Upload
aleksander-pohl
View
2.212
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Sztuczna Inteligencja i Systemy EkspertoweSystemy ekspertowe
Aleksander Pohlhttp://apohllo.pl/dydaktyka/ai
Wyzsza Szkoła Zarzadzania i Bankowosci
28 kwietnia 2009
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Plan prezentacji
Wprowadzenie
Studium przypadku
Charakterystyka
Implementacja
Shell ekspertowy
Postscriptum
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Plan prezentacji
Wprowadzenie
Studium przypadku
Charakterystyka
Implementacja
Shell ekspertowy
Postscriptum
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Historia
◮ DENDRAL (1965) – E. Feingenbaum◮ Uniwersytet Standforda – chemia organiczna◮ Fortran
◮ MYCIN (1976)◮ Uniwersytet Standforda◮ Diagnostyka chorób krwi
◮ MOLGEN (genetyka molekularna)◮ PROSPECTOR (geologia)
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Zastosowania (1)
◮ Diagnostyka i rozwiazywanie problemów◮ na podstawie symptomów znajdz przyczyne wystepowania
anomalii◮ diagnostyka medyczna◮ diagnostyka układów elektronicznych
◮ Planowanie◮ okresl zbiór akcji, jakie musza zostac wykonane do
osiagniecia okreslonego celu lub celów◮ zarzadzanie zasobami ludzkimi◮ zarzadzanie odlotami i ruchem pociagów◮ zarzadzanie procesem produkcji
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Zastosowania (2)
◮ Konfigurowanie złozonych produktów◮ na podstawie zbioru elementów i zaleznosci pomiedzy nimi,
wybierz zestaw, który moze zostac uzyty do wytworzeniawysoce konfigurowalnego, złozonego produktu
◮ składanie komputerów na zamówienie◮ budowanie domów z prefabrykatów◮ projektowanie złozonych układów elektronicznych
◮ Wsparcie dla decyzji finansowych◮ ocena pozyczkobiorców◮ obliczanie wysokosci ubezpieczenia◮ ocena ryzyka inwestycyjnego◮ handel walutami
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Zastosowania (3)
◮ Publikowanie wiedzy◮ dostarczanie wyselekcjonowanej wiedzy na temat
interesujacy z punktu widzenia uzytkownika◮ podpowiadanie reguł gramatycznych przy pisaniu tekstu◮ doradztwo podatkowe
◮ monitorowanie i kontrola procesów◮ wykrywanie anomalii oraz optymalizacja działania◮ wytop stali◮ rafinacja oleju◮ IBM autonomic computing
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Gałezie przemysłu (1)
◮ Aeronautyka (wspomaganie pilotazu, zarzadzanie ruchempowietrznym)
◮ Rolnictwo (diagnostyka chorób roslin, planowanieprodukcji)
◮ Bankowosc◮ Biotechnologia◮ Prawo◮ Elektronika
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Gałezie przemysłu (2)
◮ Geologia◮ Informatyka◮ Przemysł ciezki◮ Matematyka◮ Medycyna◮ Wojskowosc◮ Nauczanie
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Plan prezentacji
Wprowadzenie
Studium przypadku
Charakterystyka
Implementacja
Shell ekspertowy
Postscriptum
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Deep Space One
◮ Sonda kosmiczna wysłana w celu przetestowania wieluinnowatorskich technologii
◮ Strat: 24 pazdziernika 1998◮ Czas trwania misji: 3 lata◮ NSTAR – silnik jonowy o sile ciagu 92 milinewtonów,
działajacy nieprzerwanie przez 678 dni
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Deep Space One – charakterystyka
◮ Moduł Remote Agent – system regułowy diagnostykii sterowania
◮ Stworzony w Lispie – przeniesiony na kod binarny◮ Pierwsze zastosowanie sztucznej inteligencji do
sterowania autonomicznymi misjami pozaziemskimi◮ Redukcja pracy – informował pagerem o awariach
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Remote Agent – podmoduły
◮ Planner – wysokopoziomowy mechanizm deklaratywny,przygotowywujacy plany (scenariusze) działania w tle
