Розділ 1. Аналітичний огляд ЕС
1.1. Призначення та особливості експертних систем
Призначення ЕС на розділити на вісім різних сегментів завдань експертів:
– консалтинг: сюди входить завдання рекомендації певних дій чи поведінки з урахуванням набору обмежень та обставин;
– проектування: це завдання розробки специфікацій для об'єктів, що задовольняють заданому набору обмежень;
– діагностика: включає завдання аналізу та перевірки функціонування системи в належному стані;
– інтерпретація: завдання підтвердити достовірність даних щодо їх зрозумілості;
– моніторинг: експертне завдання постійної інтерпретації сигналів та відключення тривожних сигналів за потребою;
– планування: створення програм дій, які необхідно здійснити для досягнення мети;
– прогнозування: експертне завдання прогнозування якоїсь майбутньої події;
– навчання: це основне експертне завдання, навчання та розповсюдження знань.
Експертні системи володіють характерними ознаками, які відрізняють від інших видів систем штучного інтелекту. Ці відмінності закладені у наступних ознаках:
– Експертні системи володіють яскраво вираженою практичною спрямованістю у науковій або господарській діяльності
– Для експертної системи за своїми основними характеристиками, а саме її продуктивність, а саме швидкодія отримання результату та рівень його точності. Натомість, характеристика експертної системи, яка повинна за короткий час знайти рішення, яке не є гіршим, за те, яке може прийняти експерт у своїй предметній області.
– Експертна система зазвичай володіє здатністю обгрунтувати, чому запропоноване саме таке прийняте рішення, і довести його правильність
1.2. Аналітичний огляд експертних систем різного призначення
MYCIN - це експертна система діагностики та рекомендацій щодо лікування бактеріальних інфекцій крові (таких як менінгіт та бактеріємія). Він був розроблений в Стенфордському університеті в Каліфорнії, США, в 1970-х роках і став шаблоном для багатьох подібних систем, заснованих на правилах. Він призначений для підтримки клініцистів у ранній діагностиці та лікуванні менінгіту, який може призвести до летального результату, якщо не вчасно його лікувати.
Класифікація за зв’язком з реальним часом – Статичні ЕС
Тип задачі - Діагностика
Метод представлення знань - Продукційна модель
Мова програмування,на якій створена ЕС – LISP
MYCIN фактично ніколи не застосовувався на практиці. Це було не через слабкість у його роботі. Деякі спостерігачі піднімали етичні та правові проблеми, пов'язані з використанням комп'ютерів у медицині. Однак найбільшою проблемою та причиною того, що MYCIN не використовувався у повсякденній практиці, був стан технологій системної інтеграції, особливо на час її розробки. MYCIN - це автономна система, яка вимагала від користувача введення всієї відповідної інформації про пацієнта, вводячи відповіді на запитання, поставлені MYCIN. Програма працювала на великій
загальнодоступній системі, доступній через ранній Інтернет (ARPANet), до розробки персональних комп'ютерів.
SHINE Real-time Expert System - це високошвидкісна експертна система та механізм висновків, заснований на досвіді, вимогах та технологіях, які протягом багатьох років були зібрані Групою досліджень штучного інтелекту при NASA / JPL при розробці експертних систем для діагностики стану космічних кораблів.
Класифікація за зв’язком з реальним часом – динамічна ЕС
Тип задачі – Інтерпретація
Метод представлення знань - Продукційна модель
Мова програмування на якій створена ЕС – Common LISP
Алгоритм роботи - Коли додаток розробляється з використанням SHINE, він спочатку транслюється в загальний код LISP, а потім проходить через розширений оптимізатор. SHINE генерує індивідуальний код для кожної програми. На відміну від багатьох комерційних систем, тут немає проміжних рівнів інтерпретації для виконання. Програми SHINE виконуються безпосередньо інтерпретатором LISP і компілюються безпосередньо компілятором LISP. Це означає набагато більшу швидкість і кращу переносимість на інші машини.
R1(XCON) -була системою на основі правил виробництва, написаною в OPS5 Джоном П. Макдермоттом з КМУ в 1978 році, щоб допомогти в замовленні комп'ютерних систем DEC VAX шляхом автоматичного вибору компонентів комп'ютерної системи на основі вимог замовника.
Класифікація за зв’язком з реальним часом – статична ЕС
Тип задачі – Проектування
Метод представлення знань - Продукційна модель
Мова програмування на якій створена ЕС – LISP
DENDRAL - перша експертна система в області ідентифікації органічних
сполук за допомогою аналізу масспектрограмм. Завдання, яке стояло перед DENDRAL -це визначення молекулярної структури невідомого органічної
сполуки.
