Искусственный интеллект: как создать свою экспертную систему?

Никита Борисович Культин, 2023

Книга представляет собой краткое практическое руководство по созданию экспертной системы на базе свободно распространяемой оболочки UNGIN. В объеме, необходимом для начинающего разработчика, кратко изложены основы теории экспертных систем. На конкретных примерах показан процесс создания экспертной системы.Для студентов, молодых ученых различных предметных областей и всех, кому интересна задача применения экспертных систем для решения практических проблем.

Искусственный интеллект и экспертная система

В настоящее время искусственный интеллект зачастую сводят к машинному обучению, что не совсем правильно. Машинное обучение (machine learning) и его разновидности, например, нейросети (neural network), это — технология, позволяющая решать задачи из области искусственного интеллекта (распознавание образов, распознавание речи, машинный перевод, анализ больших данных и т.д.). Другой технологией искусственного интеллекта являются экспертные системы (expert system).

Искусственный интеллект — раздел информатики, связанный с разработкой интеллектуальных программ для компьютеров.

Экспертная система (ЭС) — компьютерная программа, использующая экспертные знания для обеспечения высокоэффективного решения задач в узкой предметной области.

Есть и другие определения термина"экспертная система".

Под экспертной системой понимается система, объединяющая возможности компьютера со знаниями и опытом эксперта в такой форме, что система может предложить разумный совет или осуществить разумное решение поставленной задачи.

Экспертные системы призваны решать те задачи, где, как принято считать, невозможно обойтись без эксперта-человека.

При реализации экспертной системы важным вопросом является выбор архитектуры и языка программирования.

Существует два основных подхода к созданию экспертной системы. Первый подход предполагает использование языка логического программирования, второй — универсального процедурного или объектно-ориентированного языка программирования. При использовании универсального языка программирования база знаний о предметной области может быть встроена в код программы (реализуется при помощи инструкций if-then-else) или отделена кода и помещена во внешний текстовый файл.

Знания о предметной области меняются во времени — уточняются характеристики объектов и связи между ними, выявляются новые связи, правила поведения объектов, факты. Изменение знания о предметной области требует изменений поведения экспертной системы, изменения базы знаний. Исходя из этого, можно утверждать, что архитектура экспертная система должна быть открытой, т.е. у пользователя должна быть возможность"повышения квалификации"экспертной системы в процессе ее использования путем корректировки базы знаний, причем, желательно, без привлечения программистов. Указанному требованию соответствует экспертная система, в которой база знаний отделена от кода и представлена совокупностью правил логического вывода, находящихся во внешнем текстовом файле доступном для редактирования. В такой архитектуре программный код, реализующий интерфейс пользователя, механизм заключений и объясняющую систему, называют оболочкой экспертной системы, при этом задача создания экспертной системы сводиться к задаче создания базы знаний — совокупности правил логического вывода.