دانلود تحقیق مقدمه ای بر سیستمهای خبره

مقدمه ای بر سیستمهای خبره
سیستم خبره چیست؟

اولین قدم در حل هر مسئله ای تعریف دامنه یا محدوده آن است.

این نکته همانطور که در مورد روشهای برنامه نویسی متعارف صحت دارد، در مورد هوش مصنوعی نیز درست است.

اما به خاطر اسراری که از قبل در مورد هوش مصنوعی ( AI ) وجود داشته، هنوز هم برخی مایلند این عقیده قدیمی را باور کنند که " هر مسئله ای که تا به حال حل نشده باشد یک مسئله هوش مصنوعی است".

تعریف متداول دیگری به این صورت وجود دارد " هوش مصنوعی کامپیوترها را قادر می سازد که کارهایی شبیه به آنچه در فیلمها دیده می شود انجام دهند".چنین تفکراتی در دهه 1970 میلادی رواج داشت، یعنی درست زمانی که هوش مصنوعی در مرحله تحقیق بود ولی امروزه مسائل واقعی بسیاری وجود دارند که توسط هوش مصنوعی و کاربردهای تجاری آن قابل حلند.

اگرچه برای مسائل کلاسیک هوش مصنوعی از جمله ترجمه زبانهای طبیعی، فهم کلام و بینایی هنوز راه حل عمومی یافت نشده است، ولی محدود کردن دامنه مسئله می تواند به راه حل مفیدی منجر شود.

به عنوان مثال، ایجاد یک « سیستم زبان طبیعی ساده » که ورودی آن جملاتی با ساختار اسم، فعل و مفعول باشد کار مشکلی نیست.

در حال حاضر، چنین سیستمهایی به عنوان یک واسط در ایجاد ارتباط کاربر پسند با نرم افزارهای بانک اطلاعاتی و صفحه گسترده ها به خوبی عمل می کنند.

در حقیقت (پاره) جملاتی که امروزه در برنامه های کامپیوتری مخصوص بازی و سرگرمی به کار می روند توان بالای کامپیوتر در فهم زبان طبیعی را به نمایش می گذارند.

همان طور که شکل 1-1 نشان میدهد، هوش مصنوعی شامل چندین زیر مجموعه است.

زیر مجموعه سیستمهای خبره یکی از موفق ترین راه حلهای تقریبی برای مسائل کلاسیک هوش مصنوعی است.

پروفسور فیگن بام از دانشگاه استانفورد یکی از پیشکسوتان تکنولوژی سیستم های خبره، تعریفی در مورد سیستمهای خبره دارد : « ...

یک برنامه کامپیوتری هوشمند که از دانش و روشهای استنتاج برای حل مسائلی استفاده می کند که به دلیل مشکل بودن، نیاز به تجربه و مهارت انسان » (Feigenbaum 82 ).

بنابراین سیستم خبره یک سیستم کامپیوتری است که از قابلیت تصمیم گیری افراد خبره، تقلید می نماید.

لغت تقلید به این معناست که سیستم خبره سعی دارد در تمام جنبه ها شبیه فرد خبره عمل کند.

عمل تقلید از شبیه سازی قوی تر است چون در شبیه سازی تنها در بعضی موارد شبیه چیزهای واقعی عمل می شود.

اگرچه هنوز یک برنامه چند منظوره برای حل مسائل ایجاد نشده است، ولی سیستمهای خبره در محدوده های خاص به خوبی عمل می کنند.

برای اثبات موفقیت سیستمهای خبره فقط کافی است که کاربردهای متعدد سیستمهای خبره را در تجارت، پزشکی، علوم مهندسی ملاحظه نمود و یا کتابها، مجلات، سمینارها و محصولات نرم افزاری اختصاص یافته به سیستمهای خبره را مشاهده کرد.

سیستمهای خبره یکی از شاخه های هوش مصنوعی است که همچون یک فرد خبره با استفاده وسیع از دانش تخصصی به حل مسائل می پردازد.

فرد خبره کسی است که در یک زمینه خاص دارای تجربه و مهارت و در یک کلام خبرگی است.

بنابراین فرد خبره دارای دانش یا مهارت خاصی است که برای بیشتر مردم ناشناخته و یا غیر قابل دسترسی است.

فرد خبره مسایلی را حل می کند که یا توسط دیگران قابل حل نیست و یا او مؤثرترین ( و البته نه ارزانترین) راه حل را برای آن مسئله ارائه می دهد.

وقتی سیستمهای خبره اولین بار در دهه 1970 توسعه یافتند، فقط دارای دانش خبرگی بودند.

ولی لغت سیستم خبره امروزه اغلب به هر سیستمی اطلاق می شود که از تکنولوژی سیستم خبره استفاده می کند.

