Пт. Мар 29th, 2024

Промышленная технология создания интеллектуальных сис­тем включает следующие этапы:

  • исследование выполнимости проекта;
  • разработку общей концепции системы;
  • разработку и тестирование серии прототипов;
  • разработку и испытание головного образца;
  • разработку и проверку расширенных версий системы;
  • привязку системы к реальной рабочей среде.

Проектирование ЭС основано на трех главных принципах:

  • Мощность экспертной системы обусловлена прежде всего мощностью БЗ и возможностями ее пополнения и только затем — используемыми методами (процедурами) обработки информации.
  • Знания, позволяющие эксперту (или экспертной системе) получить качественные и эффективные решения задач, являются в основном эвристическими, эмпирическими, неопределенны­ми, правдоподобными.
  • Неформальный характер решаемых задач и используемых знаний делает необходимым обеспечение активного диалога пользователя с ЭС в процессе ее работы.

Перед тем как приступить к разработке ЭС, инженер по зна­ниям должен рассмотреть вопрос, следует ли разрабатывать ЭС для данного приложения. Положительное решение принимается тогда, когда разработка ЭС возможна, оправданна и методы инже­нерии знаний соответствуют решаемой задаче.

Чтобы разработка ЭС была возможной для данного приложе­ния, необходимо выполнение, по крайней мере, следующих тре­бований:

  • существуют эксперты в данной области, которые решают за­дачу значительно лучше, чем начинающие специалисты;
  • эксперты сходятся в оценке предлагаемого решения, так как в противном случае будет невозможно оценить качество разрабо­танной ЭС;
  • эксперты способны вербализовать (выразить на естествен­ном языке) и объяснить используемые ими методы, иначе трудно рассчитывать на то, что знания экспертов будут «извлечены» и заложены в ЭС;
  • решение задачи требует только рассуждений, а не действий;
  • задача не должна быть слишком трудной (т.е. ее решение должно занимать у эксперта несколько часов или дней, а не недель или лет);
  • задача хотя и не должна быть выражена в формальном виде, но все же должна относиться к достаточно «понятной» и структу­рированной области, т.е. должна существовать возможность выделения основных понятий, отношений и способов получения решения задачи;
  • решение задачи не должно в значительной степени опираться на «здравый смысл» (т.е. широкий спектр общих сведений о мире и о способе его функционирования, которые знает и умеет использовать любой нормальный человек), так как подобные знания пока не удается в достаточном количестве заложить в си­стемы искусственного интеллекта.

Приложение соответствует методам ЭС, если решаемая за­дача обладает совокупностью следующих характеристик:

  • задача может быть естественным образом решена посредст­вом манипулирования символами (с помощью символических рассуждений), а не манипулирования числами, как принято в математических методах и в традиционном программировании;
  • задача должна иметь эвристическую, а не алгоритмическую природу, т. е. ее решение должно требовать применения эвристи­ческих правил. Для задач, которые могут быть гарантированно решены (при соблюдении заданных ограничений) с помощью формальных процедур, существуют более эффективные подходы, чем технологии ЭС.

При разработке ЭС, как правило, используется концепция быстрого прототипа, суть которой заключается в том, что разра­ботчики не пытаются сразу построить конечный продукт. На на­чальном этапе они создают прототип (возможно, не единствен­ный) ЭС, удовлетворяющий двум противоречивым требованиям: умение решать типичные задачи конкретного приложения и не­значительные время и трудоемкость его разработки. При выпол­нении этих условий становится возможным параллельно вести процесс накопления и отладки знаний, осуществляемый экспер­том, и процесс выбора (разработки) программных средств, вы­полняемый инженером по знаниям и программистами.

Для удов­летворения указанным требованиям при создании прототипа ис­пользуются разнообразные инструментальные средства, ускоря­ющие процесс проектирования.

Традиционная технология реализации ЭС включает шесть ос­новных этапов: идентификацию, концептуализацию, формализацию, выполнение, тестирование, опытную эксплуата­цию.

На этапе идентификации определяются задачи, подлежащие решению, цели разработки, эксперты и типы пользователей.

На этапе концептуализации проводится содержательный ана­лиз проблемной области, выявляются используемые понятия и их взаимосвязи, определяются методы решения задач.

На этапе формализации выбираются инструментальные сред­ства и способы представления всех видов знаний, формализуют­ся основные понятия, определяются способы интерпретации знаний, моделируется работа системы, оценивается адекватность системы зафиксированных понятий, методов решения, средств представления и манипулирования знаниями рассматриваемой предметной области.

