Pr ofesor ofesor : D r . Eduar do Eloy El oy Loza Pacheco, Pacheco, materi a: Siste Sistemas mas Ex per per tos Sistemas Expertos
Un sistema Experto (SE) es básicamente un software de computadora basado en conocimientos y raciocinio que lleva a cabo tareas que generalmente solo realiza el ser humano; es decir es un software que imita el comportamiento humano en el sentido de que utiliza la información que les es proporcionada para dar una opinión sobre un tema en especial. Un sistema experto (SE) es un software de computadora interactivo que contiene la experiencia, conocimiento y habilidad propios de una persona o grupos de personas especialistas en un área particular del conocimiento humano, de manera que permitan resolver problemas específicos de ese área de manera inteligente y satisfactoria
Tipos de Sistemas expertos. : Se pueden distinguir dos sistemas basados en Por l a for ma en en almacenar almacenar conocimi conocimi ento reglas y sistemas basados en probabilidad. En el primer caso el conocimiento se almacena en forma de hechos y reglas y su motor de inferencia funciona usando encadenamiento hacia adelante o hacia atrás (forward reasoning y backwardreasoning), mientras que el segundo la base de conocimiento está constituida por hechos y sus dependencias probabilísticas y su motor de inferencia funciona mediante la evaluación de probabilidades condicionales.
Elementos Base de Conocimiento
Modelo probabilístico Abstracto: estructura probabilística Concreto: Hechos Motor de Inferencias Evaluación de las probabilidades condicionales (Teorema de Bayes) Subsistema de explicación Basado en probabilidades condicionales Adquisición de Espacio probabilístico y Conocimiento parámetros Subsistema de aprendizaje Cambio en la estructura del espacio probabilístico. Cambio en los parámetros
Modelo Basado en reglas Abstracto: Reglas Concreto: Hechos Encadenamiento adelante y atrás.
hacia
Basado en reglas Activas Reglas y hechos Nuevas reglas Cambio en los factores de certeza.
Pr ofesor : D r . Eduar do Eloy Loza Pacheco, materi a: Sistemas Ex pertos Por la naturaleza de la tarea a realizar:
Diagnostico o clasificación: se conocen las soluciones y se tratan de clasificarlas en función de una serie de datos. Por ejemplo: Sistema de diagnóstico médico. Monitorización: Análisis del comportamiento de un sistema buscando posibles fallos, en este caso contemplar la evolución del sistema pues no siempre los mismos datos dan lugar a mismas soluciones. Diseño: Se busca la construcción de la solución a un problema, que en principio es desconocida, a partir de datos y restricciones a satisfacer. Predicción: Se estudia el comportamiento de un sistema y este como puede comportase en el futuro.
Por la interacción con el usuario:
Apoyo: El sistema aconseja al usuario, que mantiene la capacidad de una última decisión (usuario experto). Por ejemplo diagnóstico médico. Control: el sistema actúa directamente sin intervención humana (Sistema no guiado). Critica: Su misión es analizar y criticar las decisiones tomadas por el usuario. Ejemplo sistemas educativos.
Por la limitación del tiempo para tomar decisiones:
Tiempo ilimitado: Por ejemplo donde el análisis no necesita ser inmediato. Tempo limitado (tiempo real): sistemas que necesitan actuar monitoreando o controlando dispositivos de hardware por o lo que las decisiones tiene que ser casi inmediatas frente a los problemas que surjan. Por ejemplo el control de una red de telecomunicaciones, planta de energía eléctrica, nuclear, etc.
Por la variabilidad temporal del conocimiento.
Estáticos: La base del conocimiento no se latera durante el proceso de decisión. Dinámicos: Ocurren cambios en la base del conocimiento durante la toma de decisiones. Estos cambios pueden ser predecibles o impredecibles y además pueden, bien añadir información o modificar la ya existente.
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Por la naturaleza del conocimiento almacenado
Basado en experiencia: el conocimiento se basa en experiencias o hechos sucedidos conocidos por el experto, pero sin que exista una causa clara para los efectos que se observan. Basado en relaciones causa-efecto: sistemas relacionados con entidades físicas que responden a determinados estímulos.
