Intelligens Rendszerek Elmélete. Tudásalapú technikák Szakértői és döntéstámogató rendszerek

Átírás

1 Intelligens Rendszerek Elmélete Dr. Kutor László Tudásalapú technikák Szakértői és döntéstámogató rendszerek Login név: ire jelszó: IRE07 IRE 6/1 A megadott pontot elért dolgozatok száma IRE 1. zh. eredményei 2009 ősz zh pont IRE 6/2

2 Tudásalapú/szakértői rendszerek Tudásalapú rendszer (KBS) = olyan MI program, melyben a tárgyköri ismeretanyag explicit formában (tudásbázisban), a program egyéb komponenseitől elkülönítve van jelen. Szakértői rendszer (Expert System) = olyan tudásalapú rendszer, amely szakértői ismeretek felhasználásával magas szintű teljesítményt nyújt egy szűk, jól definiált problémakör kezelésében Tipikus szakértői rendszer: Tudásbázis Következető gép Munkamemória a Speciális felületek Tudásbázist fejlesztő alrendszer Magyarázó alrendszer Tudásmérnök év / vagy szakértő Felhasználói felület Felhasználó IRE 6/3 A tudásalapú technológia kialakulásának lépcsőfokai Idegrendszeri hálózatok PERCEPTON Rosenblatt, Wiener, McCulloch (alakfelismerés kezdetei, neurofiziológia alapjai) Heurisztikus keresés, GPS (General Problem Solver) tételbizonyítók, sakkprogram Newell, Simon, Turing Feltevés: Gondolkodásunk szimbólum-manipulációként zajlik (összehasonlítás, keresés, módosítás, stb.) Alapelv: A problémamegoldás a lehetséges megoldások terében való Heurisztikákkal támogatott keresés Tudás-reprezentáció Tudásalapú technológia Szakértői rendszerek: DENTRAL (Szerves molekulák meghatározása) MYCIN (A vér fertőzéseinek,.. diagnosztizálása) PROSPECTOR (Molibdén lelőhelyek meghatározása) IRE 6/4

3 Szakértői rendszer piaci fejlődési fázisai : az új tudásalapú technológia kutatása Általános célú, Lisp-alapú nagygépes shellek : az új technológia bizonyítása a piacokon A közép és kisgépes piac, viszonteladók megjelenése Shell-háború Alkalmazási prototípus fejlesztése A piac telítődése 1989-től: a hagyományos és az új technológia integrálása Alkalmazás-orientált eszközök megjelenése Az egyszerű PC-s shellek mellett az objektum orientált eszközökkel épített hibrid shellek súlyának megnövekedése Integrált alkalmazások és támogató rendszerek kialakulása Céllá válik a tudásalapú rendszerépítési technológia IRE 6/5 A TUDÁS ELVE A feladatmegoldás képessége, (egy számítógépes program erőssége ) attól függ, hogy mennyi és milyen magasan kvalifikált minőségű specifikus tudást képes mozgósítani a feladat megoldása során. Eredmény: - Az MI kilép a fejlesztői laboratóriumokból - működik a tudás alapú technológia - jól hasznosítható alkalmazások készülnek - tudásalapú rendszerkeretek, shellek épülnek - beindul a szakértői rendszer piac IRE 6/6

4 Az emberi információ-feldolgozás jellemzői Holisztikus, intuitív, analógiákra épülő információ feldolgozás A döntések irányelvei, perspektívái és szabályai többnyire azonosíthatóak Amint a döntéshez szükséges információ mennyisége csökken, egyre inkább növekszik az emberek közötti együttműködés Az emberek különösen szervezeti keretek között csak ritkán koncentrálnak csupán egy problémára, hanem bár nem szisztematikusan inkább különböző probléma-megoldó helyzetet párhuzamosan kezelnek Az emberi teljesítmény csökkenhet, ha egymással összefüggő feladatokat kell különböző kidolgozási szinten párhuzamosan kezelni Az emberek csak erősen korlátozottan képesek logikailag ellentmondásos vagy statisztikai információkat kezelni. IRE 6/7 Az emberi információ feldolgozás gyakori hibái és tendenciái 1. Vágy az önigazolásra A tények és a jelenségek összetévesztése A megerősítés iránti elfogultság A személyes tapasztalat túlhangsúlyozása Konzervativizmus A visszaemlékezés könnyűsége A hazárdjátékos tévhite Utólagos éleslátás A kontroll illúziója Az összefüggés illúziója Sorozat hatás,.. IRE 6/8

5 Az emberi szakértői tudás és a szakértői rendszerek összehasonlítása 1. E Emberi szakismeretek M Mesterséges szakismeretek E Múlandó (ha nem használjuk, elfelejtjük, nehéz átadni, oktatással terjeszthető M Állandó tartós halhatatlan M Könnyű átvinni reprodukálni,(oktatni a szakértői rendszer használatát kell) E Nehezen dokumentálható M Könnyen dokumentálható E Nem mindig következetes, gyakran labilis (emóciók!) M Mindig következetes (érzéketlen) E Kreatív, innovatív M Ihlettelen, lélektelen E A körülményekhez alkalmazkodik, tanul, M Csak azt tudja, amit belegépelnek, (nincsenek (még!?) hatékony gépi tanulási mechanizmusok) IRE 6/9 Az emberi szakértői tudás és a szakértői rendszerek összehasonlítása 2. E Általában ismeri tudásának, képességeinek határait M Nincs tudatában ismeretei korlátainak (hacsak fel nem készítik rá Forduljon szakértőhöz) E Az ember a környezetéhez különböző érzékszervekkel kapcsolódik (hall, lát, érez), M A rendszer felhasználói felülete általában egy féle pl.: korlátozott természetes nyelvi kommunikációt biztosít E A gondolkodási folyamatok változatosak, gazdagok M A belső feldolgozás szimbólumokkal és numerikus értékekkel manipulál. E Nagyon meg kell fizetni, és általában nehezen elérhető M Elérhető áron megszerezhető, a helyszínre vihető és sokszorosítható IRE 6/10

