Экспертные системы – это программы, разработанные для того, чтобы сделать знания специалистов в конкретной области доступными ля обычных пользователей. Такие программы могут быть использованы в процессе принятия решений специалистами различного уровня квалификации. Базовое ядро экспертной системы состоит из логической машины и базы знаний, или базы данных. В большинстве случаев экспертная система обеспечена естественно-языковым интерфейсом, который предоставляет пользователю возможность общаться с системой. Базовые компоненты экспертной системы представлены на рис. 14.
Пользователь
Проблема Решение
Кодирование на входе/
декодирование на выходе
Эксперт (человек)
Рис. 14. Базовые компоненты экспертной системы
База знаний экспертной системы включает в себя традиционные знания (факты), а также другую информацию, в том числе взаимосвязи типа «если – то», которые определяют, каким образом тот или иной набор данных связан с другими данными или какое отношение он имеет к потенциальным вариантам решения поставленной задачи. Такие правила построения умозаключений, характерные для процесса принятия решений и решения задач на экспертном уровне, основаны на авторитетной оценке и выводах
специалистов. Еще один важный компонент экспертной системы – это логическая машина, или механизм управления, который, собственно и выполняет все действия, связанные с решением задачи. Этот механизм содержит программы, позволяющие системе обрабатывать правила, имеющиеся в базе знаний. Логическая машина определяет, какое правило подлежит активизации, в зависимости от того, какие данные уже получены на текущий момент в процессе решения задачи. Поскольку такая управляющая программа функционирует независимо от базы знаний, одна и та же логическая машина может быть использована в качестве «оболочки», обслуживающей несколько баз знаний. Такая возможность позволяет создавать экспертные системы, охватывающие широкий диапазон предметных областей.
Самые первые экспертные системы были разработаны в области медицины. Одна из таких систем помогает врачам диагностировать инфекционные заболевания. После ввода симптомов болезни и результатов анализов пациента такая система предлагает ряд возможных диагнозов, каждому из которых присваивается коэффициент достоверности, и даже может представить рекомендации по поводу проведения дополнительных анализов. Кроме того, такая экспертная система может выдать обоснование для постановки того или иного диагноза. Единая оболочка, или логическая машина, в комбинации с различными базами знаний образует основу экспертных систем, используемых в процессе проектирования крыла самолета, в процессе разведки полезных ископаемых; кроме того, экспертные системы образуют основу многих обучающих систем.
В промышленном производстве преимущества, предоставляемые системами с элементами искусственного интеллекта, приносят пользу в процессе выполнения как основных, так и вспомогательных операций. Экспертные системы могут функционировать в качестве интерпретаторов, поддерживающих процесс передачи данных между различными автоматизированными системами. Такая возможность помогает устранить барьеры между так называемыми островками автоматизации, т. е. локальными автоматическими системами, используемыми на предприятии. В табл. 24 перечислены некоторые предметные области, в которых использу-ются экспертные системы.
Таблица 24
Предметные области, в которых используются экспертные системы
Медицинская диагностика
Интеграция неоднородных программ для применения в процессе проектирования самолетов
Оценка запросов на предоставление кредитов
Проектирование оптических систем, обрабатывающих изображение
Страхование
Генерирование программ для управления автоматизированным оборудованием
Анализ ценных бумаг
Формирование планов выполнения технологических процессов
Финансовое планирование
Составление календарного графика выполнения заказов
Консалтинг по вопросам налогообложения
Мониторинг и управление автоматизированными систе-мами выполнения погрузочно-разгрузочных операций
Конфигурация компьютерных систем
Визуальное распознавание деталей
Автоматизированное проектирование штампованных деталей
Проектирование цифровых логических схем
Экспертные системы имеют непосредственное отношение к системным средствам разработки программного обеспечения в области искусственного интеллекта. Самое распространенное средство разработки – это интерпретатор, позволяющий программисту писать программу на одном языке, а затем переводить ее на другой. Большинство программ такого типа предназначено для трансляции программ, написанных на универсальных языках, на современные специализированные языки программирования. Это позволяет разработчику программного обеспечения писать программы на том языке, который более приемлем для него.
Многие приложения с элементами искусственного интеллекта (такие, как обучающие системы и разработка программного обеспечения) могут использоваться как в промышленности, так и в сфере обслуживания. Возможности систем искусственного интеллекта в плане разработки новой продукции окажут огромное влияние на деятельность многих компаний и на работу многих людей.
По мере все большего распространения данной технологии она должна становиться более дружественной к потребителю и менее дорогостоящей; в таком случае ее можно будет применять для автоматизации выполнения заданий, которые раньше были для этого непригодны.