این تکنولوژی می تواند شامل زبانهای خاص سیستمهای خبره، برنامه ها و سخت افزارهای طراحی شده برای کمک به توسعه و اجرای سیستمهای خبره باشد.

دانش موجود در سیستمهای خبره می تواند شامل تجربه و یا دانشی باشد که از طریق کتب، مجلات و افراد دانشمند قابل دسترسی است.

اصطلاحات سیستم خبره، سیستم مبتنی بر دانش و یا سیستم خبره مبتنی بر دانش، به طور مترادف به کار می روند.

بیشتر مردم از اصطلاح سیستم خبره به دلیل کوتاه بودنش استفاده می کنند.

این در حالی است که ممکن است حتی در آن سیستم خبره هیچ تجربه و مهارتی وجود نداشته و فقط شامل دانش عمومی باشد.

شکل 2-1 مفهوم بنیانی یک سیستم خبره مبتنی بر دانش را نشان می دهد.

کاربر حقایق (یا وقایع) و یا سایر اطلاعات را به سیستم خبره داده و در پاسخ، تجربه، تخصص و توصیه های عالمانه و در یک کلام خبرگی دریافت می کند.

از نظر ساختار داخلی، سیستم خبره از دو بخش اصلی تشکیل می شود.

بخش اول پایگاه دانش است.

این پایگاه حاوی دانشی است که بخش دوم یعنی موتور استنتاج به کمک آن نتیجه گیری می کند.

این نتایج، پاسخ سیستم خبره به سوالات کاربر می باشد.

سیستمهای مبتنی بر دانش کارا طوری طراحی شده اند که بتواند به عنوان یک دستیار هوشمند برای افراد خبره عمل کنند.

این دستیاران هوشمند به وسیله تکنولوژی سیستمهای خبره طراحی شده اند و دلیل این کار، امکان بسط دانش آنها در آینده می باشد.

هر چه دانش بیشتری به یک سیستم دستیار هوشمند اضافه شود، بیشتر شبیه به یک فرد خبره عمل می کند.

توسعه یک سیستم دستیار هوشمند می تواند مرحله مهمی در ایجاد یک سیستم خبره کامل باشد.

بعلاوه یک دستیار هوشمند می تواند با سرعت بخشیدن به حل مسئله، وقت فرد خبره را آزاد کند.

معلمین هوشمند یکی دیگر از کاربردهای هوش مصنوعی هستند.

بر خلاف سیستمهای قدیمی آموزش به کمک کامپیوتر، سیستمهای جدید می توانند بسته به زمینه و مفهوم، آموزش یا راهنمایی ارائه دهند (Giarratano 91a).

بر خلاف دانش مربوط به تکنیکهای حل مسایل عمومی، دانش یک فرد خبره حوزه مند است یعنی محدود به یک دامنه خاص است.

دامنه یک مسئله، نشاندهنده حوزه خاصی همچون حوزه پزشکی، مالی، علوم و یا مهندسی است که یک فرد خبره می تواند مسایل آن را به خوبی حل کند.

سیستمهای خبره طوری طراحی شده اند که مثل افراد خبره در یک حوزه خاص، مهارت داشته باشند.

به عنوان مثال شما معمولا انتظار ندارید که یک متخصص شطرنج، در زمینه مسایل پزشکی نیز دانش تخصصی داشته باشد.

تخصص داشتن در یک حوزه خاص، به خودی خود، منجر به تخصص داشتن در حوزه های دیگر نمی شود.

دانش یک فرد خبر درباره حل یک مساله خاص، حوزه دانش فرد خبره نامیده می شود.

قواعد استنتاج اگرچه نمودارهای ون از جمله روشهای تصمیم گیری برای قیاسهای صوری محسوب می شوند ولی این نمودارها برای استدلالات پیچیده تر مناسب نیستند، زیرا خواندن این نمودارها مشکل است.

قیاس صوری مشکل اساسی تر دیگری دارد و آن این است که فقط بخش کوچکی از عبارات منطقی را می توان به وسیله قیاس صوری بیان کرد.

در واقع قیاس صوری طبقه بندی شده فقط شامل عبارات گروه بندی شده I,E,A وO می باشد.

منطق گزاره ای، ابزار دیگری را برای توصیف استدلال ارائه می دهد.

در حقیقت ما غالبا بدون آنکه بدانیم از منطق گزاره ای استفاده می کنیم.

به عنوان مثال استدلال گزاره ای زیر را در نظر بگیرید : اگر برق باشد، کامپیوتر کار خواهد کرد برق هست ..

کامپیوتر کار خواهد کرد می توان این استدلال را با استفاده از حروف انگلیسی به شکل رسمی زیر بیان نمود.

A = برق هست B = کامپیوتر کار خواهد کرد بنابراین استدلال فوق را می توان به این صورت نوشت : استدلالات زیادی به این شکل وجود دارند.