6 E M E M Az emberi szakértői tudás és a szakértői rendszerek összehasonlítása 3. Széles látószögből, több aspektusból (Dinamikusan, a helyzettől függően) vizsgálja a problémákat. Szűk technikai látószögű, csak a beépített aspektusokból tud a problémákhoz hozzáállni.. Többszintű modellekkel operál Jellemzően felszíni modelleket használ IRE 6/11 A szakértői rendszerek főbb előnyei Pótolják a szakértőhiányt, elérhető áron terjesztik a szakértői ismereteket A tárgyterület változásait jól követik, a tudásbázist könnyű módosítani Növelik a szakértő képességeit Fokozzák a szakértő produktivitását Megőrzik a szakértelmet Létrehozhatók hagyományos technikával meg nem valósítható rendszerek Mindig következetesek a tanácsadásban Állandóan rendelkezésre állnak Képesek részleges, nem teljeses adatokkal is dolgozni IRE 6/12

7 Különböző szintű információs rendszerek Menedzsment információs rendszer (MIS) Megválaszolható kérdés: Mi az a? Prediktív Menedzsment információs rendszer (PMIS) Megválaszolható kérdés: Mi történik ha? Döntéstámogató rendszer (DSS) Megválaszolható kérdés: Melyik a legjobb alternatíva? IRE 6/13 Döntéstámogató rendszerek A döntéstámogató rendszerek a részlegesen vagy rosszul strukturált helyzetekben, a szervezetek döntéshozóit segítik a technológiai és vezetői döntések meghozatalában. A döntéstámogató rendszerek elsődleges célja az információs technológia segítségével megnövelni a szervezetek döntéshozóinak hatékonyságát. A szakértői rendszerek jól behatárolt szakterülettel, strukturált problémákkal kapcsolatban adnak támogatást A döntéstámogató rendszerek komplex, nehezen strukturálható problémakörökben segíthetnek. IRE 6/14

8 Döntési típusok Mindennapi cselekvésekkel kapcsolatos döntések Vezérléssel kapcsolatos döntések, melyek célja a cselekvések hatékonyságának biztosítása. Menedzseri döntések, melyek célja az erőforrások hatékony felszabadításának biztosítása. Stratégiai döntések, célja a magasabb célok és irányelvek alapján az erőforrások elosztásának biztosítása. IRE 6/15 A döntési folyamatoknál felhasznált információkat befolyásoló legfontosabb tényezők A megszerezhető információk pontossága A részlegesség szükséges szintje Az idői horizont Az információ forrása A felhasználás gyakorisága Az információ naprakészsége IRE 6/16

9 A döntéstámogató rendszerek főbb részei Adatbázis menedzsment rendszer Modellbázis menedzsment rendszer Dialógus generáló és menedzsment rendszer Döntéshozó IRE 6/17 Procedurális Logika alapú Strukturált Tudásábrázoló módszerek (tudásreprezentáció) Rokonsági hierarchiák Logikai nyelvek Produkciós-, szabályalapú reprezentáció Formális nyelvtanok Algebrai kifejezések Szemantikus hálók Keretek ( frame ) Script-ek Döntési fák Neurális hálózatok IRE 6/18

10 A tudásábrázoló technikák jellemzői A procedurális tudásábrázolás előnyei: Könnyű a cselekvésre vonatkozó tudást ábrázolni Könnyű olyan tudást ábrázolni amely heurisztikát is tartalmaz A leíró sémákkal nem kezelhető tudást könnyű leírni A deklaratív tudásábrázolási technikák előnyei: Minden tényt csak egyszer kell ábrázolni Könnyű új tényeket adni a rendszerhez anélkül, hogy a korábbiakat megváltoztatnánk IRE 6/19 A matematikai logika két legfontosabb fejezete Kijelentés (állítás, ítélet) kalkulus: Kijelentésen olyan kijelentő mondatot értünk, amely egyértelműen igaz, vagy hamis. A kijelentés kalkulus tárgya azoknak a következtetési sémáknak az elemzése, amelyek változói helyébe kijelentéseke téve, helyes következtetést kapunk. Ne lehet igaz is meg hamis is: ellentmondástalanság elve Nem lehet az, hogy sem igaz, sem hamis: a kizárt harmadik elve Predikátum kalkulus: Az ítélet kalkulus kiterjesztése, olyan formális nyelv, amelyet tények ábrázolására használunk. IRE 6/20

11 Keretek (Frames) (séma, prototípus, egység) A keretek olyan adatstruktúrák, melyek leíró és procedurális információkat tartalmaznak, előre meghatározott belső kapcsolatban. A keret általános formája: Fej: Keret név: < Név> Leírás: < Szöveg> Szülők: <Szülők listája> Leszármazottja:<Leszármazottak listája> Törzs: rekesz: <név> <tartalom> alrekesz: <név> <tartalom> alrekesz: <név> <tartalom> Törzs vég Fej vég IRE 6/21 Hálók (Nets) Állapotok, állapot-átmenetek, időbeli folyamatok ábrázolására alkalmas Részei: csomópontok (Nodes) és irányított kapcsolatok (Links) okt. 24. születésnap elemei dátum János vendég étel hely torta Éva János háza IRE 6/22