سیستم خبره چیست؟

-سیستم خبره چیست؟

اگر بخواهیم سیستم‌های خبرهرا در یک جمله توصیف کنیم باید بگوییمکه این سیستم‌ها به‌طور کلی برنامه‌هایی هستند که قادرند همانند انسان مسایل خاصیرا استدلال کنند. این سیستم‌ها برای استدلال، از الگوهای منطقی خاصی استفادهمی‌کنند که مشابه همان کاری است که انسان در زمان حل یک مسئله عمل می‌کند. در واقعهمان‌طور که انسان برای حل یک مسئله، تعقل یا اندیشه می‌کند، سیستم‌های خبره نیزبرای این کار به الگوها و راه و روش‌هایی متوسل می‌شوند که انسان برای ان‌ها مشخصکرده است، بنابراین چون از منطق بشری استفاده می‌کنند می‌توان گفت که تا حدودیهمانند انسان فکر می‌کنند.

اولین قدم در حل هر مسئله ای تعریف دامنه یا محدوده ان[1]است. این نکته همان طور که در مورد روش های برنامه نویسی متعارف صحت دارد، در مورد هوش مصنوعی[2] نیز درست است. اما به خاطر اسراری که از قبل در مورد هوش مصنوعی (AI) وجود داشته، هنوز هم بخی 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 انچه در فیلم ها دیده می شود انجام دهند".

چنین تفکراتی در دهه 1970 میلادی اوج داشت، یعنی درست زمانی که هوش مصنوعی در مرحلۀتحقیق بود ولی امروزه مسائل واقعی بسیاری وجود دارند که توسط هوش مصنوعی و کاربردهلی تجاری ان قابل حل اند. اگر چه برای مسائل کلاسیک هوش مصنوعی از جمله ترجمه زبان های 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 ان جملاتی با ساختار اسم، فعل و مفعول باشد کار مشکلی نیست. در حال حاضر، چنین سیستم هایی به عنوان یک واسط در ایجاد یک ارتباط کاربر پسند با نرم افزارهای بانک اطلاعاتی و صفحه گسنرده ها به خوبی عمل می کنند.

هوش مصنوعی شامل چندین زیر مجموعه است. زیر مجموعه سیستم های خبره یکی از موفق ترین راه حل های تقریبی برای مسائل کلاسیک هوش مصنوعی است. پروفسور فیگن بام از دانشگاه استانفورد، یکی از پیشکسوتان تکنولوژی سیستم های خبره، تعریفی در مورد سیستم های خبره دارد: " ... یک برنامه کامپیوتری هوشمند، که از دانش و روش های استنتاج[3] برای حل مسائلی استفاده می کند که به دلیل مشکل بودن، نیاز به تجربه و مهارت انسان دارند". 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[4] قوی تر است چون در شبیه سازی تنها در بعضی موراد شبیه چیزهای واقعی عمل می شود.

سیستم های 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[5] 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 ارزان ترین) راه حل را برای ان مسئله ارائه می دهد. وقتی سیستم های 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 زبان های خاص سیستم های خبره، برنامه ها و سخت افزارهای طراحی شده برای کمک به توسعه و اجرای سیستم های خبره باشد.

دانش موجود در سیستم های 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[6] یا سیستم خبره مبتنی بر دانش، به طور مترادف به کار می روند. بیشتر مردم از اصطاح سیستم خبره به دلیل کوتاه بودنش استفاده می کنند. این در حالی است که ممکن است حتی در ان سیستم خبره هیچ تجربه و مهارتی وجود نداشته و فقط شامل دانش عمومی باشد.

شکل 1-1 مفهوم بنیانی یک سیستم خبه 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[7] است. این پایگاه حاوی دانشی است که بخش دوم یعنی موتور استنتاج[8] به کمک ان نتیجه گیری می کند. این نتایج، پاسخ سیستم خبره به سؤالات کاربر می باشد.

شکل 1-1 مفهوم اصلی عملکرد سیستم خبره

سستم های مبتنی بر دانش کارا طوری طراحی شده اند که بتوانند به عنوان یک دستیار هوشمند[9] برای افراد خبره عمل کنند. این دستیاران هوشمند به وسیله تکنولوژی سیستم های خبره طراحی شده اند و دلیل این کار، امکان بسط دانش ان ها در اینده 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 با سرعت بخشیدن به حل مسئله، وقت فرد خبره را ازاد کند. معلمین هوشمند[10] یکی دیگر از کاربردهای هوش مصنوعی هستند. برخاف سیستم های قدیمی اموزش به کمک کامپیوتر، سیستم های جدید می توانند بسته به زمینه و مفهوم، اموزش یا راهنمایی ارائه دهند. برخلاف دانش مربوط به تکنیک های حل مسایل عمومی، دانش یک فرد خبره حوزه مند است. یعنی محدود به یک دامنه خاص است. دامنه یک مسئله، نشان دهنده حوزه خاصی همچون حوزه پزشکی، مالی، علوم و یا مهندسی است که یک فرد خبره می تواند مسایل ان را به خوبی حل کند. سیستم های 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 خبره درباره حل یک مسئله خاص، حوزه دانش[11] فرد خبره نامیده می شود. به عنوان مثال یک سیستم خبره پزشکی که برای تشخیص بیماری های مسری طراحی شده، باید دانش زیادی درباره علائم خاص بیماری های مسری داشته باشد. در این حالت خاص، حوزه دانش، پزشکی است و از دانش مربوط به بیماری ها، علائم و درمان ان ها تشکیل می شود. سیستم خبره مورد مثال بالا معمولا دانش مربوط به سایر شاخه های پزشکی از قبیل جراحی و یا امراض کودکان را در خود ندارد. گرچه دانش ان در خصوص بیماری های مسری در حد دانش یک فرد خبره است، ولی سیستم خبره نمی تواند درباره سایر حوزه های دانش (مثل جراحی یا امراض کودکان) اطلاعاتی داشته باشد مگر اینکه سایر حوزه های دانش برای این سیستم برنامه نویسی شده و وارد این سیستم شوند.

