Τι είναι τα συστήματα εμπειρογνωμόνων στην τεχνητή νοημοσύνη

Τα συστήματα εμπειρογνωμόνων χρησιμοποιούνται συχνά ως εναλλακτικές λύσεις κατά την αναζήτηση λύσεων σε πολύπλοκα προβλήματα που απαιτούν ένα συγκεκριμένο είδος ανθρώπινων δεξιοτήτων. Ένα σύστημα εμπειρογνωμόνων τεχνητής νοημοσύνης (AI) είναι ένα σύστημα λήψης αποφάσεων με τη χρήση υπολογιστών. Προορίζεται για την αντιμετώπιση δύσκολων ζητημάτων. Χρησιμοποιεί τη γνώση, τη λογική σκέψη και την τήρηση κανόνων για να το κάνει αυτό. Πρόκειται για μια από τις πρώτες πρακτικές εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης.

Τι είναι ένα σύστημα εμπειρογνωμόνων;

Τα συστήματα εμπειρογνωμόνων είναι διαδραστικά, αξιόπιστα εργαλεία λήψης αποφάσεων που βασίζονται σε υπολογιστές και χρησιμοποιούν δεδομένα και ευρετικές μεθόδους για την αντιμετώπιση δύσκολων ζητημάτων λήψης αποφάσεων. Θεωρείται ότι αντιπροσωπεύουν το αποκορύφωμα της ανθρώπινης γνώσης και σοφίας. Η δουλειά ενός συστήματος εμπειρογνωμόνων είναι να επιλύει τα πιο δύσκολα προβλήματα σε έναν συγκεκριμένο τομέα.

Χαρακτηριστικά του συστήματος εμπειρογνωμόνων

Ακολουθούν τα χαρακτηριστικά ενός συστήματος εμπειρογνωμόνων.

• Ένας ανθρώπινος εμπειρογνώμονας μπορεί να αλλάξει, αλλά ένα σύστημα εμπειρογνωμόνων μπορεί να διαρκέσει για πάντα.
• Διευκολύνει τη διανομή της ανθρώπινης εμπειρογνωμοσύνης.
• Το σύστημα εμπειρογνωμόνων μπορεί να ενσωματώσει γνώσεις από πολλούς ανθρώπινους εμπειρογνώμονες, γεγονός που θα αυξήσει την αποτελεσματικότητα των απαντήσεων.
• Μειώνει το κόστος της αναζήτησης συμβουλών από έναν ειδικό σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της ιατρικής διάγνωσης.
• Αντί να χρησιμοποιούν τυποποιημένο διαδικαστικό κώδικα, τα συστήματα εμπειρογνωμόνων μπορούν να χειριστούν πολύπλοκα ζητήματα συμπεραίνοντας νέα γεγονότα από γνωστά γεγονότα γνώσης, τα οποία συνήθως αναπαρίστανται ως κανόνες αν-τότε.

Συστατικά του συστήματος εμπειρογνωμόνων

Υπάρχουν πέντε συνιστώσες του συστήματος εμπειρογνωμόνων στην τεχνητή νοημοσύνη:

• Βάση γνώσης: Η βάση γνώσης περιέχει γεγονότα και κανονισμούς σε ένα σύστημα εμπειρογνωμόνων. Περιλαμβάνει κανόνες για την επίλυση προβλημάτων και τη διατύπωση μεθόδων σχετικών με τον τομέα και τη γνώση σε συγκεκριμένους κλάδους.
• Μηχανή εξαγωγής συμπερασμάτων: Η βασικότερη εργασία της μηχανής εξαγωγής συμπερασμάτων είναι να συλλέγει σχετικές πληροφορίες από τη βάση γνώσης, να τις αναλύει και να προσδιορίζει μια λύση στο πρόβλημα του χρήστη. Οι μηχανές εξαγωγής συμπερασμάτων διαθέτουν επίσης ικανότητες επεξήγησης και αντιμετώπισης προβλημάτων.
• Μονάδα απόκτησης και εκμάθησης γνώσεων: Με τη βοήθεια αυτής της συνιστώσας, τα έμπειρα συστήματα μπορούν να συλλέγουν περισσότερες πληροφορίες από πολυάριθμες πηγές. Στη συνέχεια, η γνώση αποθηκεύεται στη βάση γνώσεων.
• Διεπαφή χρήστη: Με αυτό το στοιχείο, ένας μη ειδικός χρήστης μπορεί να επικοινωνεί με το σύστημα εμπειρογνωμόνων και να αναπτύσσει λύσεις.
• Μονάδα επεξήγησης: Αυτή η ενότητα παρέχει στον χρήστη μια αιτιολόγηση για το συμπέρασμα.