◮ Executive – proceduralny wykonawca planów◮ Mode Identification & Recovery – niskopoziomowy moduł
deklaratywny◮ Recovery „Livingstone” – system ekspertowy
z procedurami awaryjnymi
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Remote Agent – charakterystyka
◮ Sterowanie celem◮ Uwzglednienie ograniczen◮ Wiedza oparta o model hardware’u◮ Przykład celów:
◮ Dla pobrania obrazu, włacz kamere◮ Kontaktuj sie z Ziemia o okreslonych porach◮ Generuj połozenie z obrazu gwiazd
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Remote Agent – sukces w sytuacji awaryjnej
◮ 11.11.1999 Nastapiła awaria Stellar Reference Unit –systemu okreslenia połozenia na podstawie obrazu nieba
◮ Znajac połozenie słonca, agent przywrócił komunikacjez Ziemia wprowadzajac DS1 w rotacje
◮ Sondy Rover Spirit i Opportunity korzystaja z tejtechnologii
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Plan prezentacji
Wprowadzenie
Studium przypadku
Charakterystyka
Implementacja
Shell ekspertowy
Postscriptum
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
System ekspertowy
System ekspertowy – oprogramowanie zdolne do wykonywaniazadan ludzkiego eksperta, dla scisle okreslonego zagadnienia,dzieki mechanizmom wnioskowania i wiedzy wprowadzoneja priori.
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Typowe problemy
◮ Opanowanie duzej ilosci informacji, czasem z koniecznosciniepełnej i niepewnej – zarówno z samej dziedziny, jaki dotyczacej rozpatrywanego problemu
◮ Dziedzina ma charakter ewolucyjny◮ Rozwiazanie ma charakter heurystyczny◮ Przewaga obliczen symbolicznych nad numerycznymi
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Cel uzycia
◮ Czytelne przedstawienie wiedzy◮ Łatwosc konstrukcji i ewolucji systemu ze wzgledu na
niezaleznosc reguł◮ Mozliwosc przesledzenia wnioskowania
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Przewagi systemów ekspertowych
◮ Dostepna explicite metoda wnioskowania◮ Mozliwosc stosowania dynamicznego modelu problemu
w procesie badawczym◮ Integracja interdyscyplinarna
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Budowa systemu ekspertowego
◮ Baza wiedzy - Pamiec długoterminowa◮ fakty◮ reguły
◮ Interfejs◮ Mechanizm wnioskowania (mechanizm inferencji,
interpreter)◮ Powłoka (shell) – user interface
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Wymagania systemu
◮ Rozumowania wprzód◮ Rozumowanie wstecz◮ Odpowiedz na pytanie „How” – jak znaleziony
rozwiazanie?◮ Odpowiedz na pytanie „Why” – dlaczego potrzebna jest
dana informacja?
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Reprezentacja wiedzy (1)
◮ najczesciej reprezentowana przez reguły „if...then”◮ modularnosc – drobne, niezalezne elementy◮ przyrostowosc – mozliwa rozbudowa bazy wiedzy◮ modyfikowalnosc – mozliwa modyfikacja istniejacych reguł
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Reprezentacja wiedzy (2)
◮ Przezroczystosc – mozliwosc przeanalizowania sciezkirozumowania
◮ Odpowiedz na pytanie „How” - przesledzenie sciezkirozumowania
◮ Odpowiedz na pytanie „Why” - wytłumaczenie elementówinterakcji z uzytkownikiem, do czego jest konkretnainformacja potrzebna
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Rozumowanie wprzód/wstecz
◮ Rozumowanie wprzód◮ Dane -> Cele◮ „data driven”
◮ Rozumowanie wstecz◮ Cele -> Dane◮ „goal driven”
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Plan prezentacji
Wprowadzenie
Studium przypadku
Charakterystyka
Implementacja
Shell ekspertowy
Postscriptum
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Przykład (1)
◮ if kitchen_dry and hall_wetthen leak_in_bathroom.
