SISTEMAS

EXPERTOS

¿Qué es un Sistema Experto?

Es un sistema de cómputo que emula la habilidad de tomar decisiones de un especialista humano.

Hace uso del conocimiento especializado para resolver problemas.

El conocimiento de los sistemas expertos puede obtenerse por experiencia o consulta de los conocimientos que suelen estar disponibles en libros, revistas y con personas capacitadas.

Base de conocimiento

Mecanismo de inferencia

Usuario

Hechos

Aptitudes de experto

Sistema experto basado en conocimiento

El usuario aporta los hechos u información al sistema experto y recibe consejo o experiencia como respuesta. En su interior, el sistema experto incluye dos componentes principales. La base de conocimiento contiene el conocimiento que le permite al mecanismo de inferencia sacar conclusiones; éstas son las respuestas del sistema experto a la consulta especializada del usuario.

Dominio de

conocimiento

Dominio del problema

Relación entre el problema y el dominio del conocimiento

La porción exterior al dominio del conocimiento simboliza un área en que no existe conocimiento acerca de todos los problemas.

En su dominio de conocimiento, el sistema experto razona o hace inferencias de la misma forma en que un especialista humano inferiría la solución de un problema (dados algunos hechos se infiere un conclusión)

VENTAJAS DE LOS SISTEMAS EXPERTOS

Mayor disponibilidad: La experiencia estadisponible para cualquier hardware de computoadecuado.

Costo reducido: El costo de poner laexperiencia a disposición del usuario se reduceenormemente.

Peligro reducido: los sistemas expertos puedenusarse que podrían ser peligrosos para un serhumano.

Permanencia: La experiencia es permanente,a diferencia de los especialistas humanos, quepueden retirarse, renuncia o morir, elconocimiento del sistema puede durarindefinidamente.

Experiencia múltiple: El conocimiento devarios especialistas puede estar disponible paratrabajar simultáneamente y continuamente acualquier problema, a cualquier hora del día yde la noche.

Mayor confiabilidad: Incrementa laconfianza en que un especialista a tomado ladecisión correcta o dar un voto de calidad encaso de desacuerdo.

Explicación: Puede explicar claramente ydetalladamente el razonamiento que conduce ala conclusión, lo que aumenta la confianza.

Respuesta rápida: Dependiendo del softwarey hardware usado, un sistema experto puederesponder mas rápido y estar mas dispuesta queun especialista.

Respuesta sólidas, completas y sinemociones, en todo momento.Tutoría inteligente: El sistema experto puedeactuar como un tutor inteligente dejando que elestudiante ejecute programas de ejemplo yexplicando el razonamiento.

Bases de datos inteligentes: Los sistemasexpertos pueden usarse para tener acceso a unabase de datos en forma inteligente.

Conceptos Generales de los Sistemas Expertos

Sistemas Expertos

Conceptos Generales

Un método común de representar el conocimiento es en forma de reglas tipo SI … ENTONCES.

Una regla de inferencia es un esquema para construir inferencias válidas. Estos esquemas establecen relaciones sintácticas entre un conjunto de fórmulas llamados premisas y una aserción llamada conclusión.

Sistemas Expertos

EjemploSI la luz es roja ENTONCES

deténgase.

Muchos Sistemas Expertos significativos, expresando en reglas el conocimiento de los expertos.

Conceptos Generales

Sistemas Expertos

Ingeniero del Conocimiento. Especialista en el área del conocimiento necesario para el Sistema Experto.

Ingeniería del Conocimiento. Se le denomina así al proceso de construcción del Sistema Experto.

Conceptos Generales

Sistemas Expertos

Sistema Basado en el Conocimiento. Es la expresión que mejor explica la aplicación de la tecnología basada en el conocimiento.

Facilidad de Explicación.

Razonamiento Hipotético.

Inducción de Reglas

Conceptos Generales

Sistemas Expertos

Limites de Ignorancia. Alcance del conocimiento de un especialista.

Conocimiento.

Conocimiento Casual.

Conocimiento Superficial.

Conocimiento Profundo.

Conocimiento Heurístico

Conceptos Generales

Sistemas Expertos

Características de un Sistema Experto

Los sistemas expertos suelen diseñarse para que tengan las siguientes características generales:

Alto desempeño: El sistema debe tener la capacidad deresponder a un nivel de competencia igual o superior al de unespecialista en el campo.

Tiempo de respuesta adecuado: el sistema debe actuar enun tiempo razonable, comparable o mejor al tiemporequerido por un especialista, para alcanzar una decisión.

Confiabilidad: El sistema experto debe ser confiable y nopropenso a “caídas”.

