Общие сведения об экспертных системах

ЭС — одно из наиболее интересных и быстро прогрессирующих направлений в области ИИ. ЭС используют все методы программирования, которые применяются для задач ИИ:

· механизм автоматического рассуждения;

· поиск в пространстве состояний;

· использование эвристических функций.

ЭС отличаются от других программ ИИ своей целью и структурой. Отличительной особенностью ЭС является их способность накапливать знания и опыт наиболее квалифицированных специалистов-экспертов в узкой предметной области. Затем с помощью этих знаний пользователи ЭС, имеющие обычную квалификацию, могут решать свои задачи так же успешно, как эксперты.

Цель ЭС — решение задач, которые подходят человеку-эксперту.

ЭС в своей работе воспроизводит примерно ту же схему рассуждений, которую применяет человек — эксперт при анализе проблемы, т.е. ЭС ведет себя подобно человеку в узкой предметной области.

ЭС должна уметь:

· объяснять свои действия способом, понятным человеку;

· взаимодействовать с пользователем с целью получения информации;

· взаимодействие с пользователем должно происходить посредством гибкого диалога, подобного диалогу на естественном языке;

· работать с неточной и неполной информацией.

Для выполнения всех этих функций структура ЭС должна отражать не «механистический», а «интеллектуальный» подход к решению задачи. С этой точки зрения, программа для игры в шахматы не является интеллектуальной, так как механически порождает все пространство возможных ходов и контрходов на несколько уровней (игровое дерево), а затем с помощью метода минимакса выбирает лучший возможный ход. Для «интеллектуальной» программы этого явно недостаточно.

Диалог ЭС с пользователем должен удовлетворять следующим требованиям:

· система должна задавать вопросы сообразно ситуации, а не исходя из некоего встроенного проверочного списка;

· уметь отвечать на вопрос: «Как был получен этот результат?»;

· уметь отвечать на вопрос: «Зачем нужно знать эту информацию?», чтобы дать возможность пользователю обнаружить дефект в рассуждениях системы и направить их по другому пути;

· уметь понимать простые предложения на естественном языке на строго заданные темы и при использовании строго определенных грамматических конструкций.

Уровень пользователей ЭС может варьироваться в очень широком диапазоне — от рядового пользователя до консультанта правительства. От вида деятельности пользователя зависят функции, которыми наделяются создаваемые для них ЭС. Для лиц, занятых анализом сложных ситуаций и принятием ответственных решений, разрабатываются системы, способные обрабатывать большие массивы информации с целью поиска в них сведений, свидетельствующих о нарушении установленного порядка. Другой класс ЭС ориентирован на специалистов, не обладающих высокой квалификацией и нуждающихся в привлечении знаний экспертов для правильного решения своих повседневных задач.

За последние 50 лет было создано множество экспертных систем, успешно решающих задачи в различных прикладных областях. ЭС прочно заняли свое место на рынке программного обеспечения. Перечислим несколько областей, в которых применяются ЭС:

· оценки займов, рисков страхования и капитальных вложений для финансовых организаций;

· синтез новых органических соединений;

· отладка программного и аппаратного обеспечения ЭВМ в соответствии с требованиями заказчика;

· диагностика и обнаружение неполадок в телефонной сети на основании тестов и сообщений о неисправностях;

· расшифровка данных;

· постановка диагноза лечение некоторых групп заболеваний;

· изучение и обработка больших объемов быстро изменяющихся телеметрических данных, поступающих с искусственных спутников.

Большой интерес к ЭС проявляют военные, поскольку их применение позволило бы производить ремонт и обслуживание сложного оборудования персоналу с невысокой квалификацией.

Другая перспективная сфера применения ЭС — контроль и управление на атомных и крупных электростанциях, для поддержания заданного режима работы. Отличие ЭС от традиционно используемых систем контроля и управления состоит в том, что часто для принятия необходимых мер недостаточно заданного алгоритма и требуется процесс рассуждения.