На этапе выполнения осуществляется заполнение базы зна­ний. В связи с тем, что основой ЭС являются знания, данный этап является одним из самых важных и самых трудоемких. Про­цесс приобретения знаний разделяют на извлечение знаний в диалоге с экспертами; организацию знаний, обеспечивающую эффективную работу системы, и представление знаний в виде, «понятном» ЭС. Процесс приобретения знаний осуществляется инженером по знаниям на основе анализа деятельности эксперта по решению реальных задач.

На этапе тестирования эксперт и инженер по знаниям в ин­терактивном режиме с использованием диалоговых и объясни-тельных средств проверяют компетентность ЭС. Процесс тести­рования продолжается до тех пор, пока эксперт не решит, что си­стема достигла требуемого уровня компетентности.

На этапе опытной эксплуатации проверяется пригодность ЭС для конечных пользователей. Полученные результаты могут по­казать необходимость существенной модификации ЭС.

Процесс создания ЭС не сводится к строгой последователь­ности перечисленных выше этапов. В ходе разработки приходит­ся неоднократно возвращаться на более ранние этапы и пересма­тривать принятые там решения.

Инструментальные средства различаются в зависимости от того, какую технологию разработки ЭС они допускают. Можно выделить, по крайней мере, четыре подхода к разработке ЭС:

  • подход, базирующийся на поверхностных знаниях;
  • структурный подход;
  • подход, основанный на глубинных знаниях;
  • смешанный подход, опирающийся на использование по­верхностных и глубинных знаний.

Поверхностный подход применяется для сложных задач, кото­рые не могут быть точно описаны. Его сущность состоит в полу­чении от экспертов фрагментов знаний, релевантных решаемой задаче. При этом не предпринимается попыток систематическо­го или глубинного изучения области, что предопределяет исполь­зование поиска в пространстве состояний в качестве универсаль­ного механизма вывода. Обычно в ЭС, использующих данный подход, в качестве способа представления знаний выбираются правила. Условие каждого правила определяет образец некоторой ситуации, в которой правило может быть выполнено. Поиск ре­шения состоит в выполнении тех правил, образцы которых сопо­ставляются с текущими данными. При этом предполагается, что в процессе поиска решения последовательность формируемых таким образом ситуаций не оборвется до получения решения, т.е. не возникнет неизвестной ситуации, которая не соответствует ни одному правилу. Данный подход с успехом применяется к широ­кому классу приложений, но оказывается неэффективным в тех случаях, когда задача может структурироваться или для ее реше­ния может использоваться некоторая модель.

Структурный подход к построению ЭС предусматривает структуризацию знаний проблемной области. Его появление обусловлено тем, что для ряда приложений применение техни­ки поверхностных знаний не обеспечивает решения задачи. Структурный подход к построению ЭС во многом похож на структурное программирование. Однако применительно к ЭС речь идет не о том, чтобы структурирование задачи было дове­дено до точного алгоритма (как в традиционном программиро­вании), а предполагается, что часть задачи решается с помощью эвристического поиска. Структурный подход в различных приложениях целесообразно сочетать с поверхностным или глу­бинным.

При глубинном подходе компетентность ЭС базируется на мо­дели той проблемной среды, в которой она работает. Модель мо­жет быть определена различными способами (декларативно, про­цедурно). Необходимость использования моделей в ряде прило­жений вызвана стремлением исправить недостаток поверхност­ного подхода, связанный с возникновением ситуаций, не опи­санных правилами, хранящимися в БЗ. Экспертные системы, разработанные с применением глубинных знаний, при возник­новении неизвестной ситуации способны самостоятельно опре­делить, какие действия следует выполнить, с помощью некото­рых общих принципов, справедливых для данной области экспертизы.

Глубинный подход требует явного описания структуры и взаимоотношений между различными сущностями проблемной области. В этом подходе необходимо использовать инструмен­тальные средства, обладающие возможностями моделирования: объекты с присоединенными процедурами, иерархическое на­следование свойств, активные знания (программирование, уп­равляемое данными), механизм передачи сообщений объектам (объектно-ориентированное программирование) и т. п.

Смешанный подход в общем случае может сочетать поверхно­стный, структурный и глубинный подходы. Например, поверх­ностный подход может применяться для поиска адекватных знаний, которые затем используются некоторой глубинной моделью.

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
100% Free SEO Tools - Tool Kits PRO