AI7b.pdf

1 Przykłady zastosowa ń systemów ekspertowych

Jakiego rodzaju systemy eksperckie spotyka si ę obecnie? Do pocz ą tku lat 80-tych były to głównie

eksperymentalne systemy rozwijane w celach badawczych. Obecnie mówi si ę o technologii budowy takich

systemów. Mo ż na wyró ż ni ć wiele zastosowa ń SE.

Systemy kontrolne pozwalaj ą ce na sterowanie skomplikowanymi systemami, takimi jak automatyczne zakłady

produkcyjne itp.

Systemy diagnostyczne to jedno z najbardziej popularnych zastosowa ń SE, w zagadnieniach technicznych,

medycynie, analizie chemicznej i wielu innych problemach.

Systemy testuj ą ce pomagaj ą przy znajdywaniu problemów i mog ą by ć cz ęś ci ą systemów kontrolnych lub

systemów diagnostycznych.

Systemy naprawcze nie tylko prowadz ą testy ale i planuj ą działania korekcyjne. Mo ż na do nich zaliczy ć

równie ż niektóre systemy medyczne, zalecaj ą ce leczenie.

Systemy projektuj ą ce wspomagaj ą prace projektowe, takie jak projektowanie układów elektronicznych, CAD

czy CAM.

Systemy edukacyjne czyli CAI, lub ICAI (Intelligent Computer Aided Instruction), a wi ę c inteligentne

wspomaganie nauczania, systemy algebry symbolicznej.

Systemy interpretuj ą ce wspomagaj ą ce analiz ę i interpretacj ę informacji, wydobywanie informacji z baz

danych, interpretuj ą ce dane geologiczne.

Systemy planistyczne wspomagaj ą ce strategiczne działanie i planowanie zada ń , np. planowanie syntezy

zwi ą zków chemicznych czy budowy systemów komputerowych.

Systemy prognostyczne wspomagaj ą ce wyci ą ganie wniosków i przewidywanie tendencji.

Pojawiło si ę te ż sporo metasystemów, a wi ę c systemów do budowania systemów, akwizycji wiedzy. Stopie ń

komplikacji systemu okre ś la si ę najcz ęś ciej podaj ą c liczb ę reguł. Systemy zawieraj ą ce około 500 reguł daj ą

niezłe rezultaty, systemy powy ż ej 1000 reguł mog ą by ć powolne i mało stabilne.

1.1 Tworzenie baz wiedzy: system TEIRESIAS

System ten słu ż y do wspomagania tworzenia baz wiedzy. Powstał jako cz ęść projektu tworzenia SE o nazwie

MYCIN, dla potrzeb medycznych. Gromadzenie wiedzy wymaga by in ż ynier wiedzy sp ę dził du ż o czasu z

ekspertem, nauczył si ę jego j ę zyka i zadawał odpowiednie pytania - w pewnym sensie sam musi sta ć si ę

ekspertem. Celem systemu TEIRESIAS jest zast ą pi ć specjalist ę od tworzenia baz wiedzy w po ś rednictwie z

ekspertem. System ten wspomaga dodawanie, modyfikowanie i usuwanie bł ę dów z bazy danych. Dzi ę ki temu

programowi ekspert mo ż e naucza ć baz ę wiedzy podobnie, jak nauczałby młodego adepta robi ą cego bł ę dy.

Ekspert nie zawsze wie, jak najlepiej sformułowa ć wiedz ę na dany temat, st ą d system sam podsuwa pewne

sugestie. System pozwala równie ż definiowa ć meta-reguły, zawieraj ą ce informacj ę o strategii rozwi ą zywania

problemu. Meta-wiedza to równie ż wiedza o sobie samym - o tym co program wie, jakie ma ograniczenia.

Podej ś cie systemu polega na prezentowaniu bł ę dnych wniosków i rozumowania zmuszaj ą c eksperta do

stwierdzenia, co takiego on wie, czego nie wie system. Ekspert znajduje bł ą d w wynikach działania systemu i

wywołuje TEIRESIAS by prze ś ledzi ć drog ę rozumowania lub ekspert stwierdza, ż e system zadaje niepotrzebnie

pytanie i stara si ę prze ś ledzi ć dlaczego. Pozwalaj ą na to dwa polecenia: HOW i WHY. HOW, czyli JAK,

oznacza „jak to okre ś li ć ” i wymaga zacytowania odpowiedniej reguły pozwalaj ą cej na rozstrzygni ę cie jeszcze

nie wyja ś nionych kwestii (w ę zły poni ż ej tego, w którym system si ę w danym momencie znajduje). WHY, czyli

DLACZEGO, wymaga wyja ś nienia dlaczego zadane przez system pytanie jest wa ż ne, odwołania si ę do reguł,

2 Wst ę p do Metod Sztucznej Inteligencji

które nas do danego w ę zła doprowadziły. Zakłada si ę tu, ż e przedstawienie sposobu działania programu mo ż e

nast ą pi ć na poziomie szczegółów zrozumiałych i u ż ytecznych dla eksperta - nie wszystkie systemy na to

pozwalaj ą .