صورت کلی نمایش استدلالی از این نوع، به این صورت است : P → q P q که در آن p و q متغیرهای منطقی بوده و می توانند هر عبارتی را نشان دهند.

استفاده از متغیرهای منطقی در منطق گزاره ای این اجازه را به ما می دهد که عباراتی پیچیده تر از چهارچوب عبارت قیاس صوری یعنی I,E,A و O داشته باشیم.

این نوع استنتاج در منطق گزاره ای نامهای مختلفی دارد، از جمله : استدلال مستقیم، انتزاع، قانون انفصال و فرض مقدم.

توجه کنید که این مثال را به صورت قیاس صوری نیز می توان بیان کرد.

همه کامپیوترها با داشتن برق کار خواهند کرد این کامپیوتر برق دارد این کامپیوتر کار خواهد کرد که نشان می دهد انتزاع یک حالت خاص از قیاس صوری است.

قانون انتزاع از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا پایه و اساس سیستمهای خبره مبتنی بر قاعده را تشکیل می دهد.

گزاره مرکب P →q نشان دهنده یک قاعده است و p نشان دهنده الگویی است که باید بر مقدم منطبق شود تا این قاعده ارضاء گردد.

ولی همان طور که در فصل دوم مطرح شد، عبارت شرطی P →q دقیقاً معادل با یک قاعده نیست زیرا عبارت شرطی، یک تعریف منطقی است که توسط جدول درستی تعریف می شود و برای هر عبارت شرطی تعاریف زیادی می تواند وجود داشته باشد.

ما به طور قراردادی برای نشان دادن گزاره های ثابت نظیر " برق وجود دارد " از حروف بزرگ مانند C,B,A و ...

استفاده می کنیم و با حروف کوچک از قبیل r,q,p و ...

متغیرهای منطقی را نشان می دهیم که می توانند بجای گزاره های ثابت مختلفی قرار بگیرند.

توجه داشته باشید که این قرارداد برخلاف قرارداد موجود در پرولوگ است که از حروف بزرگ به عنوان متغیر استفاده می کند.

این شکل قانون انتزاع را می توانیم با متغیرهای منطقی دیگری نیز بنویسیم : که این شکل نیز همان مفهوم قبلی را دارد.

توصیف دیگری برای شکل فوق می تواند به این صورت باشد : علامت کاما در اینجا برای جدا کردن یک مقدمه از مقدمه دیگر بکار می رود و علامت کاما – نقطه ( سمی کالون) پایان مقدمات را نشان میدهد.

اگر چه تا به حال فقط با استدلالاتی سروکار داشته باشیم که دو مقدمه داشته اند، ولی شکل کلی تر یک استدلال به این صورت است : P1 , P2 , … PNi ..

C هدف p در صورتی ارضاء می شود که همه اهداف فرعی P1 , P2 , … PNi ارضاء شده باشند.

یک استدلال مشابه با عبارت فوق را برای قواعد تولید می توان به شکل کلی زیر نوشت : C1 ^ C2 ^ … CN →A و به این معناست که اگر همه شروط Ci یک قاعده ارضاء شوند در این صورت اقدام A آن قاعده اجراء خواهد شد.

همانطور که قبلا نیز مطرح شد، هر عبارت منطقی به شکل فوق دقیقاً معادل یک قاعده نیست زیرا تعریف منطقی عبارات شرطی دقیقا معادل قاعده تولید نمی باشد.

ولی به هر حال این شکل منطقی به فهم قواعد کمک مستقیم و مفیدی خواهد کرد.

عملگرهای منطقی AND و OR در پرولوگ، شکلی متفاوت با شکل متدوال ^ و دارند.

علامت کاما بین اهداف فرعی در پرولوگ به معنای ترکیب عطفی ^ است در حالی که ترکیب فصلی، ، با یک سمی کالون ( ؛ ) نشان داده می شود.

به عنوان مثال P : - p1 I p2 .

به این معناست که هدف p در صورتی ارضاء می شوند که p1 یا p2 ارضاء شوند.

ترکیبات عطفی و فصلی می توانند با یکدیگر شوند.

به عنوان مثال P : - p1 P2 /.

P3 / P4.

به عبارت فوق معادل دو عبارت پرولوگ زیر است : P : - P3 / P4 به طور کلی اگر همه مقدمات و نتیجه نوعی طرح یا شما ( Shemata ) باشند آنگاه استدلال P1 / P2 / … PN.

C از لحاظ ظاهری یک استدلال قیاسی معتبر است، اگر و فقط اگر عبارت زیر یک گزاره همیشه درست باشد.

به عنوان مثال یک گزاره همیشه درست است چون اگر p و q درست یا نادرست باشند عبارت فوق همواره درست خواهد بود.

شما می توانید با رسم یک جدول درستی، صحت این موضوع را بررسی کنید.