Παραδείγματα συστημάτων εμπειρογνωμόνων

Ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα συστημάτων εμπειρογνωμόνων:

• MYCIN: Μπορούσε να αναγνωρίζει διάφορα βακτήρια που μπορεί να προκαλέσουν οξείες λοιμώξεις και βασιζόταν στην αντίστροφη αλυσίδα. Επιπλέον, θα μπορούσε να προτείνει φάρμακα με βάση το βάρος του ασθενούς. Είναι από τα κορυφαία παραδείγματα ενός συστήματος εμπειρογνωμόνων.
• DENDRAL: Ένα εργαλείο πρόβλεψης μοριακής δομής για χημική ανάλυση.
• CaDet: Είναι ένα από τα καλύτερα παραδείγματα ενός συστήματος εμπειρογνωμόνων που μπορεί να ανιχνεύσει τον καρκίνο στα πρώτα του στάδια.
• PXDES: Το είδος και το στάδιο του καρκίνου του πνεύμονα προσδιορίζονται με τη χρήση του συστήματος εμπειρογνωμόνων PXDES. Λαμβάνει μια φωτογραφία του άνω μέρους του σώματος, η οποία μοιάζει με τη σκιά, για τον εντοπισμό της πάθησης. Αυτή η σκιά καθορίζει το είδος και τη σοβαρότητα.

Οφέλη των συστημάτων εμπειρογνωμόνων

Η χρήση συστημάτων εμπειρογνωμόνων αντί των ανθρώπινων εμπειρογνωμόνων έχει πολλά πλεονεκτήματα:

• Ακρίβεια: Τα συστήματα εμπειρογνωμόνων είναι απρόσβλητα από συναισθηματικές ή ανθρώπινες ανακρίβειες. Βασίζουν τις επιλογές τους σε γεγονότα και κανόνες.
• Μόνιμα: Όταν οι ανθρώπινοι ειδικοί εγκαταλείπουν τις θέσεις τους, οι τεχνικές πληροφορίες μπορούν να ακολουθήσουν. Τα συστήματα που βασίζονται στη γνώση προσφέρουν μια αιώνια δεξαμενή πληροφοριών και γνώσεων.
• Λογική εξαγωγή συμπερασμάτων: Τα συστήματα εμπειρογνωμόνων χρησιμοποιούν διάφορες αρχές, όπως κανόνες “αν-τότε”, για να εξάγουν συμπεράσματα από δεδομένα που είναι ήδη γνωστά.
• Έλεγχος κόστους: Σε σύγκριση με το κόστος πρόσληψης ανθρώπινων ειδικών, τα συστήματα εμπειρογνωμόνων είναι συγκριτικά φθηνά. Μπορούν να βοηθήσουν στη λήψη αποφάσεων πιο γρήγορα και ανέξοδα.
• Αρκετοί εμπειρογνώμονες: Η βάση γνώσεων ενός συστήματος εμπειρογνωμόνων συμπληρώνεται από πολλούς εμπειρογνώμονες. Αυτό δίνει περισσότερες πληροφορίες προς αξιοποίηση και εμποδίζει έναν εμπειρογνώμονα να επηρεάσει τη διαδικασία λήψης αποφάσεων.

Χρήση συστημάτων εμπειρογνωμόνων

• Έχει ευρύ φάσμα εφαρμογών στο σχεδιασμό και την κατασκευή απτών αντικειμένων, όπως ο σχεδιασμός και η παραγωγή αυτοκινήτων και φακών φωτογραφικών μηχανών.
• Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως στον τομέα της γνώσης για τη διάδοση σχετικών πληροφοριών στους χρήστες. Οι φορολογικοί σύμβουλοι και οι σύμβουλοι είναι τα δύο τυπικά συστήματα εμπειρογνωμόνων που χρησιμοποιούνται για το θέμα αυτό.
• Χρησιμοποιείται στον χρηματοπιστωτικό τομέα για τον εντοπισμό κάθε πιθανής απάτης και ύποπτης συμπεριφοράς.
• Το σύστημα εμπειρογνωμόνων στην τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιείται στην αξιολόγηση και την επισκευή εξοπλισμού. Το σύστημα συστήματος εμπειρογνωμόνων χρησιμοποιείται στην ιατρική διάγνωση και ήταν η πρώτη εφαρμογή αυτών των συστημάτων.