Por la certeza de la información
Completa: Se conocen todos los datos y reglas necesarias para la decisión. Incompleta: datos incompletos (No se puede tomar la decisión), datos inciertos (no confirmados), Conocimiento ambiguo (reglas no siempre validas), Terminología ambigua (dobles sentidos)
Historia de los Sistema Expertos Los sistemas expertos nacieron en la década de los años setenta del siglo 20. En aquellos tiempos se creía que con unas pocas leyes de razonamiento junto con potentes computadoras obtendríamos resultados brillantes. Los primeros investigadores fueron Alan Newell y Herbert Simon desarrollaron el sistema el GPS (General problema Solver). Sistema que era capaz de resolver problemas como las torres de Hanói y otros similares, pero este no podía solucionar problemas reales como dar un diagnóstico médico. Fue cuando algunos investigadores pensaron en cambiar el enfoque del problema ahora se dedicarían a resolver problemas específicos de un área del conocimiento, intentando simular el razonamiento humano. En vez de dedicarse a computarizar la inteligencia artificial, se centraron en dominios del conocimiento muy concretos así nacieron los sistemas expertos. El primer SE que causo gran impacto fue desarrollado en 1965 con el fin de identificar estructuras químicas: el programa se llamó DENDRAL. Los que este SE hacía, al igual que los Se de esa época, era tomar unas hipótesis relevantes como soluciones posibles y someterlas a prueba comparándolas con los datos. El nombre DENDRAL significa árbol en griego. Fue bautizado así porque lo que hacía el programa era buscar en un árbol de posibilidades las estructuras del compuesto.
Pr ofesor : D r . Eduar do Eloy Loza Pacheco, materi a: Sistemas Ex pertos El siguiente SE fue Mycin, en 1972, su aplicación era detectar trastornos en la sangre y recetar los medicamentos requeridos. Fue tal el éxito que se llegó a usarse en algunos hospitales. Para 1973 se creó Tieresias, cuya función era la de servir de interprete o interfaz entre los especialistas que manejaba Mycin cuando introducían nuevos conocimiento. Tieresias entraba en acción cuando Mycin cometía un error en un diagnóstico, por falta de información o por alguna falla en el árbol de desarrollo de teoría, corrigiendo la regla que generaba el resultado o bien destruyéndola. En 1980 se implanto en la compañía Digital Equipment Corporation (DEC) el primer SE: El XCON. Se dedicaron dos años de desarrollo para su creación, valió la pena pues a pesar que en el primer intento (1979) de implantarse solo consiguió resolver 20% de las 95% configuraciones requeridas por el cliente de las computadoras que salieron de DEC, se volvió al laboratorio y un año más tarde la empresa ahorro 40 millones de dólares. Para los años comprendidos entre 1980 y 1985 se crearon SE, tales como DELTA de la General Electric Co. Que reparaba maquinas diésel y eléctricas, o como Aldo en Disco que reparaba calderas hidrostáticas giratorias usadas para la eliminación de bacterias. En esa misma época surgen empresas dedicadas a desarrollar sistemas expertos, las cuales supusieron en conjunto una inversión de más de 300 millones de dólares. Los productos más importantes que creaban estas compañías eran las maquinas LISP, las cuales consistían en una computadoras que ejecutaban programas en LISP con la misma rapidez que en un computadora central. Desgraciadamente para DEC, el SE que antes era un gran ahorro dejo de ser rentable en 1987, debido que al actualizarlo llegaron a gastar más de dos millones de dólares al año para darle mantenimiento, por lo que su beneficio quedo en duda y fue descontinuado; algo similar ocurrió con DELTA. A continuación una tab la de los Se mas relevantes. Sistema DENDRAL
Fecha 1965
Autor Stanford
Macsyma
1965
MIT
HearSay
1965
Carnegie-Mellon
Mycin
1972
Stanford
Tieresias
1972
Stanford
Aplicación Deduce información sobre estructuras químicas Análisis matemático complejo Interpreta en lenguaje Natural un subconjunto del idioma. Diagnóstico para enfermedades de sangre Herramienta para la trasformación de conocimientos
Pr ofesor : D r . Eduar do Eloy Loza Pacheco, materi a: Sistemas Ex pertos Porspector
1972
Stanford
Age
1973
Stanford
OPS5
1974
Carnegie-Mellon
Caduceus
1975
Universidad de Pitsbrg
Rosie
1978
Rand
R1
1978
Carnegie-Mellon
Exploración mineral y herramientas de identificación Herramienta para generar sistemas expertos Herramienta para desarrollo de sistemas expertos Herramienta de diagnóstico para medicina interna. Herramienta de desarrollo de sistemas Expertos. Configurador de equipos de computación para DEC
