Экспертные системы.

Идея практического применения экспертных систем заключается в следу­ющем: можно воспользоваться накопленным человеческим опытом, готовыми знаниями, методами, навыками решения задач в некоторой конкретной предметной области, формализовать их и заложить их в компьютер в виде соответствующей программы. Экспертные системы (ЭС) имитируют с помощью компьютера мышление человека при решении задач, исполняя роль эксперта-консультанта для пользователей на основе компьютерной программы и базы знаний.

Экспертные системыявляются системами, основанными на знаниях. Знания — это выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области. С точки зрения искусственного интеллекта (в контексте ЭС) знания можно определить как формализованную информацию, на которую ссылаются в процессе логического вывода .

В отличие от базы данных, база знаний ЭС содержит не только факты (и идеи), но и дополнительные данные, отражающие логические правила с целью получения новых знаний, т.е. отражающими логический вывод новых фактов.

Во многих случаях человеческие рассуждения могут быть представлены в виде последовательности предложений, каждое из которых записывается в виде: ЕСЛИ (условие) ТО (действие), где под “условием” понимается один или несколько фактов, соединенных логическими связками И, ИЛИ, НЕ, а под “действием” – одна или несколько операций по обработке данных, выполняемых, если в рассматриваемой ситуации “условие” истинно. Большинство ЭС построены на использовании правил логического вывода такого типа. Например, правило «ЕСЛИ процентные ставки падают, ТО уровень цен на бирже растет» позволяет при наличии факта “процентные ставки падают” вывести новый факт “уровень цен растет”.

Пример. Данные: марка автомобиля – ВАЗ21053, неисправность – двигатель останавливается на холостом ходу. Знание (закономерность): ЕСЛИ двигатель останавливается на холостом ходу и зажигание вставлено правильно, ТО возможная причина неисправности – засорены жиклеры холостого хода.

В целом процесс функционирования ЭС можно представить следующим образом. Пользователь посылает запрос ( содержащий соответствующую информацию) к ЭС. ЭС генерирует и выдает пользователю подходящую рекомендацию, объясняя ход своих рассуждений. При необходимости ЭС в ходе решения задачи запрашивает у пользователя необходимую дополнительную информацию.

Существуют ЭС, работающие в автономном режиме, в том числе управляющие сложными технологическими процессами, например, работой атомной электростанцией. Подобная система получает информацию от большого числа датчиков, практически мгновенно анализирует ее и формирует управляющие воздействия для поддержания работы в штатном режиме. В принципе, вмешательство человека не требуется.

Примеры задач, для решения которых используются экспертные системы: