Тема 3: Экспертные системы

Экспертная система (ЭС) – программно-технологический комплекс, предназначенный для решения слабоструктурированных задач в некоторой предметной области

 

используются

формализованные знания

система логического вывода («твердый» искусственный интеллект)

 

Архитектура ЭС

Предметные эксперты

Внешние источники информации и знаний

Базы данных

 

 

Модуль усвоения знаний

База знаний

Машина логического вывода

Интерфейс, связанный с объяснениями

 

Создание и использование ЭС

 

		Предметный эксперт
	опрос, диалог, взаимодействие			расширение и проверка
Средства построения ЭС		Инженер знаний			Конечный пользователь
	использование
		Разработка, уточнение, тестирование			использования
		Экспертные системы

 

 

Математические обозначения

 – множество гипотез, i =  

  –множество свидетельств, j = 1, m

 =  – вероятность гипотезы

 – вероятность свидетельства

  =  - вероятность выполнения свидетельства  при условии выполнения гипотезы

 = - вероятность выполнения свидетельства  при условии невыполнения гипотезы

Формула Байеса

 

 

 =  × /  ×  +  (1 - )

или

 =  ×  /  ×  + (1 - )

Формула Байеса для случая, когда свидетельство не выполняется

 

 ≈ (1 -  ) ×  / 1 – [  ×  +  (1 -  )]

 

Формула Байеса для случая, когда ответ даётся по шкале неопределённости

 € {-5, -4, …, -1, 0, 1, 2 …, 5}

 =  +  / 5 (  - ), если  ≥ 0

 

 =  +  | / 5 (  - ), если  < 0

«Цена» свидетельства

 

Ц () =  -  |

 

Верхние и нижние пороги принятия и отбрасывания гипотез

 

Если () ≥  (), i = , то гипотеза  принимается в качестве наиболее достоверной

Если () <  (), i = , то гипотеза  исключается из списка гипотез как невыполнимая

 

Для определения  () и  () используются специальные методы

 

Алгоритм работы ЭС при байесовском подходе

1. Задание , , , , ; i = , j = .

2. Проверка факта того, что существует наиболее достоверная гипотеза . Если «да», то «стоп» и эта гипотеза  принимается.

3. Проверка факта того, что существует невыполнимая гипотеза . Если «да», то эта гипотеза  исключается из списка гипотез.

4. Вычисляются цели свидетельств - Ц ().

Выбирается свидетельство с максимальной целью и задается вопрос по поводу этого свидетельства.

5. Получаем ответ  по шкале неопределенности.

6. С учетом полученного ответа пересчитываются вероятности гипотез: .

7. Проверка того факта является ли множество свидетельств  пустим?

Если «да», то «стоп» и среда гипотез выбирается гипотеза с наибольшей текущей вероятностью.

Если нет, то из множества  исключается свидетельство, по которому только что был задан вопрос и далее осуществляется переход к пункту 2.

 

Система искусственного интеллекта (ИИ)

 

 

«твердый» ИИ

«мягкий» ИИ

Эволюционный ИИ