Arquitectura Sistema Experto

Transcripción

1 Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ciencias Matemáticas EAP. Computación Científica Arquitectura Sistema Experto Curso: Inteligencia Artificial Prof. Oscar Benito Pacheco

2 Tópicos La Arquitectura y Funcionamiento La Base de Conocimiento. La Base de Hechos. El Motor de Inferencia. El Módulo de Adquisición del Conocimiento. El Módulo de Explicación La Interface Usuario.

3 1. Arquitectura y Funcionamiento Base de Conocimiento Módulo de Explicación Módulo de Adquisición de Conocimiento Base de Hechos Motor de Inferencia Interfase Usuario Adquisición de Conocimiento Representación del Conocimiento Tratamiento del Conocimiento Utilización del Conocimiento

4 1. Arquitectura y Funcionamiento Los componentes principales de todo sistema experto son: La Base de Conocimiento. Es un repositorio en donde se almacena el conocimiento y la experiencia asociada al problema a resolver. La Base de Hechos. Es un repositorio temporal en donde se almacenan los hechos del problema a resolver. El Motor de Inferencia. Es el programa que tiene por objetivo resolver el problema, esto adquirido los hechos, usa la base conocimiento y algún mecanismo de inferencia, y con ello obtiene la solución al problema. Las componente importantes pero no indispensables de un sistema expertos son: El módulo de Interface de Usuario. A través del cual el usuario interactúa con el sistema El módulo de Adquisición de Conocimiento. A través del cual el responsable del conocimiento actualiza el conocimiento de la Base de Conocimiento. El módulo de Explicación. Este módulo tiene por finalidad explicar el raciocinio del sistema en la obtención de la solución al problema.

5 1. Arquitectura y Funcionamiento El usuario (quien usa el sistema), interactúa con el sistema experto a través del módulo de interfase de usuario. A través de este módulo, el usuario ingresa al sistema los hechos asociados a un problema y este le responde las conclusiones. Esto se consigue a través del motor de inferencia, quien a su vez interactúa con la Base de Conocimiento y la Base de Hechos. El usuario también puede solicitar información sobre como el sistema obtuvo sus conclusiones, esto se consigue gracias al módulo de explicación. La adquisición y actualización del conocimiento del sistema, lo realiza el responsable del conocimiento (que puede ser un experto o un usuario designado por la organización).

6 2. La Base de Conocimiento La Base de Conocimientos de un Sistema Experto contiene el conocimiento y o experiencia de los expertos en un dominio o área del saber determinado. Una característica muy importante de los Sistemas Expertos es que la base de conocimientos es independiente del mecanismo de inferencia que se utiliza para resolver los problemas. De esta forma, cuando los conocimientos almacenados se han quedado obsoletos, o cuando se dispone de nuevos conocimientos, es relativamente fácil añadir nuevas reglas, eliminar las antiguas, o corregir los existentes, sin necesidad de modificar el motor de inferencia.

7 2. La Base de Conocimiento La Base de Conocimiento está constituido de: Objetos y sus relaciones Situaciones particulares (meta conocimiento, meta-reglas) Estrategias de resolución y sus condiciones (en algunos casos)

8 3. La Base de Hechos La base de hechos o base de datos es una memoria auxiliar que se utiliza para almacenar los datos asociado al problema que se desea resolver. En ella también se registra los resultados intermedios obtenido a lo largo del procedimiento de deducción. Al memorizar todos los resultados intermedios, conserva el vestigio de los razonamientos efectuados; por lo tanto, se puede utilizar explicar las deducciones y el comportamiento del sistema.

9 3. La Base de Hechos La base de hechos es temporal, salvo necesidades del usuario, y depende exclusivamente de la situación estudiada.

10 4. El Motor de Inferencia El motor de inferencia (o mecanismo de inferencia) es la componente principal del SE cuya misión es obtener conclusiones mediante la aplicación del conocimiento abstracto (metodología de inferencias) sobre al conocimiento concreto (base de conocimiento) y los datos (base de hechos). La metodología de inferencia puede ser: Encadenamiento hacia delante (forward chaining, progresivo o deductivo) Encadenamiento hacia atrás (backward chaining, regresivo o inductivo) Redes Neuronales Artificiales

11 4. El Motor de Inferencia Si el motor de inferencia no puede obtener conclusión, el sistema podrá solicitar a través del modulo de adquisición de conocimiento más conocimiento o través del módulo de interfase con el usuario más hechos, a fin de obtener alguna conclusión válida.

12 5. El Módulo de Adquisición de Conocimiento Es un subsistema que ayuda a la estructuración e implementación del conocimiento en la Base de Conocimiento. Este módulo permite que se puedan añadir, eliminar o modificar elementos de conocimiento en el sistema experto. El proceso de construir la Base de Conocimiento (transferir conocimiento del experto para el SE) es conocido como cognimática; las personas que realizan este proceso son llamados de cognimáticos o ingenieros de conocimiento.

13 5. El Módulo de Adquisición de Conocimiento Algunas Consideraciones: 1. El conocimiento se debe introducirse de la forma más sencilla posible. 2. Posibilidades de representación clara de todas las informaciones contenidas en una base de conocimientos. 3. Comprobación automática de la sintaxis. 4. Posibilidad constante de acceso al lenguaje de programación.

14 6. El Módulo de Explicación Es un subsistema que tiene por objetivo dar una explicación de las conclusiones obtenidas o de las acciones ejecutadas por el Sistema Experto. Está diseñado para aclarar al usuario la línea de razonamiento seguida en el proceso de inferencia. Si el usuario pregunta al sistema cómo ha alcanzado una conclusión, éste le presentará la secuencia completa de reglas usada. Esta posibilidad de explicación es especialmente valiosa cuando se tiene la necesidad de tomar decisiones importantes amparándose en el consejo del sistema experto. El subsistema de explicación también puede usarse para depurar el sistema experto durante su desarrollo.

15 7. La Interfase de Usuario También denominado de sistema de consulta, es la componente que gobierna el dialogo entre el usuario y el sistema. Su objetivo es permitir un dialogo casi natural con la máquina. El interfaz de usuario permite que el usuario pueda: describir el problema al sistema experto, interpretar sus preguntas, los comandos y la información ofrecida. Esta componente posibilita que la respuesta proporcionada por el sistema sea inteligible para el interesado. También puede solicitar más información si le es necesaria al sistema experto. En algunos sistemas se utilizan técnicas de tratamiento del lenguaje natural para mejorar la comunicación entre el usuario y el sistema experto.

16 7. La Interfase de Usuario Requisitos o Características de la interfaz El aprendizaje del manejo debe ser rápido. Debe evitarse en lo posible la entrada de datos errónea. Los resultados deben presentarse en una forma clara para el usuario. Las preguntas y explicaciones deben ser comprensibles.