Экспертные системы: РЕЗЮМЕ

В обзоре коротко дается введение в экспертные системы и современные средства их разработки

Итак, если говорить просто, экспертная система – это система, в которую были запрограммированы «знания» экспертов (в той или иной области), а также алгоритм обработки этих «знаний» для того, чтобы сделать «вывод» (или «суждение»).

Экспертные системы

Обычное использование ЭС выглядит следующим образом: пользователь вводит информацию на некотором формализованном языке и получает ответ системы, который может быть: либо решение проблемной ситуации, описанной пользователем, либо указание на то, что необходимы дополнительные данные (или «знания»), либо суждение о том, что решения не существует. Как правило, система выдает объяснения вывода, который был ею получен.

Характерно, что в полно-функциональную экспертную систему человек-эксперт может сам вносить новые знания без помощи программиста.

Среди современных средств разработки экспертных систем особую роль играют:

• оболочки для разработки экспертных систем система: система CLIPS и др.;
• языки программирования: Common Lisp (ANSI LISP) и prolog;
• системы компьютерной алгебры: Mathematica, Maple.

Система CLIPS

Суть технологии CLIPS заключается в том, что язык и среда CLIPS предоставляют пользователям возможность быстро создавать эффективные, компактные и легко управляемые экспертные системы. В настоящее время CLIPS является свободно распространяемым программным продуктом, который продолжает успешно развиваться и совершенствоваться.

Стоит отметить, что CLIPS весьма успешно конкурирует даже с самыми известными коммерческими проектами.

Common Lisp

Язык Лисп по праву называется языком «искусственного интеллекта».

«Коммон Лисп» - современный ANSI стандарт языка Лисп. Сейчас существует огромное множество реализаций этого языка, а также все необходимые средства.

К жемчужинам Коммон Лиспа можно отнести CLOS – Common Lisp Object System – система объектов Коммон Лиспа, которую некоторые специалисты считают одним из последних достижений в области Computer Science.

Mathematica, Maple

Некоторое время назад, из области «искусственного интеллекта» выделилось отдельное направление – системы компьютерной алгебры. Это экспертные системы, которые позволяют проводить сложные математические вычисления символьно (аналитически).

Сейчас на международном рынке существуют две основные коммерческие системы компьютерной алгебры: Mathematica и Maple. Эти системы можно назвать полнофункциональными средствами разработки научно-технических приложений, которые включают в себя: язык программирования, интегрированную среду разработки, высоко-производительный браузер технических документов (включающие графики, таблицы и пр.), большое количество дополнительных библиотек и, что самое главное, средства взаимодействия с другими приложениями. Это позволяет создавать пользовательские приложения, которые на некотором этапе используют преимущества системы компьютерной алгебры.

Представление знаний

Как известно, знания – это не только сила, но и капитал. Самые современные подходы к представлению информации и знаний (в частности) дает всемирная организация W3C. Так, было предложено несколько языков, среди которых, для работы со знаниями был разработан язык OWL. Вот что пишут авторы языка в начале документа "OWL, язык веб-онтологий. Руководство" (в русском переводе)

Всемирная Паутина в настоящее время напоминает плохо размеченную географическую карту. Наше освоение документов и осознание их возможностей основано на поиске ключевых слов, поддерживаемом грамотным использованием связей между документами и навыками работы в поисковых системах. Вся масса этих данных неуправляема без поддержки мощными инструментами. Чтобы наносить на карту этот ландшафт более точно, компьютерным агентам требуются машиночитаемые описания содержимого и характеристик доступных веб-ресурсов. Эти описания должны идти в дополнение к человекочитаемым версиям той же информации.

Язык веб-онтологий OWL призван обеспечить язык, который может быть использован для описания классов и отношений между ними, которые присущи для веб-документов и приложений.

Такое широкое определение дает широкие и гибкие возможности для разработки систем, наделенных интеллектуальными функциями. В том же документе ("OWL, язык веб-онтологий. Руководство", "Глава 7. Примеры использования") авторы описывают применение OWL следующим образом:

Как только становится доступной начальная онтология домена, может быть развито большое количество приложений, использующих эту онтологию. В этом разделе мы описываем некоторые примеры использования в домене вин.

...

Сегодня существует множество сайтов, называющихся винными порталами. Например, Google обеспечивает 152 000 соответствий для запроса "wine portal". Одно из верхних соответствий - сайт "Wine-Portal.com", обеспечивает доступ к множеству сайтов. Многие сайты, утверждающие себя винными порталами, являются, по существу, информационными сайтами. Например, первый запущенный сайт этого портала, названный 'пробковая кухня' (www.corkcuisine.com/), обеспечивает информацией о соответствии вина и пищевых продуктов, вина как подарков, и т.д.

Просматривая любую из тем, посетитель находит совокупность страниц, содержащих информацию и иногда сервис, связанный с данной темой. Например, 'аксессуары и подарки' содержат информацию о том, как выбрать особенные образцы вин, а также содержит ссылки на существенное количество онлайн-магазинов. Другой раздел верхнего уровня, названный 'магазин' имеет подобласть, названную 'покупка вина', где пользователь может найти онлайновые (или 'уличные') магазины (категоризированные по странам). Сегодня, эти два сайта - только два примера из многих, но они дают общее представление о винном портале, обеспечивающем собрание информации и услуг, связанных с данной специфической темой.

Когда смотришь на эти сайты более детально, то сегодня не ясно, насколько они зависят от онтологий. Например, просмотр источника html не дает никаких свидетельств использования онтологий. Однако, ясно, что эти сайты могли бы использовать онтологии, если бы некоторые онтологии вина были доступны.

Одно простое использование онтологий в порталах - для организации и просмотра. Список категорий выше мог бы быть создан от нескольких верхних уровней связанных с вином классов. Запросы могли бы эксплуатировать онтологии вина, чтобы добыть связанную с вином информацию. Если провести поиск термина, содержавшегося в онтологии, то запрос мог бы быть расширен с информацией о подклассах, чтобы найти более уместные ответы. Порталы могли бы автоматически обновлять себя информацией по разным темам. С очень мощными способностями к рассуждению они могли бы даже идентифицировать более вероятные коммерческие винные сайты и вести переговоры, чтобы включить их в состав портала.

Литература

1) А.П. Частиков и др., "Разработка экспертных систем. Среда CLIPS", 2003

2) Д. Уотермен, "Руководство по экспертным системам", 1989

3) S. Wolfram, "A Practical Introduction to Mathematica"

4) Guy L. Steele Jr., "Common Lisp the Language", 2nd Edition

5) "OWL, язык веб-онтологий, Руководство", перевод: Дмитрий Щербина (2004),

http://sherdim.rsu.ru/pts/semantic_web/REC-owl-guide-20040210_ru.html

Версия для печати
Вернуться к разделу "Интеллектуальные системы, экспертные системы"
Обсудить статью на форуме.