استدلال قانون انتزاع یعنی نیز متغیر است زیرا می توان آن را به صورت یک گزاره همیشه درست بیان کرد : توجه کنید که فرض ما بر این است که علامت پیکان از تقدم کمتری نسبت به ترکیب منطقی و فصلی برخوردار است.

این فرض از نوشتن پرانتزهای اضافی همانند زیر جلوگیری می کند.

جدول 4-3 ، جدول درستی برای قانون انتزاع است.

این استدلال، یک گزاره همیشه درست است زیرا ارزشهای این استدلال که در ستون سمت راست نشان داده شده، صرف نظر از اینکه مقدمات چه ارزشی داشته اند، همگی درست هستند.

توجه کنید که در ستونهای سوم، چهارم و پنجم جدول، مقادیر ارزش درستی با استفاده از عملگرهای قطعی نظیر → و ^ بدست آمده اند.

این عملگرها، ارتباطات اصلی نامیده می شوند چرا که دو بخش اصلی از یک گروه مرکب را به هم متصل می کنند.

جدول 4-3 جدول مقادیر درستی برای قانون انتزاع اگر چه این روش برای تعیین استدلالات معتبر و صحیح، جواب می دهد ولی لازم است که هر سطح از جدول مقادیر درستی جداگانه بررسی شود.

اگر تعداد مقدمات N باشد، تعداد سطرها 2N خواهد بود و بنابراین با افزایش تعداد مقدمات تعداد سطرها بسیار بیشتر خواهد شد.

بعنوان مثال برای پنج مقدمه لازم است 32 سطر بررسی شود.

در حالیکه برای 10 مقدمه به بررسی 1024 سطر نیاز است.

یک راه کوتاه تر برای تعیین صحت یک استدلال این است که فقط آن سطرهایی از جدول مقادیر درستی را در نظر بگیریم که در آنها همه مقدمات صحیح هستند.

تعریف هم ارز یک استدلال معتبر بیانگر این است که این استدلال، معتبر و صحیح است اگر و فقط اگر نتیجه هر یک از این سطرها صحیح باشد.

بنابراین صحت نتیجه مستقیما توسط مقدمات تعیین می شود.

در مورد قانون انتزاع، مقدمه P→q و مقدمه P در سطر اول به طور همزمان صحیح هستند و بنابراین نتیجه نیز به این صورت است.

از این رو قانون انتزاع یک استدلال معتبر است.

اگر سطر دیگری وجود می داشت که در آن مقدمات همگی درست بودند و در همان سطر، نتیجه نادرست بود، در این صورت استدلال مورد نظر معتبر نبود.

روش کوتاه تر برای بیان جدول مقادیر درستی قانون انتزاع در جدول 5-3 نشان داده شده است که در آن همه سطرها به وضوح نمایش داده شده اند.

در عمل فقط لازم است سطرهایی که دارای مقدمات صحیح هستند، نظیر سطر اول در نظر گرفته شوند.

جدول 5-3 جدول درستی جایگزین و کوتاهتر برای قانون انتزاع جدول درستی برای قانون انتزاع نشان می دهد که این قانون صحیح است زیرا در سطر اول، مقدمات و نتیجه، همگی صحیح هستند و هیچ سطر دیگری در این جدول وجود ندارد که مقدمات آن درست و نتیجه آن نادرست باشد.

گاهی ممکن است استدلال مورد نظر گمراه کننده باشد.

به عنوان شاهدی بر این مدعا، ابتدا مثال صحیح زیر را در مورد قانون انتزاع در نظر بگیرید.

اگر هیچ اشکالی وجود نداشته باشد، آنگاه برنامه اجرا میشود هیچ اشکالی وجود ندارد برنامه اجرا میشود این استدلال را با استدلال زیرکه تا حدودی به قانون انتزاع شبیه است مقایسه کنید.

اگر هیچ اشکالی وجود نداشته باشد، آنگاه برنامه اجرا میشود برنامه اجرا میشود هیچ اشکالی وجود ندارد آیا این یک استدلال صحیح است ؟

شکل کلی این استدلال به این صورت است : و جدول 6-3 جدول درستی خلاصه شده آن است.

توجه کنید که این استدلال، معتبر نیست.

اگر چه سطر اول نشان می دهد که اگر همه مقدمات صحیح باشند، نتیجه نیز صحیح است ولی در سطر سوم در حالیکه همه مقدمات صحیح هستند نتیجه نادرست است.

لذا این استدلال تنها معیار صحیح بودن یک استدلال را دارا نیست.

اگر چه بسیاری از برنامه نویسان تمایل دارند که استدلالاتی از این دست، صحیح باشند ولی منطق ( و تجربه ) ثابت می کند که این استدلال نا معتبر بوده و یا یک سفسطه است.