System TEIRESIAS stosowano pocz ą tkowo do systemu eksperckiego MYCIN, zajmuj ą cego si ę infekcjami

bakteryjnymi.

1.2 Zastosowania w medycynie

Jednym z pierwszych projektów zastosowania systemów eksperckich w medycynie był MYCIN, program do

diagnostyki i terapii chorób zaka ź nych. Prac ę nad tym systemem rozpocz ę to w Stanfordzie w 1972 roku a w

rozwini ę tej formie system dost ę pny był ju ż w 1976 roku. Program podejmował decyzje w czterech etapach:

okre ś laj ą c, czy pacjent ma powa ż n ą infekcj ę bakteryjn ą czy inny problem, okre ś laj ą c jakie bakterie mogły j ą

wywoła ć ; wybieraj ą c lekarstwa, które mo ż na w tym przypadku zastosowa ć ; okre ś laj ą c terapi ę . Próbki pobrane z

miejsca infekcji przesyłane s ą do laboratorium celem wyhodowania z nich kultur bakteryjnych. Podstawowe

moduły tego programu to:

v baza wiedzy

v baza danych pacjenta (opis przypadku)

v program konsultacyjny, zadaj ą cy pytania, wyci ą gaj ą cy wnioski i daj ą cy porady

v program wyja ś niaj ą cy, uzasadniaj ą cy porady

v program gromadzenia wiedzy, pozwalaj ą cy na modyfikacj ę i rozszerzania bazy wiedzy

Dwa ostanie moduły nale żą do systemu TEIRESIAS. Wiedza zapisana jest w postaci reguł produkcji, list (np.

listy znanych bakterii powoduj ą cych infekcje), tabel wła ś ciwo ś ci leków czy bakterii, systemu klasyfikacji

parametrów klinicznych, okre ś laj ą cego kontekst, w którym mo ż na je stosowa ć . Zbiór powi ą zanych ze sob ą reguł

reprezentowany jest w postaci drzewa zawieraj ą cego w ę zły typu AND i OR. Typowa reguła wygl ą da

nast ę puj ą co:

REGUŁA 095

IF Kultura bakteryjna rozwin ę ła si ę we krwi i odczyn jest gramopozytywny i bakterie

wnikn ę ły przez jelito i ż oł ą dek lub miednica s ą miejscem infekcji

THEN Istniej ą silne poszlaki, ż e klas ą bakterii, które s ą za to odpowiedzialne s ą Enterobacteriacae.

Przykładem metareguł w tym systemie (jest nast ę puj ą ca reguła:

META-REGUŁA 001

IF (1) infekcja ma charakter brzuszny i

(2) u ż yto reguł które wspominaj ą o Enterobacteriacae i

(3) u ż yto reguł wspominaj ą cych o pałeczkach grampozytywnych

THEN z poziomem ufno ś ci 0.4 mo ż na stwierdzi ć , ż e reguły dotycz ą ce

Enterobacteriacae powinny by ć u ż yte przed regułami dotycz ą cymi pałeczek.

Meta-reguła nie odwołuje si ę do ż adnych specyficznych reguł, okre ś la tylko kolejno ść stosowania grup reguł.

Procedura opisu lub wyja ś nienia cofa si ę po drzewie mo ż liwo ś ci od rezultatu do warunków reguły, których

spełnienie jest wynikiem innych reguł lub danych z testów diagnostycznych.

MYCIN podaje si ę dane bakteriologiczne, czasy pobierania próbek i inne wiadomo ś ci, których domaga si ę

system. Na pocz ą tku padaj ą typowe pytania: nazwisko, płe ć , wiek.

4) Czy okre ś lono mikrobiologicznie rodzaj mo ż liwej infekcji?

Tak

5) Jakiego rodzaju jest to infekcja?

Primary-Bacteremia

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: