Понятие экспертных систем и их классификация

Экспертные системы — что это такое в информатике

Их основным компонентом выступают базы знаний, сформированные на основе моделей поведения специалистов в какой-либо области знаний.

Первые разработки экспертных систем были инициированы еще в середине 70-х годов 20 века. В основном, ими занимались исследователи искусственного интеллекта, создававшие «интеллектуальные машины» – устройства, позволяющие находить решение по заданным условиям.

Позже предшественники современных экспертных систем постепенно начали находить коммерческое подкрепление: на рынке стали появляться справочные, энциклопедические, поисковые программы, представляющие пользователю наиболее релевантные источники по запросу.

Какие бывают по назначению, классификация

По связи с реальным временем экспертные системы бывают динамическими – решающими задачи с меняющимися по времени данными, квазидинамическими – интерпретирующими изменяющуюся в периоде ситуацию, статическими – нацеленными на решение задач с постоянными значениями.

Классификация по назначению включает продукты для:

• обучения;
• диагностики;
• оптимизации;
• мониторирования;
• управления;
• наладки;
• проектирования;
• ремонта;
• составления прогнозов.

По степени интеграции различают 2 вида: автономные и гибридные. Автономные предполагают наличие одного основного источника информации. Гибридные используют несколько источников, основаны на взаимодействии программных продуктов.

Структура и режимы функционирования

Любая интеллектуальная система создается при участии экспертов из той области, в которой ведется работа по созданию цифрового продукта. В тандеме с ним работают разрабатывающие программу инженеры и реализующие их разработку программисты.

Структура состоит из:

• созданного для удобства пользователя интерфейса;
• редактора базы знаний, самой базы знаний;
• оперативной памяти;
• механизма логических выводов;
• подсистемы объяснений.

Каждая экспертная система способна функционировать в 2 режимах:

1. В режиме ввода данных, когда эксперт при содействии инженера вносит в программу известную ему информацию при помощи редактора базы знаний.
2. В режиме консультирования.

Реализация функции консультирования предполагает диалог пользователя с программой: он задает условия текущей задачи, она выдает сформулированные механизмом логического вывода рекомендации.

Наиболее известные экспертные системы

Среди продуктов, которые могут послужить примерами наиболее известных экспертных систем, стоит выделить:

• OpenCyc – динамическую систему, основанную на концептуальной схеме, поддерживающую независимые контексты;
• CLIPS – программную среду, разработанную для построения интеллектуальных продуктов;
• «Акинатора» – онлайн-игру, в которой игрок загадывает известного персонажа, а программа отгадывает после нескольких вопросов;
• WolframAlfa – вопросно-ответную систему;
• MYCIN – программную технологию, при помощи которой производится обработка симптомов бактериальной инфекции, определение диагноза, построение плана и графиков лечения;
• HASP/SIAP – систему идентификации типов океанских судов, использующую полученные от гидрофонов данные о характеристиках техники.

В экономике хорошо известны S&PCBRS – программа, ранжирующая ценные бумаги по данным о компаниях-эмитентах, Nereid – оптимизатор работы с валютными опционами. В торговле распространена РЕМОРАМА, подбирающая под определенный проект стройматериалы, выдающая табличные данные с их стоимостью.

На химических производствах для обеспечения корректности процессов рекомендовано использование FALCON – цифрового продукта, фиксирующего признаки отклонений заданных параметров, определяющего причины их возникновения.

Перспективы развития

По мнению специалистов в области программирования, в ближайшем будущем экспертные системы будут задействовать на всех этапах:

• проектирования в строительстве;
• производства;
• распределения ресурсов;
• разработки информационных продуктов;
• продаж товаров;
• реализации услуг;
• поддержки пользователей в разных технологических областях.

Заменяющие экспертов интеллектуальные системы будут решать большинство неформализованных задач, интегрировать отдельные модули в крупные программные решения.