◮ if hall_wet and bathroom_drythen problem_in_kitchen.
◮ if window_closed or no_rainthen no_water_from_outside.
◮ if problem_in_kitchen andno_water_from_outsidethen leak_in_kitchen.
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Przykład (2)
◮ fact(window_closed).
◮ fact(hall_wet).
◮ fact(bathroom_dry).
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Rozumowanie wstecz
◮ is_true(P) :- fact(P).
◮ is_true(P) :-if Condition then P, is_true(Condition).
◮ is_true(P1 and P2) :-is_true(P1), is_true(P2).
◮ is_true(P1 or P2) :-is_true(P1); is_true(P2).
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Rozumowanie wprzód (1)
forward :-new_derived_fact( P),write(’Derived: ’),write(P), nl,assert(fact(P)),forward ;write(’No more facts’).
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Rozumowanie wprzód (2)
◮ new_derived_fact(Concl) :-if Cond then Concl, not(fact(Concl)),composed_fact(Cond).
◮ composed_fact(Cond) :-fact(Cond).
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Rozumowanie wprzód (3)
◮ composed_fact(Cond1 and Cond2) :-composed_fact(Cond1),composed_fact(Cond2).
◮ composed_fact( Cond1 or Cond2) :-composed_fact(Cond1) ;composed_fact(Cond2).
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Plan prezentacji
Wprowadzenie
Studium przypadku
Charakterystyka
Implementacja
Shell ekspertowy
Postscriptum
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Pytanie „how”
◮ how(P, P) :-fact(P).
◮ how(P, P <= CondProof) :-if Cond then P,how(Cond, CondProof).
◮ how(P1 and P2, Proof1 and Proof2) :-how(P1, Proof1),how(P2, Proof2).
◮ how(P1 or P2, Proof) :-how(P1, Proof);how(P2, Proof).
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Dialog (1)
◮ Question please:◮ peter isa tiger◮ Is it true: peter has hair?◮ yes◮ Is it true: peter eats meat?◮ no◮ Is it true: peter has pointed teeth?◮ yes
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Dialog (2)
◮ Is it true: peter has claws ?◮ why◮ To investigate by rule3, peter isa carnivore
To investigate by rule3, peter isa tigerThis was your question
◮ Is it true: peter has claws ?◮ yes◮ Is it true: peter has black stripes ?◮ yes◮ Is it true: peter has tawny colour ?◮ yes
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Dialog (3)
◮ (peter isa tiger) is true.◮ Would you like to see how ?◮ yes◮ Peter isa tiger
Was derived by rule5 from Peter isa carnivoreAnd
◮ Peter has tawny colourWas toldAnd
◮ Peter has black stripesWas told.
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Dialog (4)
◮ Peter isa carnivoreWas derived by rule3 from
◮ Peter isa mammalAnd
◮ Peter has pointed teethWas toldAnd
◮ Peter has clawsWas toldAnd
◮ Peter has forward pointing eyesWas told.
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Dialog (5)
◮ Peter isa mammalWas derived by rule1 fromPeter has hairWas told.
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Plan prezentacji
Wprowadzenie
Studium przypadku
Charakterystyka
Implementacja
Shell ekspertowy
Postscriptum
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Materiały zródłowe
◮ L.Sterling, E.Shapiro - „The Art Of Prolog”◮ Ivan Bratko - „Prolog – Programming For Artificial
Intelligence”◮ http://www.wtec.org/loyola/kb/c1_s2.htm
◮ Slajdy zostały przygotowane za zgodadr. Michała Korzyckiego na podstawie jego wykładu.
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe
Wprowadzenie Studium przypadku Charakterystyka Implementacja Shell ekspertowy Postscriptum
Dziekuje!
Aleksander Pohl WSZiB
Systemy ekspertowe