56. Экспертные системы

Экспертная система — система искусственного интеллекта, в состав которой входят знания о кон­кретной плохо структурируемой и трудно формали­зуемой достаточно узкой предметной области. Подобные системы способны выявлять оптимальные решения различ­ных задач, а также объяснять их целесообразность пользо­вателю. В состав экспертной системы входят знания, меха­низмы логического вывода и подсистемы объяснений.

Рассмотрим наиболее популярные экспертные сис­темы.

MICIN является экспертной системой для медицин­ской диагностики. Она была создана в Стенфордском университете группой медиков, специализиро­вавшихся на инфекционных заболеваниях. Принцип работы системы заключается в следующем: проана­лизировав имеющиеся симптомы, система MICIN оп­ределяет соответствующий диагноз и назначает курс медикаментозного лечения для диагностированной инфекции. База данных этой экспертной системы включает в себя около 450 правил. Экспертная система PUFF проверяет наличие раз­личных нарушений дыхания. Является модификаци­ей системы MICIN, в которую вместо данных об ин­фекциях внедрили данные о легочных заболеваниях. При помощи экспертной системы DENDRAL мож­но определять химические структуры.

Ее первые версии появились в Стенфордском университете в 1965 г. Механизм работы данной системы состоит в следующем: пользователь задает какую-либо ин­формацию о веществе и данные спектрометрии (инфракрасной, ядерного магнитного резонанса и масс-спектрометрии), после чего система выдает данные в виде соответствующей химической струк­туры.

Экспертная система PROSPECTOR была разработа­на для помощи в поиске коммерчески рентабельных месторождений полезных ископаемых.

Преимущества экспертных систем перед человеком:

• отсутствие предубеждений;

• устойчивость к различного рода помехам;

• данные системы по различным критериям выбира­ют оптимальное решение;

• размер базы знаний может быть очень большим, вве­денная однажды информация остается в системе.

Нужно объективно оценивать возможности эксперт­ных систем. Далеко не все проблемы можно решить с их помощью, хотя в отдельных случаях грамотное использование их является единственным способом приня­тия оптимальных управленческих решений.

Однако при всех достоинствах экспертных систем они не способны заменить человека, а только являются его со­ветчиком и интеллектуальным партнером.

57. Структура классической экспертной системы

Классическая экспертная система имеет следующую структуру:

1. база знаний;

2. интерфейс пользователя;

3. подсистема объяснений;

4. решатель (механизм вывода);

5. интеллектуальный редактор базы знаний;

6. пользователь;

7. эксперт;

8. инженер по знаниям.

База знаний — это особая разновидность баз дан­ных, созданная для управления знаниями (поиск, хранение и выдача метаданных). Она представляет собой совокупность правил анализа информации о любой произвольной задаче. Экспертная система подвергает ана­лизу сложившуюся ситуацию и в зависимости от ее направ­ленности выдает оптимальные советы по решению, руко­водствуясь данными, находящимися в базе знаний, и пользовательским описанием ситуации. Посредством реша­теля реализуются прямая и обратная цепочки рассуждений, формирующие стратегию построения вывода. С помощью интеллектуального интерфейса экспертная система мо­жет задавать вопросы пользователю и представлять выводы в доступном пользователю виде.

Разработка и создание экспертной системы прохо­дят при взаимодействии инженеров по знаниям, в компетенции которых находится создание ядра экс­пертной системы, и экспертов по специальности, задача которых состоит в заполнении базы знаний, учитывая ее организацию.

В соответствии со структурой экспертной системы и задачами, которые должны решаться с ее помощью, можно выделить следующие этапы создания экс­пертной системы:

1. идентификация проблемы;

2. извлечение знаний;

3. упорядочение знаний;

4. формализация;

5. исполнение экспертной системы;

6. тестирование.

В зависимости от решаемой задачи выделяют сле­дующие экспертные системы:

интерпретация данных;

мониторинг;

диагностика;

прогнозирование;

проектирование;

свободное планирование;

управление;

обучение.

В зависимости от связи с реальным временем экс­пертные системы могут быть:

1. статическими;

2. динамическими;

3. квазидинамическими.

(мнимый, якобы, ненастоящий),