Експертната система е компютърна програма, която е предназначена да решава сложни проблеми и да предоставя способност за вземане на решения като човешки експерт. Той извършва това, като извлича знания от своята база знания, използвайки правилата за разсъждение и извод според потребителските заявки.

Експертната система е част от AI, а първият ES е разработен през 1970 г., което е първият успешен подход на изкуствения интелект. Той решава най-сложния проблем като експерт, като извлича знанията, съхранявани в неговата база от знания. Системата помага при вземането на решения за използване на комплексни проблеми както факти, така и евристика като човешки експерт . Нарича се така, защото съдържа експертните знания за конкретна област и може да реши всеки сложен проблем в тази конкретна област. Тези системи са проектирани за конкретен домейн, като напр медицина, наука, и т.н.

Ефективността на една експертна система се основава на знанията на експерта, съхранявани в неговата база от знания. Колкото повече знания се съхраняват в KB, толкова повече тази система подобрява своята производителност. Един от често срещаните примери за ES е предложение за правописни грешки при въвеждане в полето за търсене на Google.

По-долу е блоковата диаграма, която представя работата на експертна система:

Забележка: Важно е да запомните, че експертна система не се използва за заместване на човешки експерти; вместо това се използва за подпомагане на човека при вземането на сложно решение. Тези системи нямат човешки способности за мислене и работа на базата на базата от знания на конкретната област.

По-долу са някои популярни примери за експертната система:

DENDRAL:Това беше проект с изкуствен интелект, който беше направен като експертна система за химически анализ. Използван е в органичната химия за откриване на неизвестни органични молекули с помощта на техния масспектър и база от знания по химия.MYCIN:Това беше една от най-ранните експертни системи за обратно верижно свързване, която беше проектирана да открива бактериите, причиняващи инфекции като бактериемия и менингит. Използва се и за препоръчване на антибиотици и диагностика на заболявания на кръвосъсирването.PXDES:Това е експертна система, която се използва за определяне на вида и степента на рак на белия дроб. За да се определи заболяването, се прави снимка от горната част на тялото, която прилича на сянката. Тази сянка идентифицира вида и степента на увреждане.CaDeT:Експертната система CaDet е система за диагностична помощ, която може да открие рак в ранен стадий.

Характеристики на експертната система

Висока производителност:Експертната система осигурява висока производителност за решаване на всякакъв вид сложен проблем от конкретна област с висока ефективност и точност.Разбираемо:Той отговаря по начин, който може да бъде лесно разбираем от потребителя. Той може да приема въведени данни на човешки език и да предоставя изхода по същия начин.Надежден:Той е много надежден за генериране на ефективен и точен резултат.Силно отзивчив:ES предоставя резултат за всяка сложна заявка за много кратък период от време.

Компоненти на експертната система

Експертната система се състои основно от три компонента:

Потребителски интерфейс Машина за изводи Знание

1. Потребителски интерфейс

С помощта на потребителски интерфейс експертната система взаимодейства с потребителя, приема заявки като входни данни в четим формат и ги предава на машината за изводи. След получаване на отговора от машината за изводи, тя показва изхода на потребителя. С други думи, това е интерфейс, който помага на неекспертен потребител да комуникира с експертната система, за да намери решение .

актьор Ранбир Капур възраст

2. Механизъм за изводи (Правила на двигателя)

• Машината за изводи е известна като мозъка на експертната система, тъй като е основната обработваща единица на системата. Той прилага правила за извод към базата от знания, за да извлече заключение или да изведе нова информация. Помага при извличането на решение без грешки на заявки, зададени от потребителя.
• С помощта на машина за изводи системата извлича знанието от базата знания.
• Има два вида машини за изводи:
Механизъм за детерминистично заключение:Заключенията, направени от този тип машина за изводи, се приемат за верни. Базира се на факти и правила .Машина за вероятностни изводи:Този тип машина за изводи съдържа несигурност в заключенията и въз основа на вероятността.

Машината за изводи използва следните режими, за да извлече решенията:

Предна верига:Той започва от известните факти и правила и прилага правилата за извод, за да добави своето заключение към известните факти.Обратно верижно свързване:Това е метод на разсъждение назад, който започва от целта и работи назад, за да докаже известните факти.

3. База знания

• Базата знания е вид хранилище, което съхранява знанията, придобити от различни експерти в конкретната област. Смята се за голямо хранилище на знания. Колкото по-голяма е базата от знания, толкова по-прецизна ще бъде експертната система.
• Подобно е на база данни, която съдържа информация и правила за конкретен домейн или предмет.
• Човек може също да разглежда базата от знания като колекции от обекти и техните атрибути. Като например лъвът е обект и неговите атрибути са, че е бозайник, не е домашно животно и т.н.

Компоненти на базата знания

Фактически познания:Знанието, което се основава на факти и е прието от инженерите по знания, попада под фактическо знание.Евристични знания:Това знание се основава на практика, способност за отгатване, оценка и опит.

Представяне на знания: Използва се за формализиране на знанията, съхранявани в базата знания, като се използват правилата If-else.

Придобиване на знания: Това е процесът на извличане, организиране и структуриране на знанията в областта, определяне на правилата за придобиване на знания от различни експерти и съхраняване на тези знания в базата знания.

