Рассмотрим указанные на рис. 1.3 типы задач подробнее [1].
· Интерпретация данных. Это одна из традиционных задач для экспертных систем. Под интерпретацией понимается процесс определения смысла данных, результаты которого должны быть согласованными и корректными. Обычно предусматривается многовариантный анализ данных.
§ Обнаружение и идентификация различных типов океанских судов по результатам аэрокосмического сканирования – SIAP;
§ определение основных свойств личности по результатам психодиагностического тестирования в системах ABTAНTECT, МИКРОЛЮШЕР и др.
Рис. 1.3. Классификация экспертных систем
Диагностика. Под диагностикой понимается процесс соотнесения объекта с некоторым классом объектов и/или обнаружение неисправности в некоторой системе. Неисправность - это отклонение от нормы. Такая трактовка позволяет с единых теоретических позиций рассматривать неисправность оборудования в технических системах, и заболевания живых организмов, и всевозможные природные аномалии. Важной спецификой является здесь необходимость понимания функциональной структуры («анатомии») диагностирующей системы.
§ Диагностика и терапия сужения коронарных сосудов - ANGY;
§ диагностика ошибок в аппаратуре и математическом обеспечении ЭВМ – система CRIB и др.
·Мониторинг. Основная задача мониторинга – непрерывная интерпретация данных в реальном масштабе времени и сигнализация о выходе тех или иных параметров за допустимые пределы. Главные проблемы – «пропуск» тревожной ситуации и инверсная задача «ложного» срабатывания. Сложность этих проблем в размытости симптомов тревожных ситуаций и необходимость учета временного контекста.
§ Контроль за работой электростанций СПРИНТ, помощь диспетчерам атомного реактора – REACTOR; .
§ контроль аварийных датчиков на химическом заводе – FALCON и др.
· Проектирование. Проектирование состоит в подготовке спецификаций на создание «объектов» с заранее определенными свойствами. Под спецификацией понимается весь набор необходимых документов – чертеж, пояснительная записка и т.д. Основные проблемы здесь – получение четкого структурного описания знаний об объекте и проблема «следа». Для организации эффективного проектирования и в еще большей степени перепроектирования необходимо формировать не только сами проектные решения, но и мотивы их принятия. Таким образом, в задачах проектирования тесно связываются два основных процесса, выполняемых в рамках соответствующей ЭС: процесс вывода решения и процесс объяснения.
■ Проектирование конфигураций ЭВМ VAX – 11/780 в системе XCON (или R1), проектирование БИС – CADHELP;
■ синтез электрических цепей – SYN и др.
· Прогнозирование. Прогнозирование позволяет предсказывать последствия некоторых событий или явлений на основании анализа имеющихся данных. Прогнозирующие системы логически выводят вероятные следствия из заданных ситуаций. В прогнозирующей системе обычно используется параметрическая динамическая модель, в которой значения параметров «подгоняются» под заданную ситуацию. Выводимые из этой модели следствия составляют основу для прогнозов с вероятностными оценками.
■ Предсказание погоды - система WILLARD;
■ оценки будущего урожая - PLANT;
■ прогнозы в экономике - ECON и др.
· Планирование. Под планированием понимается нахождение планов действий, относящихся к объектам, способным выполнять некоторые функции. В таких ЭС используются модели поведения реальных объектов с тем, чтобы логически вывести последствия планируемой деятельности.
■ Планирование поведения робота - STRIPS;
■ планирование промышленных заказов - ISIS;
■ планирование эксперимента - MOLGEN и др.
· Обучение. Под обучением понимается использование компьютера для обучения какой-то дисциплине или предмету. Системы обучения диагностируют ошибки при изучении какой-либо дисциплины с помощью ЭВМ и подсказывают правильные решения. Они аккумулируют знания о гипотетическом «ученике» и его характерных ошибках, затем в работе они способны диагностировать слабости в познаниях обучаемых и находить соответствующие средства для их ликвидации. Кроме того, они планируют акт общения с учеником в зависимости от успехов ученика с целью передачи знаний.
■ Обучение языку программирования ЛИСП в системе «Учитель ЛИСПа»;
■ система PROUST - обучение языку Паскаль и др.
· Управление. Под управлением понимается функция организованной системы, поддерживающая определенный режим деятельности. Такого рода ЭС осуществляют управление поведением сложных систем в соответствии с заданными спецификациями.
■ Помощь в управлении газовой котельной - GAS;
■ управление системой календарного планирования Project Assistant и др.
· Поддержка принятия решений. Поддержка принятия решения – это совокупность процедур, обеспечивающая лицо, принимающее решения необходимой информацией и рекомендациями, облегчающими процесс принятия решения. Эти ЭС помогают специалистам выбрать и/или сформировать нужную альтернативу среди множества выборов при принятии ответственных решений.
■ Выбор стратегии выхода фирмы из кризисной ситуации - CRYSIS;
■ помощь в выборе страховой компании или инвестора - CHOICE и др.
В общем случае все системы, основанные на знаниях, можно подразделить на системы, решающие задачи анализа, и на системы, решающие задачи синтеза. Основное отличие задач анализа от задач синтеза заключается в том, что если в задачах анализа множество решений может быть перечислено и включено в систему, то в задачах синтеза множество решений потенциально не ограничено и строится из решений компонент или подпроблем. Задачами анализа являются: интерпретация данных, диагностика, поддержка принятия решения; к задачам синтеза относятся проектирование, планирование, управление. Комбинированные системы обеспечивают обучение, мониторинг и прогнозирование [1].