Особенности разработки экспертных интеллектуальных систем

Разработка ЭИС имеет существенные отличия от разработки обычного программного продукта. Опыт создания ЭИС показал, что использование при их разработке методологии, принятой в традиционном программировании, либо чрезмерно затягивает процесс создания ЭИС, либо вообще приводит к отрицательному результату.

Разработка экспертных интеллектуальных систем (ЭИС)

Использовать ЭИС (экспертные интеллектуальные системы) следует только тогда, когда разработка ЭИС (экспертные интеллектуальные системы):

возможна. Ч тобы разработка ЭИС была возможной для данного приложения, необходимо одновременное выполнение по крайней мере следующих требований существуют эксперты в данной области, которые решают задачу значительно лучше, чем начинающие специалисты;

• эксперты сходятся в оценке предлагаемого решения, иначе нельзя будет оценить качество разработанной ЭИС (экспертные интеллектуальные системы);
• эксперты способны вербализовать (выразить на естественном языке) и объяснить используемые ими методы, в противном случае трудно рассчитывать на то, что знания экспертов будут "извлечены" и вложены в ЭИС;
• решение задачи требует только рассуждений, а не действий;
• задача не должна быть слишком трудной (т.е. ее решение должно занимать у эксперта несколько часов или дней, а не недель);
• задача хотя и не должна быть выражена в формальном виде, но все же должна относиться к достаточно "понятной" и структурированной области, т.е. должны быть выделены основные понятия, отношения и известные (хотя бы эксперту) способы получения решения задачи;
• решение задачи не должно в значительной степени использовать "здравый смысл" (т.е. широкий спектр общих сведений о мире и о способе его функционирования, которые знает и умеет использовать любой нормальный человек), так как подобные знания пока не удается (в достаточном количестве) вложить в системы искусственного интеллекта.

оправдана. Использование ЭИС в данном приложении может быть возможно, но не оправдано. Применение ЭИС может быть оправдано одним из следующих факторов:

• решение задачи принесет значительный эффект, например экономический;
• использование человека-эксперта невозможно либо из-за недостаточного количества экспертов, либо из-за необходимости выполнять экспертизу одновременно в различных местах;
• использование ЭИС (экспертные интеллектуальные системы) целесообразно в тех случаях, когда при передаче информации эксперту происходит недопустимая потеря времени или информации;
• использование ЭИС целесообразно при необходимости решать задачу в окружении, враждебном для человека.

методы инженерии знаний соответствовали решаемой задаче . Приложение соответствует методам ЭИС, если решаемая задача обладает совокупностью следующих характеристик:

• задача может быть естественным образом решена посредством манипуляции с символами (т.е. с помощью символических рассуждений), а не манипуляций с числами, как принято в математических методах и в традиционном программировании;
• задача должна иметь эвристическую, а не алгоритмическую природу, т.е. ее решение должно требовать применения эвристических правил. Задачи, которые могут быть гарантированно решены (с соблюдением заданных ограничений) с помощью некоторых формальных процедур, не подходят для применения ЭИС;
• задача должна быть достаточно сложна, чтобы оправдать затраты на разработку ЭИС (экспертные интеллектуальные системы). Однако она не должна быть чрезмерно сложной (решение занимает у эксперта часы, а не недели), чтобы ЭИС могла ее решать;
• задача должна быть достаточно узкой, чтобы решаться методами ЭИС (экспертные интеллектуальные системы), и практически значимой.

Концепция "быстрого прототипа"

При разработке ЭИС, как правило, используется концепция "быстрого прототипа". Суть этой концепции состоит в том, что разработчики не пытаются сразу построить конечный продукт. На начальном этапе они создают прототип (прототипы) ЭИС. Прототипы должны удовлетворять двум противоречивым требованиям: с одной стороны, они должны решать типичные задачи конкретного приложения, а с другой - время и трудоемкость их разработки должны быть весьма незначительны, чтобы можно было максимально запараллелить процесс накопления и отладки знаний (осуществляемый экспертом) с процессом выбора (разработки) программных средств (осуществляемым инженером по знаниям и программистом). Для удовлетворения указанным требованиям, как правило, при создании прототипа используются разнообразные средства, ускоряющие процесс проектирования.

Прототип должен продемонстрировать пригодность методов инженерии знаний для данного приложения. В случае успеха эксперт с помощью инженера по знаниям расширяет знания прототипа о проблемной области. При неудаче может потребоваться разработка нового прототипа или разработчики могут прийти к выводу о непригодности методов ЭИС (экспертные интеллектуальные системы) для данного приложения. По мере увеличения знаний прототип может достигнуть такого состояния, когда он успешно решает все задачи данного приложения. Преобразование прототипа ЭИС в конечный продукт обычно приводит к перепрограммированию ЭИС (экспертные интеллектуальные системы) на языках низкого уровня, обеспечивающих как увеличение быстродействия ЭИС, так и уменьшение требуемой памяти. Трудоемкость и время создания ЭИС (экспертные интеллектуальные системы) в значительной степени зависят от типа используемого инструментария.

Рекомендуем к прочтению материалл "Технология разработки экспертных интеллектуальных систем", как продолжение этого материалла.