Разработка на експертна система

Тук ще обясним работата на експертна система, като вземем пример за MYCIN ES. По-долу са някои стъпки за изграждане на MYCIN:

• Първо, ES трябва да се захранва с експертни познания. В случая на MYCIN човешки експерти, специализирани в медицинската област на бактериалните инфекции, предоставят информация за причините, симптомите и други познания в тази област.
• KB на MYCIN се актуализира успешно. За да го тества, лекарят му предоставя нов проблем. Проблемът е да се идентифицира наличието на бактерии чрез въвеждане на подробности за пациента, включително симптомите, текущото състояние и медицинската история.
• ES ще се нуждае от въпросник, който трябва да бъде попълнен от пациента, за да знае общата информация за пациента, като пол, възраст и т.н.
• Сега системата е събрала цялата информация, така че ще намери решението на проблема, като приложи правилата if-then, използвайки механизма за изводи и използвайки фактите, съхранени в KB.
• В крайна сметка той ще даде отговор на пациента чрез използване на потребителския интерфейс.

Участници в разработването на Експертна система

Три са основните участници в изграждането на Експертна система:

c програми

Експерт:Успехът на ES до голяма степен зависи от знанията, предоставени от човешки експерти. Тези експерти са онези лица, които са специализирани в тази конкретна област.Инженер по знания:Инженерът по знания е човекът, който събира знанията от експертите в областта и след това кодифицира тези знания в системата според формализма.Краен потребител:Това е конкретен човек или група от хора, които може да не са експерти и работата по експертната система се нуждае от решение или съвет за неговите запитвания, които са сложни.

Защо експертна система?

Преди да използваме каквато и да е технология, трябва да имаме идея защо да използваме тази технология и следователно същото за ES. Въпреки че имаме човешки експерти във всяка област, тогава каква е необходимостта от разработване на компютърно базирана система. И така, по-долу са точките, които описват нуждата от ES:

Без ограничения на паметта:Той може да съхранява толкова данни, колкото е необходимо, и да ги запаметява в момента на прилагането му. Но за човешките експерти има някои ограничения да запаметяват всички неща по всяко време.Висока ефективност:Ако базата от знания се актуализира с правилните знания, тогава тя осигурява високоефективен резултат, който може да не е възможен за човек.Експертиза в дадена област:Във всяка област има много човешки експерти и всички те имат различни умения, различен опит и различни умения, така че не е лесно да се получи окончателен резултат за заявката. Но ако поставим знанията, получени от човешки експерти в експертната система, тогава тя осигурява ефективен резултат чрез смесване на всички факти и знанияНе се влияе от емоции:Тези системи не се влияят от човешки емоции като умора, гняв, депресия, безпокойство и др. Следователно ефективността остава постоянна.Висока сигурност:Тези системи осигуряват висока сигурност за разрешаване на всяко запитване.Отчита всички факти:За да отговори на всяко запитване, той проверява и взема предвид всички налични факти и предоставя съответния резултат. Но е възможно човешкият експерт да не вземе предвид някои факти поради някаква причина.Редовните актуализации подобряват производителността:Ако има проблем в резултата, осигурен от експертните системи, можем да подобрим работата на системата чрез актуализиране на базата от знания.

Възможности на експертната система

По-долу са някои от възможностите на експертната система:

Съвети:Той е в състояние да съветва човека за заявка на всеки домейн от конкретния ES.Осигурете способности за вземане на решения:Той предоставя възможност за вземане на решения във всяка област, като например за вземане на всякакви финансови решения, решения в медицинската наука и т.н.Демонстрирайте устройство:Той е в състояние да демонстрира всякакви нови продукти като неговите функции, спецификации, как да използвате този продукт и т.н.Разрешаване на проблем:Има възможности за решаване на проблеми.Обясняване на проблем:Също така е в състояние да предостави подробно описание на проблем с въвеждането.Тълкуване на входа:Той е в състояние да интерпретира въведеното от потребителя.Прогнозиране на резултатите:Може да се използва за прогнозиране на резултат.Диагноза:ES, предназначен за медицинската област, е в състояние да диагностицира заболяване без използване на множество компоненти, тъй като вече съдържа различни вградени медицински инструменти.

Предимства на експертната система

• Тези системи са много възпроизводими.
• Могат да се използват за рискови места, където човешкото присъствие не е безопасно.
• Възможностите за грешки са по-малко, ако KB съдържа правилни знания.
• Работата на тези системи остава стабилна, тъй като не се влияе от емоции, напрежение или умора.
• Те осигуряват много висока скорост за отговор на конкретно запитване.

Ограничения на експертната система

• Отговорът на експертната система може да бъде грешен, ако базата от знания съдържа грешна информация.
• Подобно на човешкото същество, той не може да произведе творчески резултат за различни сценарии.
• Разходите за поддръжка и развитие са много високи.
• Придобиването на знания за проектиране е много трудно.
• За всеки домейн изискваме конкретен ES, което е едно от големите ограничения.
• Не може да се учи от себе си и следователно изисква ръчни актуализации.

Приложения на експертна система

В областта на проектирането и производството
Може да се използва широко за проектиране и производство на физически устройства като лещи на камери и автомобили.В областта на знанието
Тези системи се използват предимно за публикуване на съответните знания на потребителите. Двата популярни ES, използвани за този домейн, са съветник и данъчен съветник.В областта на финансите
Във финансовите индустрии се използва за откриване на всякакъв вид възможни измами, подозрителна дейност и съветване на банкерите дали трябва да предоставят заеми за бизнес или не.При диагностика и отстраняване на неизправности на устройства
В медицинската диагностика се използва системата ES и това е първата област, в която се използват тези системи.Планиране и планиране
Експертните системи могат да се използват и за планиране и планиране на определени задачи за постигане на целта на тази задача.