Элементы технологии приобретения знаний

В теории ЭС принята методология постепенно нарастающей разработки, которая базируется на концепции быстрого прототипа.

Прототип ЭС представляет собой один или несколько вариантов, усеченной версии ЭС, демонстрирующих жизнеспособность выбранного подхода и правильность принятых решений. В условиях отсутствия формальных методов работы со знаниями, технология быстрого прототипа позволяет эмпирически проверить правильность принятых проектных решений на каждом этапе создания ЭС и считается эффективной.

Технология разработки ЭС включает шесть этапов: выбор проблемы, разработку прототипа, доработку прототипа до промышленной ЭС, оценку ЭС, стыковку ЭС, поддержку ЭС. Второй этап состоит из следующих шести подэтапов: идентификации проблемы, приобретения знаний, структурирования и формализации знаний, реализации прототипа и тестирования.

При проектировании экспертной системы разрабатывают демонстрационный, исследовательский и действующий прототипы, в ходе которых производится их модификация и (или) последовательное расширение.

Особую важность имеет процедура приобретения знаний, так как мощность ЭС зависит в первую очередь от количества и качества знаний, хранимых в ней.

Процессу приобретения знаний присущи проблемы психологического, гносеологического и лингвистического свойства.

Указанные проблемы рассматриваются в плане облегчения и повышения эффективности взаимодействия эксперта (Э) и инженеры по знаниям (ИЗ), повышения степени адекватности модели знаний ПрО реальной ПрО, построения языка структуризации и формализации с точки зрения синтаксиса, семантики и прагматики семиотических МПЗ.

Обобщенная схема процедуры приобретения знаний представлена на рис. 6.2.

В осуществлении данного процесса принимают участие ИЗ, программисты и источники знаний, в качестве которых могут выступать эксперты, материализованные источники (учебники, монографии, статьи, инструкции и т.п.) и (или) эмпирические факты, примеры и данные ПрО.

Инженеры по знаниям и эксперты в процессе приобретения знаний могут выполнять различные функции в зависимости от применяемых методов извлечения, получения и формирования знаний, а также наличия и степени развитости средств автоматизации.

Ошибка! Ошибка связи.

Рис.6.2. Процедура приобретения знаний

В общем случае инженер по знаниям в процессе получения знаний выполняет следующие основные взаимосвязанные функции: управление процессом коммуникации в форме последовательности содержательных сообщений; переработки, включающей все возможные способы, процедуры анализа и синтеза информации, идентификации и конструирования понятий, выяснения и фиксации их смысла, а также установления отношений между ними и когнитивными элементами; хранение информации путем запоминания, выборки и документирования.

Процесс приобретения знаний и разработки прототипа ЭС стремятся максимально автоматизировать. Основная задача автоматизации приобретения знаний состоит в облегчении труда эксперта и инженеров по знаниям - разработчиков СИИ. Эта задача может быть решена двумя путями:

1. Передача части функций, выполняемых инженерами по знаниям в процессе приобретения знаний, автоматизированной системе;

2. Полное исключение экспертов и инженеров по знаниям из процесса путем создания автоматизированных систем приобретения знаний.

Применение автоматизированных систем приобретения знаний позволяет реализовать три стратегии получения знаний. В рамках первой стратегии основные функции по актуализации и формированию знаний выполняет эксперт, обращаясь при этом за помощью к СИИ. За счет этой помощи эксперт структурирует, систематизирует и формализует свои знания, используя некоторый формализм. В результате получаются готовые формы знания для непосредственного кодирования и ввода в БЗ. Такая стратегия позволяет исключить инженеров по знаниям из технологической цепочки приобретения знаний и все его функции возложить на автоматизированную систему.

В рамках второй стратегии получения знаний ведущей стороной в диалоге является автоматизированная система. По ответам эксперта СИИ конструирует готовые формы знания и затем передает в другие компоненты СИИ для включения в состав БЗ. Инженер по знаниям полностью исключается из рассмотренной технологической цепочки получения знаний.

Третья стратегия приобретения знаний связана с исключением из классической технологии и инженера по знаниям и программиста. Заполнение знаниями таких СИИ может быть осуществлено без изменения механизма логического вывода с помощью редактора знаний. Основная функция редактора знаний - заполнение БЗ нужными знаниями самим экспертом.

В технологическом плане крайне необходимым является решение проблемы работы со знаниями в рамках единого подхода, реализующего выбор МПЗ, формализацию знаний и создание СИИ, реализующей идею автоформализации знаний самим экспертом.