این استدلال سفسطه آمیز جزیی، سفسطه در گفتار نامیده می شود.

جدول 6-3 جدول درستی (کوتاه شده ) برای ؛ q , p→q به عنوان یک مثال دیگر استدلال کلی زیر را در نظر بگیرید : این استدلال معتبر است زیرا جدول 7-3 نشان می دهد که نتیجه فقط وقتی صحیح است که مقدمات صحیح باشند.

جدول 7-3 جدول درستی (کوتاه شده ) برای ؛ , p→q این استدلال خاص، نامهای مختلفی دارد از جمله : استدلال غیر مستقیم، قانون رفع مولفه و قانون عکس نقیض.

بعضا قانون انتزاع ( Modus Ponens ) و قانون رفع مولفه ( Modus Tollens )، را قواعد استنتاج و یا قوانین استنتاج می نامند.

جدول 8-3 برخی قوانین استنتاج را نشان می دهد.

کلمه لاتین Modus به معنای " راه " است، Ponere به معنای " اثبات کردن " و Tollere به معنای " نفی کردن " می باشد.

نام حقیقی قانون انتزاع و معنای ادبی آنها در جدول 9-3 آمده است.

قانون انتزاع و قانون رفع مولفه، نام کوتاهی برای دو نوع اول در این جدول هستند ( Stebbing 50 ) شماره قواعد استنتاج در این جدول همان شماره های بکار رفته در جدول 8-3 است.

قواعد استنتاج را می توان برای استدلالاتی که بیش از دو مقدمه دارد نیز بکار برد.

به عنوان مثال استدلال زیر را در نظر بگیرید.

قیمت تراشه فقط وقتی افزایش می یابد که ین افزایش یافته باشد.

قیمت ین فقط وقتی افزایش می یابد که دلار کاهش یافته باشد و اگر قیمت دلار کاهش یابد، قیمت ین افزایش خواهد داشت چون قیمت تراشه افزایش یافته، پس قیمت دلار باید کاهش یافته باشد.

حال اجازه دهیدکه این گزاره ها را به این صورت تعریف کنیم.

C = قیمت تراشه افزایش می یابد Y = ین افزایش می یابد D = دلار کاهش می یابد از بخش 12-2 این مطلب را به خاطر دارید که عبارت شرطی را به اینصورت هم می توان معنی کرد " P ، فقط اگر q .

" گزاره ای نظیر " قیمت ین فقط وقتی افزایش می یابد که دلار کاهش یافته باشد " همین معنی را دارد و می توان آن را به صورت C→Y نشان داد.

بنابراین استدلال فوق به این شکل است.

مقدمه دوم، شکل جالبی دارد که می توانیم با یک تغییر در رابطه شرطی، آن را به صورتی کوتاهتر نشان دهیم.

رابطه شرطی P→q چندین شکل مختلف دارد که عبارتند از عکس، نقیض و عکس نقیض.

این اشکال مختلف به همراه رابطه شرطی در جدول 10-3 آمده اند.

جدول 8-3 بعضی قواعد استنتاج برای منطق گزاره ای جدول 9-3 معانی Modus جدول 10-3 رابطه شرطی و انواع آن معمولا فرض بر این است که عملگر نقیض نسبت به سایر عملگرهای منطقی از اولویت بالاتری برخوردار است و بنابراین هیچ پرانتزی در طرفین ~p و ~q قرار داده نمی شود.

اگر رابطه شرطی p→q هر دو درست باشند در این صورت p و q ارزش یکسان دارند.

بنابراین گزاره با گزاره دو شرطی p↔q و نیز معادله p=q هم ارز است.

به عبارت دیگر p و q همیشه ارزش درستی یکسانی خواهند داشت.

اگر p صحیح باشد، q نیز صحیح است واگر p نادرست باشد q نیز نادرست است.

بنابراین استدلال فوق را به این صورت می توان نوشت.

در اینجا از اعداد برای مشخص کردن مقدمات استفاده شده است.

چون با توجه به مقدمه (2) می دانیم که Y و D هم ارز هستند، ما می توانیم در مقدمه (1) متغیر D را جایگزین Y کنیم و بنابراین خواهیم داشت : (4) C →D که مقدمه (4) از یک استنتاج بر اساس مقدمات (1) و (2) بدست آمده است.

حال مقدمات (3) و (4) و نتیجه به این صورت هستند : که می توانیم آن را بصورت یک قانون انتزاع در نظر بگیریم، بنابراین، استدلال فوق معتبر و صحیح است.

جایگزین کردن یک متغیر با متغیر هم ارز آن، یک قاعده استنتاج است که قاعده جایگزینی نامیده می شود.

قانون انتزاع و قاعده جایگزینی دو قاعده اصلی در منطق قیاسی هستند.

در اثبات منطقی گزاره ها، به هر یک از مقدمات، نتیجه و استنتاجها یک شماره تعلق می گیرد.