Συμβατικό σύστημα έναντι συστήματος εμπειρογνωμόνων

Η κρίσιμη διαφορά μεταξύ των συστημάτων εμπειρογνωμόνων και του συμβατικού λογισμικού επίλυσης προβλημάτων είναι η μέθοδος που χρησιμοποιείται για την κωδικοποίηση της εμπειρογνωμοσύνης που σχετίζεται με το πρόβλημα. Στις παραδοσιακές εφαρμογές, τόσο οι δομές δεδομένων όσο και τα προγράμματα χρησιμοποιούνται για την κωδικοποίηση της εμπειρογνωμοσύνης του προβλήματος. Όλη η εμπειρογνωμοσύνη που σχετίζεται με το πρόβλημα αναπαρίσταται μόνο σε δομές δεδομένων και όχι σε προγράμματα, στη μέθοδο των εμπειρογνωμόνων.

Τα συμβατικά συστήματα δεν είναι σε θέση να εξηγήσουν μια συγκεκριμένη λύση σε ένα πρόβλημα. Τα συστήματα αυτά στοχεύουν στην παροχή απλών λύσεων. Ωστόσο, τα συστήματα εμπειρογνωμόνων μπορούν να αιτιολογήσουν γιατί απαιτούνται ορισμένες πληροφορίες κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας και πώς επιτεύχθηκε ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα.

Συνήθως, ένα σύστημα εμπειρογνωμόνων εκτελεί τα συμπεράσματά του με συμβολικούς υπολογισμούς χρησιμοποιώντας τα σύμβολα της γνώσης, όπως οι κανόνες, οι διάφορες μορφές δικτύων, τα πλαίσια, τα σενάρια κ.λπ. Ωστόσο, οι όροι αυτοί δεν μπορούν να εκφραστούν από τα παραδοσιακά συστήματα. Υπεραπλουστεύουν τα ζητήματα και δεν μπορούν να διατυπώσουν τα ερωτήματα “πώς, γιατί”.

Ανθρώπινος εμπειρογνώμονας έναντι συστήματος εμπειρογνωμόνων

Η σημαντική διάκριση μεταξύ των συστημάτων εμπειρογνωμόνων στην τεχνητή νοημοσύνη και των ανθρώπινων εμπειρογνωμόνων είναι ότι τα συστήματα εμπειρογνωμόνων επεξεργάζονται τη γνώση που αναπαρίσταται με τη μορφή κανόνων και χρησιμοποιούν την αναπαραστατική συλλογιστική σε έναν περιορισμένο τομέα, ενώ οι ανθρώπινοι εμπειρογνώμονες χρησιμοποιούν τη γνώση με τη μορφή ευρετικών κανόνων για την επίλυση προβλημάτων σε έναν περιορισμένο τομέα.

Τα συστήματα εμπειρογνωμόνων είναι πάντα προσβάσιμα, σε αντίθεση με τους ανθρώπινους εμπειρογνώμονες, οι οποίοι είναι διαθέσιμοι μόνο κατά τη διάρκεια ορισμένων ωρών της ημέρας. Τα συστήματα εμπειρογνωμόνων χειρίζονται οποιοδήποτε πρόβλημα σε σύντομο χρονικό διάστημα, ενώ οι ανθρώπινοι εμπειρογνώμονες μπορούν να πάρουν το χρόνο τους.

Εν κατακλείδι, τα συστήματα εμπειρογνωμόνων είναι διαδραστικά και αξιόπιστα στην επίλυση πολύπλοκων ζητημάτων. Χρησιμοποιούνται σε προγράμματα για το ανθρώπινο δυναμικό, την ιατρική και άλλους σκοπούς. Η βελτίωση της ποιότητας των αποφάσεων, η εξοικονόμηση κόστους, η συνέπεια, η ταχύτητα και η αξιοπιστία είναι μερικά από τα κύρια πλεονεκτήματα των συστημάτων εμπειρογνωμόνων στην τεχνητή νοημοσύνη.