SYSTEMY

SYSTEMY

EKSPERTOWE

EKSPERTOWE

Urszula Jędrusik
Joanna Kurtysiak

gr.4

Feigenbaum stwierdził, że

Feigenbaum stwierdził, że

„

„

wiedza eksperta jest

wiedza eksperta jest

kluczem do systemu,

kluczem do systemu,

podczas gdy reprezentacja

podczas gdy reprezentacja

wiedzy i schematy

wiedzy i schematy

wnioskowania dostarczają

wnioskowania dostarczają

mechanizmów do jej

mechanizmów do jej

użycia.”

użycia.”

SYSTEM EKSPERTOWY

SYSTEM EKSPERTOWY

jest programem

jest programem

komputerowym, który stosuje

komputerowym, który stosuje

modele wiedzy i procedury

modele wiedzy i procedury

wnioskowania w celu

wnioskowania w celu

rozwiązywania problemów o skali

rozwiązywania problemów o skali

trudności na poziomie

trudności na poziomie

profesjonalisty w danej,

profesjonalisty w danej,

specyficznej dziedzinie. Wiedza

specyficznej dziedzinie. Wiedza

taka składa się z faktów i reguł

taka składa się z faktów i reguł

wnioskowania.

wnioskowania.

Podstawowe cechy systemów

Podstawowe cechy systemów

ekspertowych

ekspertowych



Poprawność

Poprawność



Przejrzystość, łatwość w obsłudze,

Przejrzystość, łatwość w obsłudze,

zrozumiałość, efektywność

zrozumiałość, efektywność



Rozwiązywanie zadania w czasie

Rozwiązywanie zadania w czasie

dopuszczalnym

dopuszczalnym



Dysponowanie strategiami umożliwiającymi

Dysponowanie strategiami umożliwiającymi

imitowanie wiedzy i intuicji eksperta

imitowanie wiedzy i intuicji eksperta



Uniwersalność

Uniwersalność



Złożoność

Złożoność

Ogólna koncepcja działania systemu

Ogólna koncepcja działania systemu

ekspertowego

ekspertowego



Zawiera formalny opis wiedzy eksperta

Zawiera formalny opis wiedzy eksperta

dziedzinowego

dziedzinowego



Obejmuje wiedzę i informacje niezbędne do

Obejmuje wiedzę i informacje niezbędne do

rozwiązywania zaistniałego problemu

rozwiązywania zaistniałego problemu

Dokładniej:

Dokładniej:



Zbiory faktów

Zbiory faktów



Reguł (wiedza o wnioskowaniu)

Reguł (wiedza o wnioskowaniu)



Wiedza o strategiach rozwiązywania

Wiedza o strategiach rozwiązywania

problemów

problemów

Baza wiedzy

Baza wiedzy

Moduł wnioskowania

Moduł wnioskowania



Zawiera procedury pozwalające rozwiązać problem

Zawiera procedury pozwalające rozwiązać problem

na podstawie wiedzy reprezentowanej w bazie.

na podstawie wiedzy reprezentowanej w bazie.

Algorytmy sterujące procesem wnioskowania

Algorytmy sterujące procesem wnioskowania

sprawdzają przesłanki reguł osiagając ostateczną

sprawdzają przesłanki reguł osiagając ostateczną

konkluzję. Każdy wydedukowany rezultat jest

konkluzję. Każdy wydedukowany rezultat jest

umieszczany z powrotem w przestrzeni roboczej,

umieszczany z powrotem w przestrzeni roboczej,

tworzony jest nowy wzorzec i jest on porównywany z

tworzony jest nowy wzorzec i jest on porównywany z

regułami. Kolejny raz mogą być wydedukowane

regułami. Kolejny raz mogą być wydedukowane

nowe rezultaty, aż zostanie osiągnięta ostateczna

nowe rezultaty, aż zostanie osiągnięta ostateczna

konkluzja.

konkluzja.



Podstawowym zadaniem modułu wnioskowania jest

Podstawowym zadaniem modułu wnioskowania jest

uzgadnianie reguł i ich wykonaniu (czyli najczęściej

uzgadnianie reguł i ich wykonaniu (czyli najczęściej

na wprowadzeniu nowego faktu do bazy wiedzy lub

na wprowadzeniu nowego faktu do bazy wiedzy lub

wyświetleniu jakiejś informacji, czy akcji systemu)

wyświetleniu jakiejś informacji, czy akcji systemu)

W systemach ekspertowych

W systemach ekspertowych

stosowane są dwa podstawowe

stosowane są dwa podstawowe

typy wnioskowania:

typy wnioskowania:



Od przodu – wygenerowania

Od przodu – wygenerowania

wszystkich możliwych rozwiązań dla

wszystkich możliwych rozwiązań dla

danych podanych na wejściu

danych podanych na wejściu



Fakty → reguły wnioskowania → cel

Fakty → reguły wnioskowania → cel

Cykl we wnioskowaniu wprzód:

Cykl we wnioskowaniu wprzód:



Poszukiwanie reguł, których warunki

Poszukiwanie reguł, których warunki

pasują do danych w przestrzeni roboczej

pasują do danych w przestrzeni roboczej



Wybór jednej z reguł zgodnie z

Wybór jednej z reguł zgodnie z

zastosowaną regułą wyszukiwania

zastosowaną regułą wyszukiwania



Dodanie rezultatów, będących wynikiem

Dodanie rezultatów, będących wynikiem

konkluzji, do przestrzeni roboczej

konkluzji, do przestrzeni roboczej

Cykl jest powtarzany do momentu, aż

Cykl jest powtarzany do momentu, aż

rezultat zdefiniowany jako cel jest dodany

rezultat zdefiniowany jako cel jest dodany

do przestrzeni roboczej

do przestrzeni roboczej



Od tyłu – dla podanej hipotezy

Od tyłu – dla podanej hipotezy

wyszukiwane są niemożliwości ustalenia

wyszukiwane są niemożliwości ustalenia

wartości logicznej hipotezy

wartości logicznej hipotezy

Cel → reguły wnioskowania → fakty

Cel → reguły wnioskowania → fakty

Cykl we wnioskowaniu wstecz:

Cykl we wnioskowaniu wstecz:



Poszukiwanie reguł, których konkluzje odpowiadają

Poszukiwanie reguł, których konkluzje odpowiadają

bieżącym podcelom

bieżącym podcelom



Wybór jednej z tych reguł według zastosowanej strategii

Wybór jednej z tych reguł według zastosowanej strategii



Zastąpienie podcelu koniunkcją konkluzji tych reguł, które

Zastąpienie podcelu koniunkcją konkluzji tych reguł, które

stanowić będą nowe podcele

stanowić będą nowe podcele

Cykl jest powtarzany dopóki początkowy cel jest rozłożony na

Cykl jest powtarzany dopóki początkowy cel jest rozłożony na

zbiór podcelów, które mogą być zdefiniowane w przestrzeni

zbiór podcelów, które mogą być zdefiniowane w przestrzeni

roboczej.

roboczej.

NARZĄDZIA BUDOWY

NARZĄDZIA BUDOWY

SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH:

SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH:



typowe języki programowania

typowe języki programowania



specjalne języki programowania

specjalne języki programowania



szkieletowe systemy ekspertowe

szkieletowe systemy ekspertowe

JĘZYKI PROGRAMOWANIA

JĘZYKI PROGRAMOWANIA

SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH:

SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH:



języki algorytmiczne – Pascal, C

języki algorytmiczne – Pascal, C



funkcyjne języki programowania – LIPS

funkcyjne języki programowania – LIPS



języki programowania w logistyce –

języki programowania w logistyce –

PROLOG

PROLOG

Budowa systemu

Budowa systemu

ekspertowego

ekspertowego

Do składników systemu

Do składników systemu

ekspertowego zaliczamy:

ekspertowego zaliczamy:



szkielet systemu składający się z:

szkielet systemu składający się z:



interfejsu użytkownika - który umożliwia zadawania pytań,

interfejsu użytkownika - który umożliwia zadawania pytań,

udzielanie informacji systemowi oraz odbieranie od systemu

udzielanie informacji systemowi oraz odbieranie od systemu

odpowiedzi i wyjaśnień

odpowiedzi i wyjaśnień



edytora bazy wiedzy - który pozwala na modyfikację wiedzy

edytora bazy wiedzy - który pozwala na modyfikację wiedzy

zawartej w systemie, umożliwijąc tym samym jego

zawartej w systemie, umożliwijąc tym samym jego

rozbudowę

rozbudowę



mechanizmu wnioskowania - który jest głównym składnikiem

mechanizmu wnioskowania - który jest głównym składnikiem

systemu ekspertowego wykonującym cały proces

systemu ekspertowego wykonującym cały proces

rozumowania w trakcie rozwiązywania problemu

rozumowania w trakcie rozwiązywania problemu

postawionego przez użytkownika

postawionego przez użytkownika



mechanizmu wyjaśniającego - jednego z elementów

mechanizmu wyjaśniającego - jednego z elementów

interfejsu pomiędzy systemem a użytkownikiem, który

interfejsu pomiędzy systemem a użytkownikiem, który

umożliwia użytkownikowi uzyskanie odpowiedzi dlaczego

umożliwia użytkownikowi uzyskanie odpowiedzi dlaczego

system udzielił takiej, a nie innej odpowiedzi, albo dlaczego

system udzielił takiej, a nie innej odpowiedzi, albo dlaczego

system zadał użytkownikowi określone pytanie

system zadał użytkownikowi określone pytanie



baza wiedzy - jest to deklaratywna postać

baza wiedzy - jest to deklaratywna postać

wiedzy ekspertów z danej dziedziny

wiedzy ekspertów z danej dziedziny

zapisana za pomocą wybranego sposobu

zapisana za pomocą wybranego sposobu

reprezentacji wiedzy

reprezentacji wiedzy

, najczęściej

, najczęściej

reguł

reguł

lub

lub

ram

ram



baza danych zmiennych - która jest

baza danych zmiennych - która jest

pamięcią roboczą przechowującą pewne

pamięcią roboczą przechowującą pewne

fakty wprowadzone w trakcie dialogu z

fakty wprowadzone w trakcie dialogu z

użytkownikiem; baza ta umożliwia

użytkownikiem; baza ta umożliwia

odtworzenie sposobu wnioskowania

odtworzenie sposobu wnioskowania

systemu i przedstawienie go użytkownikowi

systemu i przedstawienie go użytkownikowi

za pomocą mechanizmu wyjaśniającego.

za pomocą mechanizmu wyjaśniającego.