به عنوان مثال : هم ارزی 2 جایگزینی 1 قانون انتزاع 5 و 3 خطوط 1، 2 و 3 شامل مقدمات و نتایج بوده در حالی که خطوط 4، 5 و 6 استنتاجهای بدست آمده هستند.

ستون سمت راست شامل نام قواعد استنتاج است و شماره خطوط برای مستند سازی استنتاج بکار رفته اند.

طراحی سیستمهای خبره انتخاب مسئله مناسب قبل از اینکه شما یک سیستم خبره بسازید باید یک مسئله مناسب انتخاب کنید.

مانند هر پروژه نرم افزاری، قبل از اینکه خود را درگیر تعهدات زیادی نسبت به افراد، منابع و زمان برای یک سیستم خبره پیشنهادی نماییم، باید بعضی ملاحظات کلی را در نظر داشته باشیم.

هر چند این ملاحظات کلی در مدیریت پروژه هر برنامه معمولی نیز وجود دارد ولی باید به منظور پاسخگویی به نیازهای خاص سیستمهای خبره، آنها را اختصاصی کرد.

نوعی نگرش اجمالی و از بالا به مدیریت ایجاد سیستم خبره در شکل 6-1 نشان داده شده است.

سه مرحله کلی که در شکل 1-6 نشان داده شده دارای ملاحظات تخصصی تری هستند که در بخش 3-6 بحث شده است.

همچنین برخی ملاحظات تخصصی تر به صورت پرسش و پاسخ مطرح خواهند گردید تا به صورت یک مجموعه راهنماییها برای پروژه های سیستمهای خبره در آیند.

انتخاب الگوی مناسب چرا ما یک سیستم خبره می سازیم؟

افزایش قابلیت دسترسی: تجربه و دانش در هر سخت افزار مناسبی قابل دسترسی است.

در واقع یک سیستم خبره، انبوهی از تجربه و دانش را در خود جای می دهد.

کاهش هزینه: هزینه کسب دانش و تجربه برای هر کاربر بسیار کمتر است.

کاهش خطر: سیستمهای خبره را می توان در محیطهایی که حضور در آنها برای انسان خطرناک است بکار برد.

دوام و بقاء: تجربه و دانش، پایدار و ماندنی است.

بر خلاف افراد خبره که ممکن است بازنشسته شوند، کار را رها کنند و یا فوت کنند، دانش سیستمهای خبره به طور نامحدودی پایدار است.

تخصص چندگانه: می توان از دانش چندین فرد خبره به طور همزمان و یا پیوسته برای رسیده به حل یک مساله در هر زمان استفاده کرد.

در این صورت سطح دانش و تخصصی که از ترکیب دانش چند فرد خبره بدست می آید از سطح دانش یک فرد خبره بیشتر است (Harmon 85).

افزایش قابلیت اطمینان: سیستمهای خبره، از این بابت که دیدگاه دومی را برای خبره بشری فراهم می کنند و یا به موقع بروز اختلاف در میان افراد خبره، دیدگاه ثالثی را مطرح می کنند موجب اطمینان خاطر کاربر می گردند.

البته اگر سیستم خبره تنها حاوی دانش یک فرد خبره باشد این روش احتمالا موفق نخواهد بود.

سیستم خبره باید همواره با نظر فرد خبره موافق باشد مگر اینکه فرد خبره دچار اشتباه شده باشد.

معمولا در مواقعی که فرد خبره دچار خستگی و یا فشارهای روحی باشد، احتمال اشتباهات او بالا می رود.

توضیح: سیستم خبره می تواند جزئیات استدلال خود در مورد نتجیه ای که بدست آمده به صراحت توضیح دهد.

یک فرد خبره ممکن است بسیار خسته باشد و یا تمایل و توانایی انجام این کار را در همه اوقات نداشته باشد.

توضیح مراحل استدلال، اطمینان به صحت تصمیم گیری را افزایش می دهد.

پاسخ سریع: بعضا ارائه پاسخ سریع و به موقع یک ضرورت است.

با توجه به نوع نرم افزار و سخت افزاری که مورد استفاده قرار می گیرد، سیستم خبره می تواند بسیار سریعتر و با سهولت بیشتری نسبت به یک فرد خبره، پاسخ دهد.

در برخی موارد اضطراری به پاسخی سریعتر از پاسخ انسان نیاز است و سیستم خبره ای که بتواند بلادرنگ پاسخ دهد می تواند مطلوب باشد (Ennis 86) (Hugh 88).

پاسخ کامل، ثابت و غیر حساس در همه مواقع: این خصوصیت می تواند در شرایط اضطراری که به پاسخ بلادرنگ نیاز است بسیار مهم باشد چون یک فرد خبره هنگامی که دچار خستگی و یا ناراحتی است نمی تواند کار خود را به گونه ای موثر انجام دهد.

