по)
- •6.1.2. Модели процесса разработки по
- •6.1.3. Инструментальные средства поддержки разработки систем по
- •6.2. Методологии создания и модели
- •6.3. Языки программирования для ии и языки представления знаний
- •6.4. Инструментальные пакеты для ии
- •6.5. WorkBench-системы
- •7. Пример разработки системы, основанной на знаниях
- •7.1. Продукционно-фреймовый япз pilot/2
- •7.1.1. Структура пилот-программ и управление выводом
- •7.1.2. Декларативное представление данных и знаний
- •7.1.3. Процедурные средства языка
- •7.2. Психодиагностика – пример предметной области для построения экспертных систем
- •7.2.1. Особенности предметной области
- •7.2.2. Батарея психодиагностических эс «Ориентир»
- •7.3. Разработка и реализация
- •7.3.1. Архитектура системы и ее база знаний
- •7.3.2. Общение с пользователем и опрос испытуемых
- •7.3.3. Вывод портретов и генерация их текстовых представлений
- •7.3.4. Помощь и объяснения в эс «Cattell»
- •8. Представление данных и знаний в Интернете
- •8.1. Язык html и представление знаний 8.1.1. Историческая справка
- •8.1.2. Html - язык гипертекстовой разметки Интернет-документов
- •8.1.3. Возможности представления знаний на базе языка html
- •8.2. Онтологии и онтологические системы
- •8.2.1. Основные определения
- •8.2.2. Модели онтологии и онтологической системы
- •8.2.3. Методологии создания и «жизненный цикл» онтологий
- •8.2.4. Примеры онтологий
- •8.3. Системы и средства представления онтологических знаний
- •8.3.1. Основные подходы
- •8.3.2. Инициатива (ка)2 и инструментарий Ontobroker
- •Средства спецификации онтологий в проекте Ontobroker
- •Формализм запросов
- •Формализм представления и машина вывода
- •Аннотация Web-страниц онтологической информацией
- •8.3.3. Проект shoe - спецификация онтологий и инструментарий Общая характеристика проекта
- •Спецификации онтологий и инструментарий shoe
- •Формализм представления и машина вывода
- •Аннотация Web-документов на базе онтологии
- •Формализм запросов
- •8.3.4. Другие подходы и тенденции
- •9. Интеллектуальные Интернет-технологии
- •9.1. Программные агенты и мультиагентные системы
- •9.1.1. Историческая справка
- •9.1.2. Основные понятия
- •9.2. Проектирование и реализация агентов и мультиагентных систем
- •9.2.1. Общие вопросы проектирования агентов и mac
- •9.2.2. Инструментарий AgentBuilder
- •9.2.3. Система Bee-gent
- •9.3. Информационный поиск в среде Интернет
- •9.3.1. Машины поиска
- •9.3.2. Неспециализированные и специализированные поисковые агенты
- •9.3.3. Системы интеллектуальных поисковых агентов
- •Autonomy и Web compass - системы интеллектуального поиска и обработки информации
- •Проект системы marri
- •Прототип системы OntoSeek
- •(Onto)2 - агент поиска и выбора онтологий
4.6.2. Имитация консультаций
Этот метод реализован в системе АРИАДНА [Моргоев, 1988]. В основе этого метода - многократное решение экспертом проблемы классификации в режиме последовательной вопросно-ответной консультации «клиент - эксперт». При этом роль клиента моделируется всеми участниками работы, а эксперт выполняет функции, близкие к его профессиональной консультативной деятельности.
С появлением персональных компьютеров связано появление игр эксперта с компьютером [Андриенко Г., Андриенко Н., 1992]. В системе ЭСКИЗ реализован набор игр для приобретения знаний, являющихся той или иной модификацией принципа репертуарных решеток. Например, в игре «Регата» объектами, для которых эксперт должен указать различающие признаки, являются яхты. В ходе гонок яхты должны проходить в пролеты мостов; в один и тот же пролет проходят яхты, соответствующие сходным по какому-либо атрибуту объектам.
Рассмотренные выше системы поддержки процессов приобретения знаний, как правило, ориентированы на отдельные фазы всего технологического цикла. В связи с вышесказанным интересно хотя бы кратко рассмотреть интегрированные средства поддержки определенных методологий.
4.6.3. Интегрированные среды приобретения знаний
Интегрированная среда приобретения знаний AQUINAS [Boose, Bradshaw, Schema, 1988] представляет собой набор программных средств для извлечения экспертных знаний различных типов различными методами. В состав AQUINAS входят:
• система Dialog Manager для помощи новичкам в работе с AQUINAS;
• система ETS для извлечения и анализа репертуарных решеток с последующим преобразованием их в базу продукционных правил;
• средства конструирования различных иерархических структур знаний;
• средства извлечения, представления и использования неточных знаний;
• средства тестирования и коррекции БЗ;
• средства, позволяющие эксперту оценивать конструкторы по наиболее подходящим шкалам;
• средства работы с несколькими экспертами;
• средства автоматического пополнения и коррекции БЗ.
Dialog Manager представляет собой ЭС, специально созданную для того, чтобы консультировать эксперта о возможностях, представляемых AQUINAS, и руководить экспертом при работе с AQUINAS. Возможны три режима взаимодействия с Dialog Manager:
• автоматический, при котором Dialog Manager полностью берет на себя руководство процессом извлечения знаний;
• ассистирующий, при котором хотя эксперту и даются рекомендации относительно его дальнейших действий, но он может им не следовать;
• режим наблюдения за действиями эксперта и сохранения истории.
Выбрав автоматический или ассистирующий режим, эксперт должен выбрать степень подробности подсказок и объяснений, даваемых системой («полностью», «на среднем уровне», «кратко»).
В БЗ Dialog Manager имеются эвристики, которые позволяют этой системе при накоплении экспертом достаточного опыта перейти от автоматического режима к ассистирующему. Dialog Manager информирует эксперта о переключении режимов. Работая в ассистирующем режиме, Dialog Manager оставляет за экспертом выбор деятельности, но на основе своих эвристик рекомендует наиболее подходящую. В частности, если Dialog Manager считает, что эксперту следует заняться анализом БЗ, то в рекомендации обычно указывается, какой именно аспект нуждается в анализе. Так, эксперту может быть рекомендовано обратиться либо к процедурам анализа сходства элементов (конструкторов), либо к процедурам кластеризации элементов (конструкторов), либо к разбиению исходной решетки на несколько иерархически связанных.
Интегрированная среда приобретения знаний KITTEN (Knowledge Initiation & transfer Tools for Experts and Novices) [Show, Woodward, 1988], подобно AQUINAS, основана на построении и анализе репертуарных решеток. Отличие KITTEN от AQUINAS заключается в том, что в KITTEN обеспечивается извлечение элементов и конструкторов из текстов, а кроме того, имеются процедуры, анализирующие примеры решения задач экспертом и генерирующие по ним продукционные правила. Продукционные правила, порождаемые из примеров и решеток, могут быть загружены в БЗ оболочки NEXPERT, с помощью которой проводится тестирование БЗ.
Завершая обзор прямых методов приобретения знаний, суммируем проблемы, которые этими методами не решаются:
• эти методы не устраняют посредника между системой и экспертом;
• автономное использование описанных методов не решает таких проблем инженерии знаний, как устранение «пробелов» в знаниях, выявление «глубинных», невербальных знаний; сохраняется большая «время-емкость» и субъективность интервью;
• фаза приобретения знаний идеологически и теоретически не связывается со следующими фазами инженерии знаний.