Introducción a la Ingeniería de Conocimiento

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1 Introducción a la Ingeniería de Conocimiento David Mauricio

2 Ingeniería de Conocimiento Agenda Terminología Definición Problemas en la IC Importancia de la IC Historia Fases de la IC CommonKADS

3 1. Terminología dato, información & conocimiento Dato señales de líneas Información asocia significado al dato S O S Conocimiento asocia propósito y competencia a la información potencial para generar acción emergency alert start rescue operation 3

4 1. Terminología dato, información & conocimiento Dato 27.5 IMC, 150/90 mmhg, Triglicéridos 301 mg/dl Información Obeso, presión arterial alta, indicios de obstrucción de arterias. Conocimiento Riesgo de infarto iniciar tratamiento para reducir riesgo (dietas, deporte, medicamentos, salud mental)

5 1. Terminología dominio, tarea, agente Dominio algún área de interés Tarea Bancario, industria alimentaria, fabricación de automóviles Algo que requiera ser realizado por un agente Agente Monitorear un proceso, crear un plan, analizar conductas El ejecutor de una tarea en un dominio Típicamente algún humano o algún software del sistema

6 2. Ingeniería de Conocimiento Knowledge Engineering (KE) Definición La ingeniería de conocimiento es la disciplina de la IA que proporciona los métodos y técnicas para el desarrollo y mantenimiento de sistemas Basados en Conocimiento (Sistemas Expertos).

7 2. Ingeniería de Conocimiento Knowledge engineering (KE) Procesos de: Elicitación Estructuración Formalización Operacionalidad Construir un Sistema Basado en el Conocimiento Información y conocimiento en el dominio de conocimiento del problema

8 3. Problemas en la KE Complejidad de la información y el conocimiento es difícil de observar. Expertos y otras fuentes difieren. Representaciones múltiples: libros de textos representaciones gráficas heurísticas experiencias

9 4. Importancia de la KE El conocimiento es valioso y frecuentemente sobrevive a la implementación particular Administración del conocimiento Errores en una base de conocimiento puede causar serios problemas Altas demandas de ampliación y mantenimiento Cambios en el tiempo

10 5. Historia de la KE general-purpose search engines (GPS) First-generation rule-based system (MYCIN, XCON) Emergence of structure methods (KADS, POLITE) mature methodologies (KLIC 1994, MIKE 1996, IDEAL 1997, CommonKADS 2000) Dificultad para tratar problemas diversos y complejos MYCIN: separa la base de conocimiento del motor de inferencia método: prueba y reparación de errores Extensión del método en cascada (is): identificación de requisitos, conceptualización, formalización y validación Extensión de la metodología espiral (is): definición de objetos, valoración de riesgos, desarrollo, depuración

11 1ra Generación de sistemas expertos Base de conocimiento poco profundo Principio de razonamiento simple Representación uniforme Capacidades limitadas de explicación Motor de Inferencia Opera sobre Base de conocimiento

12 5. CommonKADS (Common Knowledge Acquisition and Design Structuring) Es una metodología de desarrollo de sistemas basados en el conocimiento, y que ha sido desarrollado en el marco del programa europeo ESPRIT. Actualmente es un estándar de facto en Europa, y es considerada la metodología más completa para el análisis, gestión y desarrollo de sistemas expertos.

13 5. CommonKADS (Common Knowledge Acquisition and Design Structuring) Componentes:

14 5. CommonKADS 5.1 Modelos Context Organization Model Task Model Agent Model Concept Knowledge Model Communication Model Artefact Design Model

15 5. CommonKADS 5.1 Modelos Nivel Contextual: Se produce un informe detallado que analiza los objetivos, oportunidad, problemas, alternativas y elementos que intervienen con el propósito de decidir sobre el desarrollo de un SBC respecto al dominio estudiado Modelos: Organización Tareas Agentes Informe de Conclusiones

16 5. CommonKADS 5.1 Modelos Organization model supports analysis of an organization, Goal: discover problems, opportunities and possible impacts of KBS development. Task model describes tasks that are performed or will be performed in the organizational environment Agent model describes capabilities, norms, preferences and permissions of agents (agent = executor of task).

17 5. CommonKADS 5.1 Modelos Nivel Conceptual: Describe la estructura y composición del conocimiento y los elementos de comunicación involucrado en las tareas Modelos: Conocimiento Comunicación

18 5. CommonKADS 5.1 Modelos Knowledge model gives an implementation-independent description of knowledge involved in a task. Communication model models the communicative transactions between agents.

19 5. CommonKADS 5.1 Modelos Nivel de Artefacto - Implementación: Indica como pasar del nivel conceptual a la implementación del sistema, describiendo su arquitectura y sistema computacional. Modelos: Design model describes the structure of the system that needs to be constructed

20 5. CommonKADS 5.2 Roles in knowledge-system development knowledge provider knowledge engineer/analyst knowledge system developer knowledge user project manager knowledge manager

21 Knowledge provider/specialist traditional expert person with extensive experience in an application domain can provide also plan for domain familiarization where would you advise a beginner to start? inter-provider differences are common need to assure cooperation

22 Knowledge engineer Especificamente es el tipo de analista de sistema should avoid becoming an "expert" plays a liaison function between application domain and system

23 Knowledge-system developer person that implements a knowledge system on a particular target platform needs to have general design/implementation expertise needs to understand knowledge analysis but only on the use -level role is often played by knowledge engineer

24 Knowledge user Primary users interact with the prospective system Secondary users are affected indirectly by the system Level of skill/knowledge is important factor May need extensive interacting facilities explanation His/her work is often affected by the system consider attitude / active tolerance

25 Project manager responsible for planning, scheduling and monitoring development work liaises with client typically medium-size projects (4-6 people) profits from structured approach

26 Knowledge manager background role monitors organizational purpose of system(s) developed in a project knowledge assets developed/refined initiates (follow-up) projects should play key role in reuse may help in setting up the right project team

27 Roles in knowledge-system development knowledge manager defines knowledge strategy initiates knowledge development projects facilitates knowledge distribution knowledge provider/ specialist validates elicits knowledge from elicits requirements from knowledge engineer/ analyst manages delivers analysis models to project manager uses KS manages knowledge user designs & implements knowledge system developer

28 5. CommonKADS 5.3 Ciclo de Vida 1. Revisión del estado actual y declaración de objetivos del sistema 2. Identificación y valoración de riesgos para abordar propuestas de la fase 1) 4. Planificación las tareas a desarrollar estableciendo los tiempos y recursos para cada trabajo 3. Monitoreo del desarrollo del sistema para supervisar los tiempos, recursos empleados y calidad de los productos de cada tarea

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