معلم هوشمند: یک سیستم خبره می تواند به عنوان یک معلم هوشمند برای انسان عمل نماید و با اجرای چندین مثال و توضیح چگونگی استنتاج سیستم، به کرابر کمک نماید.

بانک اطلاعاتی هوشمند: سیستمهای خبره می توانند به روش هوشمندانه از یک بانک اطلاعاتی استفاده کنند (Schur 88) (Kerschberg 86).

مراحل توسعه یک سیستم خبره همچنین دارای یک فایده غیر مستقیم است چرا که دانش افراد خبره باید به طور صریح وارد کامپیوتر شود.

از انجا که دانش غیر صریح موجود در ذهن فرد خبره به صورت صریح در می آید، می توان صحت و سازگاری و کامل بودن این دانش را مورد بررسی قرار داد.

سپس می توان این دانش را مورد تنظیم و بررسی مجدد قرار داد تا از کیفیت بهتری برخوردار باشد.

عواید سیستم سیستم خبره چه عوایدی دارد؟

این سوال با سوال اول در ارتباط است.

ولی از آنجا که این سوال به دنبال دانستن میزان بازگشت سرمایه بوده یعنی با لزوم بازگشت مخصوص سرمایه افراد، منابع، زمان و پول مورد نیاز در ارتباط است از سوال اولی عملی تر است.

عواید سیستم ممکن است به صورت پول، افزایش کارایی و یا هر یک از مزایای سیستمهای خبره باشد همچنین یادآوری این نکته لازم است که اگر کسی از سیستم استفاده نکند آن سیستم هیچ عایدی نداشته است.

از آنجا که سیستم خبره یک فن آوری نوین است پاسخ دادن به این سؤال در مقایسه با برنامه کامپیوتری معمولی بسیار دشوارتر و پر مخاطره تر است.

ابزارها چه ابزارهایی برای ساخت سیستم در دسترس داریم؟

امروزه تعداد زیادی ابزار سیستم ذخیره در دسترس وجود دارد که هر یک مزایا و معایبی دارند.

به دلیل توسعه سریع ابزارهای نرم افزاری معرفی یک لیست بهنگام از ابزارها کار دشواری است.

به راحتی می توان دید که ابزارهای موجود هر ساله ارتقاء یافته و بعضا در طول دو تا سه سال کاملا بازنگری می شوند.

این ارتقا، فقط به ابزارهای نرم افزاری محدود نمی شود.

بسیاری از ابزارهای دارای جدیدترین فن آوریها که در اواسط دهه 1980 فقط بر روی ماشینهای لیسپ 000/50 دلاری کار می کرد بعدها برای اجرا بر روی ریز کامپیوترها و ریزپردازنده های سفارشی بازنویسی گردید.

این موضوع باعث شد قیمت سخت افزارهای بکار گیرنده این ابزارها بسیار کاهش یابد.

بهترین راهنمایی برای انتخاب ابزار، بررسی مقالات روز و گفتگو با سازندگان سیستمهای خبره است.

هزینه این کار چه میزان هزینه در برخواهد داشت؟

هزینه ساخت یک سیستم خبره بستگی به افراد، منابع و زمان تخصیص یافته برای ساخت آن دارد.

علاوه بر سخت افزار و نرم افزار لازم برای اجرای یک ابزار سیستم خبره، ممکن است هزینه قابل توجهی نیز صرف آموزش آن شود.

اگر پرسنل شما در خصوص کار با یک ابزار، کم تجربه یا بی تجربه باشند، آموزش آنها پر هزینه خواهد بود.

به عنوان مثال آموزش یک ابزار سیستم خبره که دربردارنده آخرین تکنولوژی است ممکن است 2500 دلار در هفته برای هر نفر هزینه در بر داشته باشد.

مراحل ایجاد یک سیستم خبره ایجاد یک سیستم خبره تا حد زیادی بستگی به تأمین منابع دارد.

ولی مانند هر پروژه دیگری، ایجاد سیستم بستگی به این دارد که فرآیند ایجاد سیستم چگونه سازماندهی و مدیریت شود.

مدیریت پروژه انتظار می رود مدیریت پروژه، موارد ذیل را تأمین نماید.

در حقیقت مدیریت پروژه، خود یکی از موضوعات مورد نظر طراحات سیستمها خبره بوده است.

مدیریت منابع تخمین منابع مورد نیاز منابع در دسترس تعیین مسئولیتها برای استفاده بهینه از منابع تهیه و تدارک منابع بحرانی برای به حداقل رساندن گلوگاه ها فعالیتهای لازم برای ایجاد یک سیستم خبره، آن دسته از وظایفند که برای ساخت سیستم لازمند.