Класифікація за зв’язком з реальним часом - Статична ЕС
Тип задачі – Інтерпретація
Метод представлення знань - Семантичні мережі
Мова програмування на якій створена ЕС – LISP
Алгоритм роботи - Користувач надає системі DENDRAL деяку інформацію про речовину, а також дані спектрометрії (інфрачервоної, ядерного магнітного резонансу і мас- спектрометрії), і та, в свою чергу, видає діагноз у вигляді відповідної хімічної структури. Процес, часто іменований «генерація і перевірка», дозволяє постійно скорочувати число можливих варіантів, що розглядаються, щоб в будь-який момент воно було якомога менше. До складу DENDRAL входять також програми, що допомагають користувачеві відкидати одні гіпотези і застосовувати інші, використовуючи знання про зв'язки показань мас-спектрометра зі структурою молекул з'єднання.
ACES - експертна система виконує картографічні роботи з нанесення
обстановки на карти.
Класифікація за зв’язком з реальним часом - Статична ЕС
Тип задачі – Інтерпретація
Метод представлення - Семантичні мережі
Мова програмування,на якій створена ЕС – Loops
Алгоритм роботи Cистема отримує в якості вихідних даних карту без обстановки і інформацію, що описує розташування об'єктів на місцевості. Система видає карту, що містить всі бажані умовні позначення і підписи, розміщені без взаємного накладення.
LEGAL ANALYSIS SYSTEM – експертна система, яка допомагає адвокатам проводити юридичний аналіз справ про навмисну образу громадян.
Класифікація за зв’язком з реальним часом - Статична ЕС
Тип задачі - Інтерпритація
Метод представлення знань - Семантичні мережі
Мова програмування,на якій створена ЕС – CLIPS
Алгоритм роботи Система представляє свої висновки, включаючи логіку, на якій вони засновані. Вона обґрунтовує свої висновки посиланнями на судові рішення і допоміжні законодавчі документи.
Експертна система LEGAL ANALYSIS SYSTEM розроблена в Массачусетському технологічному інституті.
ASTA - експертна система допомагає аналітику визначити тип радара, з якого був надісланий перехоплений сигнал.
Класифікація за зв’язком з реальним часом - Динамічна ЕС
Тип задачі - Інтерпретація
Метод представлення знань - Продукційна модель
PROSPECTOR - геологорозвідувальна експертна система, призначена для геологічної розвідки родовищ корисних копалин.
Класифікація за зв’язком з реальним часом - Квазідинамічна ЕС
Тип задачі - Інтерпретація
Метод представлення знань – Семантичний
Мова програмування,на які створена ЕС – LISP
Алгоритм роботиРобота системи являє собою діалог між системою і користувачем. В ході діалогу система отримує від користувача інформацію про спостереження на підставі яких робить певні висновки. Послідовність кроків виглядає так:
Система вибирає спостереження, яке більшою мірою змінює шанси цільової гіпотези (в системі PROSPECTOR це наявність тих чи інших корисних копалин)
I&W -експертна система допомагає аналітикам з розвідки передбачати, коли
і де відбудеться наступний збройне зіткнення.
Класифікація за зв’язком з реальним часом - Динамічна ЕС
Тип задачі - Прогнозування
Метод представлення знань - Фрейми
Мова програмування,на якій створена ЕС - Система реалізована на мові INTERLISP-D
Алгоритм роботи Система аналізує вхідні повідомлення розвідки, наприклад донесення про місцезнаходження військових з'єднань, їх діяльності і пересування,
застосовуючи знання про звичайні ознаки активності військ.
ACE - експертна система визначає несправності в телефонної мережі і дає рекомендації по необхідному ремонту та відновлювальним заходам.
Класифікація за зв’язком з реальним часом - Динамічна ЕС
Тип задачі - Діагностика
Метод представлення знань - Продукційна модель
Мова програмування,на які створена ЕС - OPS4 і LISP
Алгоритм роботи Система працює без втручання користувача, аналізуючи зведення-звіти про стан, одержувані щодня за допомогою CRAS, програми, яка стежить за ходом ремонтних робіт в кабельній мережі. ACE виявляє несправні телефонні кабелі і потім вирішує, чи потребують вони планово- попереджувальний ремонт і вибирає, який тип ремонтних робіт найімовірніше буде ефективним. Потім ACE запам'ятовує свої рекомендації в спеціальній базі даних, до якої користувач має доступ. Система приймає рішення, застосовуючи знання щодо телефонних станцій, повідомленнясистеми CRAS і стратегії аналізу мереж.
1 2 3 4 5 6