Comprensible: El sistema debe ser capaz de explicar los pasosde su razonamiento mientras se ejecutan, de tal modo que seacomprensible. Este rasgo es muy importante por varias razones.

Revisión del razonamiento comprensible para los seres humanos.

Para confirmar que el conocimiento ha sido adquirido y estasiendo utilizado correctamente por el sistema.

Para revisar los errores que pudieron generarse en las interaccionesimprevistas por el sistema experto.

En un sistema experto el curso de la ejecución no es secuencial, demanera que no es posible simplemente leer su código línea tras líneay entender como opera. El sistema experto actúa como un programaen paralelo en que las reglas son procesadores de conocimientoindependientes.

Flexibilidad: Debido a la gran cantidad de conocimiento quepuede tener un sistema experto, es importante contar con unmecanismo eficiente para añadir, modificar y eliminarconocimiento.

Dependiendo del sistema, un mecanismo de explicación puedeser simple o elaborado.

Uno simple, es un sistema basado en reglas, puede presentaruna lista de todos los hechos que hicieron que la última regla seejecutara.

Los sistemas mas elaborados pueden hacer lo siguiente:

Enumerar todas las razones a favor y en contra de unahipótesis en particular. Una hipótesis se puede ver como unhecho cuya verdad esta en duda y debe probarse.

Enumerar todas las hipótesis que puedan explicar laevidencia observada.

Explicar todas las consecuencias de una hipótesis.

Dar un pronóstico o predicción de lo que ocurrirá si la hipótesises verdadera.

Justificar las preguntas que el programa hace al usuario paraobtener más información.

Justificar el conocimiento del programa. El conocimientojustifica una hipótesis y este a su vez, se justifica con unagarantía de que es correcto.

La base del conocimiento en un sistema experto puede crecerpoco a poco a medida que se agregan reglas, de modo quepueden revisarse continuamente la ejecución y corrección delsistema.

El crecimiento del conocimiento facilita la construcciónrápida de prototipos, de modo que el ingeniero delconocimiento pueda mostrar pronto al especialista unprototipo de trabajo del sistema experto.

La construcción rápida de prototipos muestra rápidamentelas lagunas, inconsistencias o errores en el conocimiento delespecialista o del sistema, de manera que puedan corregirseinmediatamente.

EL DESARROLLO DE LA TECNOLOGIA DE

SISTEMAS EXPERTOS

Las raíces de los sistemas expertos abarcan muchasdisciplinas , una de las raíces principales es el área delprocesamiento de la información humana, llamadaciencia cognitiva.

Las cognición es el estudio de la manera en que loshumanos procesan la información.

SOLUCION HUMANA DE PROBLEMAS Y PRODUCCIONES

• Newell y Simón popularizaron el uso de las reglas pararepresentar al conocimiento humano y mostraron comopuede razonarse con ellas.

• Otro elemento para la solución humana de problemas es unprocesador cognitivo, este trata de controlar las reglas que seactivan con el estimulo apropiado, pero no lo hará cualquierregla.

• El modelo de Newell y Simón para la solución humana deproblemas desde la perspectiva de la memoria a largoplazo(reglas), la memoria a corto plazo (memoria activa) yun procesador cognitivo(mecanismo de inferencia) es la basede los modernos sistemas expertos basados en reglas

APLICACIONES Y DOMINIOS DE LOS

SISTEMAS EXPERTOS

APLICACIONES DE LOS SISTEMAS EXPERTOS

CLASE:* Configuración* Diagnóstico* Instrucción* Interpretación* Supervisión* Planeación* Pronóstico* Remedio* Control

EJEMPLOS DE ALGUNOS SISTEMAS EXPERTOS

QUÍMICA ELECTRÓNICA

MÉDICOS INGENIERÍA GEOLOGÍA

CRYSALIS ACE VM REACTOR DIPMETER

DENDRAL IN-ATE AI/COAG DELTA LITHO

CLONER NDS ANNA STEAMER MUD

MOLGEN EURISKO BLUE BOX PROSPECTOR

SECS SOPHIE ATTENDING

DOMINIOS APROPIADOS PARA LOS SISTEMAS EXPERTOS

* Puede solucionarse eficazmente el problema con programación convencional?

* Está bien delimitado el dominio?* Hay la necesidad y el deseo de tener un sistema experto?* Hay al menos un especialista que esté dispuesto a cooperar?* Puede el experto explicar el conocimiento en forma

comprensible al ingeniero del conocimiento?* El conocimiento para resolver problemas es principalmente

heurístico e incierto?