Лабораторні роботи

Ознайомлення з експертними системами

Створення власної простої бази знань для вирішення задачі класифікації

Поняття експертної системи

Експертна система (ЕС) – це прикладна система штучного інтелекту, що використовує формалізовані емпіричні знання фахівців з деякої вузько спеціалізованої предметної області та здатна в межах цієї області приймати рішення на рівні експерта-професіонала.

Експертними системами зазвичай заміняють експертів у небезпечних чи шкідливих умовах (наприклад, в умовах радіоактивного зараження) або для оперативної оцінки ситуації та ухвалення рішень, коли особиста участь експерта утруднена або неможлива (наприклад, на кораблях далекого плавання).

Приклади сфер застосування ЕС:

-   інтерпретація даних експериментів,

-   виявлення хімічних і біологічних структур,

-   прогнозування подій після природних або техногенних катастроф,

-   діагностика несправностей техніки або захворювань людини,

-   планування цільових експериментів,

-   пошук корисних копалин,

-   керування наземним транспортом,

-   тощо.

Метою досліджень в області експертних систем є розробка таких програм (пристроїв), що при вирішенні важких для експерта-людини завдань одержують не гірші за якістю та ефективністю результати, в порівнянні з експертними результатами. У більшості випадків ЕС вирішують важкоформалізовувані завдання або такі, що не мають алгоритмічного рішення.

Класифікація експертних систем:

Основні задачі, що ставляться для ЕС, описані нижче:

-   Інтерпретація – аналіз спостережуваних даних чи ситуацій з метою визначення їх змісту чи опису. Прикладом ЕС такого типу є SIAP, що використовується для виявлення та ідентифікації різних типів океанських суден.

-   Діагностика –  класифікація та пошук несправностей у живих чи неживих системах, що базуються на результатах інтерпретації.  Прикладом діагностичної ЕС є ANGY, що допомагає здійснювати діагностику та терапію звуження коронарних судин. Для діагностики помилок в апаратурі та математичному забезпеченні ЕОМ використовується ЕС GRIP.

-   Моніторинг – порівняння спостережуваних величин чи ситуацій з опорними (критичними) точками плану та видача повідомлень при відхиленні від плану; інший вид моніторингу – неперервний процес інтерпретації сигналів і видача повідомлень у ситуаціях, що вимагають втручання системи вищого рівня або людини. Приклади: допомогу диспетчерам атомного реактора забезпечує ЕС REACTOR; контроль аварійних датчиків на хімічному заводі – FALCON.

-   Проектування – знаходження такої конфігурації компонентів системи, що задовольняє цільовим умовам та множині проектних обмежень. Прикладом є ЕС SYN для синтезу електричних ланцюжків.

-   Прогнозування – проектування можливих наслідків даної ситуації. Прикладами таких ЕС є: WILLARD для передбачення погоди, ECON для здійснення прогнозів в економіці, тощо.

-   Планування – розробка послідовності дій для досягнення множини поставлених цілей при заданих початкових умовах і часових обмеженнях. Прикладами ЕС цього типу є система ISIS для планування промислових замовлень, MOLGEN для планування експериментів, тощо.

-   Інструктування (навчання) – допомога в освітньому процесі для вивчення певної дисципліни. ............