شکل 2-6 یک نگرش سطح بالا از فعالیتهای لازم برای ساخت سیستم را نشان می دهد که شامل مراحلی است که سیستم باید از آنها عبور کند.

مسئله تحویل سیستم چگونه تحویل داده خواهد شد؟

با این که استفاده از کامپیوترهای (اندازه متوسط) مدرن بسیار آسان بوده و زمان تحویل را نیز کاهش می دهد، ولی اغلب تحویل سیستم بر روی چنین کامپیوترهیی بسیار هزینه بر است.

از این گذشته، هزینه نگهداری سالانه نیز این هزینه را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

بسته به تعداد سیستمهای خبره ای که در صف تحویل قرار دارند، مسئله تحویل سیستمهای ساخته شده ممکن است به یک مشکل جدی بدل شود.

به همین دلیل مسئله تحویل باید در اولین مرحله ایجاد سیستم مورد نظر قرار گیرد.

حالت ایده آل آن است که سیستم خبره تحویل شده را بتوان روی سخت افزار استاندارد اجرا نمود.

ولی بعضی ابزارهای سیستم خبره به یک ریزپردازنده LISP خاص نیاز دارند که هزینه را تا حد زیادی افزایش می دهد.

در بسیاری از موارد، سیستم خبره باید با سایر برنامه های موجود، یکپارچه شود.

در این موارد باید به ارتباطات و هماهنگ سازی ورودی و خروجیهای سیستم خبره با سایر برنامه ها توجه شود.

همچنین ممکن است مایل باشیم که در زبان برنامه نویسی رایج، سیستم خبره به عنوان یک رویه، فراخوانی شود و سیستم باید از این برنامه پشتیبانی کند.

نگهداری و تکامل چگونه سیستم تکامل یافته و از آن نگهداری می شود؟

فعالیتهای نگهداری و تکامل یک سیستم خبره بیش از برنامه های رایج کامپیوتری، ادامه خواهد یافت.

زیرا سیستمهای خبره مبتنی بر الگوریتم نیستند، عملکرد آنها به دانش وابسته است.

هر دانش جدیدی که کسب شود، دانش قدیمی اصلاح می شود و عملکرد سیستم بهبود می یابد.

در یک محصول با کیفیت تجاری باید یک روش سیستماتیک و موثر برای جمع آوری شکایات از کاربران وجود داشته باشد.

هر چند در سیستمهای خبره مربوط به تحقیقات، جمع آوری و رسیدگی به گزارشهای مربوط به ایرادات و نقائص از اولویت بالایی برخوردار نیست، ولی این موضوع در سیستمهایی با کیفیت تجاری دارای اولویت زیادی است.

فقط در صورتی می توان بخوبی از سیستم نگهداری کرد که گزارشهای مربوط به ایرادات جمع آوری شده باشد.

ارتقاء و غنی سازی یک سیستم خبره پس از تحویل در سیستمهای خبره تجاری از اهمیت بیشتری برخوردار است.

سازندگان یک سیستم تجاری علاقه مند به کسب موفقیتهای مالی هستند.

این به معنای شنیدن خواسته های کاربران و بکارگیری آنها جهت بهبود سیستم است.

در موقعیتهای واقعی یک سیستم خبره تجاری ممکن است هرگز به نقطه پایان نرسد، بلکه همواره بهتر شود.

خطاها در مراحل ایجاد همان طور که شکل 3-6 نشان می دهد، خطاهای عمده ای که احتمالا در ایجاد سیستم خبره رخ می دهد.

با تشخیص مرحله ای که احتمال بروز آن خطا بیشتر است دسته بندی می شود.

این خطاها شامل موارد زیر هستند.

خطاهای موجود در دانش فرد خبره، منبع دانش سیستم خبره است.

اگر در دانش فرد خبره خطایی وجود داشته باشد، نتایج آن ممکن است در کل فرآیند ایجاد سیستم منتشر شود.

یکی از مزایای جنبی ساخت یک سیستم خبره این است که وقتی دانش فرد خبره، به صراحت بیان شده و شفاف می شود خطاهای احتمالی آن آشکار خواهد شد.

در پروژه هایی که ماموریت حساسی به عهده دارند و زندگی یا اموال افراد در خطر است، ممکن است لازم باشد از یک رویه رسمی برای تصدیق دانش فرد خبره استفاده شود.

یکی از روشهای موفقیت آمیزی که ناسا برای پروازهای فضایی بکار برد استفاده از کمیته فنی پرواز بود که به طور منظم، راه حل مسائل و روشهای تحلیلی بکار رفته در ایجاد راه حلها را مورد بازنگری قرار می داد (Culbert 87).

کمیته های فنی از کاربران سیستم، افراد خبره در زمینه های مستقل از هم، سازندگان سیستم و مدیران تشکیل می شود تا همه زمینه های ایجاد سیستم به طور موثر پوشش داده شود.