Najpopularniejsze, dostępne bezpłatnie

Najpopularniejsze, dostępne bezpłatnie

szkielety systemów ekspertowych to:

szkielety systemów ekspertowych to:



CLIPS

CLIPS



JESS

JESS



MANDARAX

MANDARAX

W Polsce w ramach pakietu

W Polsce w ramach pakietu

SPHINX

SPHINX

rozwijany jest PC-Shell.

rozwijany jest PC-Shell.

Przykłady systemów:

Przykłady systemów:



DENDRAL

DENDRAL



MYCIN

MYCIN



INTERNIST/CADUCEUS R1/XCON

INTERNIST/CADUCEUS R1/XCON



PROSPECTOR

PROSPECTOR



MACSYMA

MACSYMA



UNDERWRITING ADVISOR

UNDERWRITING ADVISOR



LENDING ADVISOR

LENDING ADVISOR



INVEST

INVEST



ISAF

ISAF

Zalety i wady

Zalety i wady

systemów

systemów

ekspertowych

ekspertowych

Zalety systemów

Zalety systemów

ekspertowych:

ekspertowych:



Przydatne do rozwiązywania złożonych

Przydatne do rozwiązywania złożonych

problemów, w dziedzinach, w których

problemów, w dziedzinach, w których

zgromadzono wiedzę empiryczną

zgromadzono wiedzę empiryczną



Potrafią odpowiadać na pytania prezentując

Potrafią odpowiadać na pytania prezentując

swoje konkluzje w intuicyjnie zrozumiały

swoje konkluzje w intuicyjnie zrozumiały

sposób, nie potrzeba programistów by

sposób, nie potrzeba programistów by

zrozumieć ich działanie

zrozumieć ich działanie



Zwykle oparte są na jednolitym sposobie

Zwykle oparte są na jednolitym sposobie

reprezentacji wiedzy, np. regułach lub

reprezentacji wiedzy, np. regułach lub

ramach

ramach



Dzięki temu łatwo jest modyfikować wiedzę

Dzięki temu łatwo jest modyfikować wiedzę

Wady systemów

Wady systemów

ekspertowych:

ekspertowych:



Trudno jest przewidzieć, jakie będą

Trudno jest przewidzieć, jakie będą

skutki dodania nowej wiedzy,

skutki dodania nowej wiedzy,

rozumowanie zdroworozsądkowe jest

rozumowanie zdroworozsądkowe jest

trudne

trudne



Trudno jest pozyskiwać wiedzę

Trudno jest pozyskiwać wiedzę

(uczenie maszynowe i odkrywanie

(uczenie maszynowe i odkrywanie

wiedzy rzadko jest częścią ES)

wiedzy rzadko jest częścią ES)



Traktowanie niepewności nadal jest

Traktowanie niepewności nadal jest

rzadko spotykane

rzadko spotykane

Zastosowanie SE:

Zastosowanie SE:



finanse (analiza ryzyka kredytowego czy

finanse (analiza ryzyka kredytowego czy

inwestycyjnego, monitorowanie spłat kredytu)

inwestycyjnego, monitorowanie spłat kredytu)



medycyna (analiza wyników badań pacjenta,

medycyna (analiza wyników badań pacjenta,

diagnoza choroby, ocena trafności leczenia )

diagnoza choroby, ocena trafności leczenia )



przemysł (planowanie produkcji, kontrola

przemysł (planowanie produkcji, kontrola

jakości, monitorowanie produkcji)

jakości, monitorowanie produkcji)



marketing (analiza zachowań klientów i ich

marketing (analiza zachowań klientów i ich

prognozowanie)

prognozowanie)



prawo (odtwarzanie norm prawnych)

prawo (odtwarzanie norm prawnych)



administracja (decyzje dotyczące wymiaru

administracja (decyzje dotyczące wymiaru

emerytur, monitorowanie decyzji urzędników)

emerytur, monitorowanie decyzji urzędników)



energetyka

energetyka



telekomunikacja

telekomunikacja



poszukiwanie złóż minerałów

poszukiwanie złóż minerałów



identyfikacja struktur molekularnych

identyfikacja struktur molekularnych



prognozowanie pogody

prognozowanie pogody



sterowania robotami, automatycznymi

sterowania robotami, automatycznymi

pojazdami, rakietami, statkami

pojazdami, rakietami, statkami

kosmicznymi

kosmicznymi



analiza notowań giełdowych

analiza notowań giełdowych

Dziękujemy

Dziękujemy

za uwagę!!!

za uwagę!!!