Искусственный интеллект: его истоки и проблемы


Искусственный интеллект: его истоки и проблемы - стр. 12


Все же привлекательность рассуждений, основанных на формальной логике, слишком сильна, чтобы ее игнорировать. Многие важные проблемы, такие как проектирование и проверка логических цепей, проверка корректности компьютерных программ и управление сложными системами, по-видимому, поддаются такому подходу. Вдобавок исследователям автоматического доказательства удалось разработать мощные эвристики, основанные на оценке синтаксической формы логического выражения, которые в результате понижают сложность пространства поиска, не прибегая к используемым людьми методам "ad hoc".

Еще одной причиной неувядающего интереса к автоматическому доказательству теорем является понимание, что системе не обязательно решать особо сложные проблемы без человеческого вмешательства. Многие современные программы доказательств работают как умные помощники, предоставляя людям разбивать задачи на подзадачи и продумывать эвристики для перебора в пространстве возможных обоснований. Программа для автоматического доказательства затем решает более простые задачи доказательства лемм, проверки менее существенных предположений и дополняет формальные аспекты доказательства, очерченного человеком [Воyer и Moore, 1979], [Bundy, 1988], [Veroff, 1997].

1.2.3. Экспертные системы

Одним из главных достижений ранних исследований по ИИ стало осознание важности специфичного для предметной области (domain-specific) знания. Врач, к примеру, хорошо диагностирует болезни не потому, что он располагает некими врожденными общими способностями к решению задач, а потому, что многое знает о медицине. Точно так же геолог эффективно находит залежей ископаемых, потому что он способен применить богатые теоретические и практические знания о геологии к текущей проблеме. Экспертное знание- это сочетание теоретического понимания проблемы и набора эвристических правил для ее решения, которые, как показывает опыт, эффективны в данной предметной области. Экспертные системы создаются с помощью заимствования знаний у человеческого эксперта и кодирования их в форму, которую компьютер может применить к аналогичным проблемам.

Стратегии экспертных систем основаны на знаниях человека-эксперта. Хотя многие программы пишугся самими носителями знаний о предметной области, большинство экспертных систем являются плодом сотрудничества между таким экспертом, как врач, химик, геолог или инженер, и независимым специалистом по ИИ. Эксперт предоставляет необходимые знания о предметной области, описывая свои методы принятия решений и демонстрируя эти навыки на тщательно отобранных примерах. Специалист по ИИ, или инженер по знаниям (knowledge engineer), как часто называют разработчиков экспертных систем, отвечает за реализацию этого знания в программе, которая должна работать эффективно и внешне разумно. Экспертные способности программы проверяют, давая ей решать пробные задачи. Эксперт подвергает критике поведение программы, и в ее базу знаний вносятся необходимые изменения. Процесс повторяется, пока программа не достигнет требуемого уровня работоспособности.

Одной из первых систем, использовавших специфичные для предметной области знания, была система DENDRAL, разработанная в Стэнфорде в конце 1960-х [Lindsay и др., 1980]. DENDRAL была задумана для определения строения органических молекул из химических формул и спектрографических данных о химических связях в молекулах. Поскольку органические молекулы обычно очень велики, число возможных структур этих молекул также весьма внушительно. DENDRAL решает проблему большого пространства перебора, применяя эвристические знания экспертов-химиков к решению задачи определения структуры. Методы DENDRAL оказались весьма работоспособными. Она методично находит правильное строение из миллионов возможных всего за несколько попыток. Данный подход оказался столь эффективным, что "потомки" этой системы до сих пор используются в химических и фармацевтических лабораториях по всему миру.

Программа DENDRAL одной из первых использовала специфичное знание для достижения уровня эксперта в решении задач, однако методика современных экспертных систем связана с другой программой- MYCIN [Buchanan и Shortliffe, 1984]. В ней использовались знания экспертов медицины для диагностики и лечения спинального менингита и бактериальных инфекций крови.

Программа MYCIN, разработанная в Стэнфорде в середине 1970-х, одной из первых обратилась к проблеме принятия решений на основе ненадежной или недостаточной информации. Она выводит ясные и логичные пояснения своих рассуждений, используя структуру управляющей логики, соответствующую специфике предметной области, и критерии для надежной оценки своей работы. Многие методики разработки экспертных систем, использующиеся сегодня, были впервые разработаны в рамках проекта MYCIN (см. главу 7).

К числу других классических экспертных систем относится программа PROSPECTOR, определяющая предполагаемые рудные месторождения и их типы, основываясь на геологических данных о местности [Duda и др., 1979a, 1979b]; программа INTERNIST, применяемая для диагностики в сфере медицины внутренних органов; программа Dipmeter Advisor, интерпретирующая протоколы бурения нефтяных скважин [Smith и Baker, 1983]; и XCON, используемая для настройки компьютеров VAX. Программа XCON была разработана в 1981 г., и одно время все машины VAX, распространяемые компанией Digital Equipment, настраивались этой программой. Многочисленные экспертные системы решают в настоящее время задачи в таких областях, как медицина, образование, бизнес, дизайн и научные исследования [Waterman, 1986], [Durkin, 1994].

Интересно отметить, что большинство экспертных систем были написаны для специализированных предметных областей. Эти области довольно хорошо изучены и располагают четко определенными стратегиями принятия решений. Проблемы, определенные на нечеткой основе "здравого смысла", подобными средствами решить сложнее. Несмотря на воодушевляющие перспективы экспертных систем, было бы ошибкой переоценивать возможности этой технологии. Основные проблемы перечислены ниже.




Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин