Sisteme Expert

Elemente fundamentale ale sistemelor expert

1.1 Conceptul de sistem expert

Sistemele expert sunt sisteme de programe bazate pe tehnicile inteligenţei artificiale care înglobează cunoştinţele experţilor umani dintr-un domeniu bine definit şi apoi le folosesc pentru rezolvarea problemelor dificile din acest domeniu.

In esenţă acestă tehnologie permite reproducerea pe cale artificială a raţionamentului uman, conturându-se trei curente principale de abordare metodologică a raţionamentului artificial :

Abordarea cognitivă

2. Abordarea pragmatică

3. Abordarea conexionistă

Abordarea cognitivă

raţionamentul natural este privit ca o suită de stări şi procese mentale care transformă datele de intrare în date de ieşire iar raţionamentul artificial încearcă să reproducă aceste stări mentale şi procese

– sisteme de gestiune a bazelor de cunostinte

Abordarea pragmatică

raţionamentul uman este privit tot ca o suită de stări şi procese mentale care transformă datele de intrare în date de ieşire dar raţionamentul artificial încearcă doar să simuleze simptomele de inteligenţă adică să producă aceleaşi date de ieşire pentru aceleaşi date de intrare

Abordarea conexionistă

raţionamentul natural este privit ca o suită de stări şi procese neuronale iar raţionamentul artificial încearcă să reproducă mecanic acestă activitate neurologică a creierului uman - reţelele neuronale

Sistemele expert sunt total dependente de calitatea şi volumul cunoştinţelor înmagazinate pe care apoi le folosesc pentru a simula raţionamentul uman.

Cunoaşterea este sinteza următoarelor concepte fundamentale proprii:

• fapte;

• reguli;

• strategii de raţionament.

Faptele sunt structuri de date complexe cu o semantică şi o semnificaţie proprie derivată din sfera domeniului abordat.

Regulile sunt modalităţi de reprezentare şi utilizare a faptelor în procesul de prelucrare a cunoştinţelor.

Distincţia dintre fapte şi reguli este evidenţiata de reprezentarea cunoştinţelor.

Strategiile de raţionament denumite şi metode euristice, exprimă sintetic modalitatea de utilizare a regulilor, prin intermediul unui anumit tip de raţionament: deductiv, inductiv sau mixt.

Prelucrarea cunoştinţelor necesită un sistem de stocare şi manipulare a cunoştinţelor de natură să permită declanşarea şi emiterea de raţionamente.

La nivelul sistemelor expert se folosesc structuri de cunoştinţe cu funcţii similare structurilor de date utilizate în stocarea şi prelucrarea de date.

1.2 Functiile sistemelor expert

- interpretare: traducerea de semnale provenite din captarea de exemple sau de date brute în expresii simbolice care pot fi folosite în raţionamente;

- diagnostic: stabilirea unei corelaţii între caracteristici sau simptome şi situaţii tip;

formare: transmiterea de cunoştinţe unei persoane al cărei nivel şi caracteristici fac obiectul unui diagnostic de învăţare foarte bine adaptată;

supraveghere: declanşarea unei alarme în condiţii determinate care pot evolua cu contextul sau trimiterea unei dări de seamă plecând de la semnale interpretate şi folosite într-un diagnostic;

- previziune: descrierea unei situaţii prin anticipare, plecând de la o situaţie curentă prin intermediul unui model construit pe o bază istorică sau prin învăţare;

- simulare: deducţia, plecând de la un model al consecinţelor acţiunilor sau evenimente declanşate de către sistemul aflat în curs de derulare a simulării;

planificare: definirea în timp şi în spaţiu a acţiunilor care permit atingerea unei stări finale prin compararea stării curente cu starea dorită

- întreţinere: planul de acţiune particular care decurge dintr-un diagnostic ce evidenţiază punctele slabe ale unui sistem indicând şi cauzele

- concepţie: mulţimea de alegeri şi de decizii care permit, plecând de la performanţele fixate prin diagnosticare, să se determine caietul de sarcini pentru un scop ce trebuie îndeplinit în funcţie de nevoile exprimate la un moment dat

controlul şi pilotajul: mulţimea de acţiuni aplicate unui sistem care asigură, printr-o întreţinere permanentă şi un răspuns adaptat la diverse situaţii, o funcţionare a sistemului cât mai apropiată de cea normală

bibliotecă: ajută la accesarea, organizarea şi interpretarea informaţiilor necesare îndeplinirii unei anumite sarcini;

consiliere: sintetizează şi distribuie informaţia aferentă unei expertize de specialitate care este solicitată de către utilizator;

asistenţă generală: preia anumite sarcini de rutină pentru a permite persoanei să se ocupe doar de aspectele importante ale muncii.

Intr-un sistem real aceste funcţiuni de bază sunt adesea combinate între ele.

Astfel funcţiile cele mai utilizate sunt:

diagnostic/întreţinere (circa 45% din aplicaţii),

concepţie şi planificare (20%),

interpretare (20%)

- control/pilotaj/supraveghere (15%).

Ultima funcţiune se află în creştere constantă, ea fiind frecvent asociată cu aceea de diagnostic şi de planificare.