وقتی حوزه دانش برای یک سیستم خبره مشخص شد، سیستم به همان روشی که افراد خبره راه حل مسئله را می یابند، به استدلال یا استنتاج، می پردازد. به این معنی که با داشتن یک مجموعه واقعیت ها، به نتیجه گیری بر اساس ان واقعیات دست می زند. به عنوان مثال اگر همسر شما یک ماه با شما صحبت نکند، ممکن است شما نتیجه بگیرید که او هیچ مطلب با ارزشی برای گفتن نداشته است. البته این تنها یکی از چندین استنتاجی است که ممکن است صورت گیر

[1] - Problem Area or domain

[2] - Artificial Intelligence

[3] - Inference

[4] -Simulation

[5] -Expertise

[6] -Knowledge Based System

[7] -Knowledge Base

[8] -Inference Engine

[9] -Intelligent Assistant

[10] - Intelligent Tutors

[11] -

اهداف درس
این درس دانشجویان را با مبانی توسعه سیستم های مبتنی بر آگاهی شامل طرح ریزی، اکتساب و نمایش آگاهی، پیاده سازی و ارزبابی آشنا می کند. همچنین ابزارها و روش های مورد استفاده در مهندسی دانایی مورد بحث قرار می گیرند.

سرفصل مطالب
معرفی سیستم های خبره، ساختار و ویژگی های سیستم های خبره، معرفی و ساختار سیستم های پشتیبان تصمیم گیری، زبان های ویژه سیستم های خبره، پیاده سازی سیستم های خبره، چگونگی تشکیل پایگاه دانش، سیستم های خبره مبنی بر قوانین، طراحی سیستم های پشتیبان تصمیم گیری، سیستم های خبره مبنی بر frame، منطق و استدلال خودکار اصول استدلال قاعده مند، سیستم های خبره نادقیق ( Bayesian، تئوری اطمینان، سیستم های خبره فازی) ، چرخه عملی سیستم های خبره، تحلیل سیستم های خبره، تعیین خواسته ها در طراحی سیستم های خبره، اکتساب دانش و پیاده سازی آن، روش های یادگیری اتوماتیک دانش، وارسی و اعتبارسنجی، به کارگیری یک زبان طراحی سیستم های خبره و مهندسی دانش، معرفی نرم افزارهای سیستم های خبره، طراحی و توسعه سیستم های تصمیم یار
دانشجویان این درس بایستی یک پروژه گروهی در طی این درس انجام دهند.

در ادامه ي اين تاپيک جزوات اين درس از دانشگاه هاي مختلف کشور قرار ميگيرد:

کتاب درسی

J. Durkin, Expert Systems: Design and Development, Mac Millan Publishing Campany, ۱۹۹۴.
J. Giarratano, G. Riley, Expert systems; Principle and Programming, ۳rd ed., Brooks/Cole Pub Co, ۱۹۹۸.
C. W. Holsapple, A. B. Whinston, Decision Support Systems: A Knowledge Based Approach, WEST, ۱۹۹۶.

مراجع

A. J. Gonzalez and D. D. Dankel, The Engineering of Knowledge-Based System Theory and Practice, Prentice-Hall, ۱۹۹۳.
P. Jackson, Introduction to Expert Systems, ۲nd ed., Addison-Wesley, ۱۹۹۰.
R. Coyne, M. A. Rosenman, A. D. Radford, and M. Blachandran, Knowledge-Based Design Systems, Addison-Wesley, ۱۹۹۰.
E. Turban, Expert Systems and Applied Artificial Intelligence, Mac Millan, ۱۹۹۲.
D. W. Patterson, Introduction to Artificial Intelligence and Expert Systems, Prentice-Hall, ۱۹۹۰.
A. A. Hopgood, Knowledge-Based Systems for Engineers and Scientists, CRC Press, ۱۹۹۲.
C. L. Dym, R. E. Levitt, Knowledge-Based Systems in Engineering, Mc Graw-Hill, ۱۹۹۱.
C. T. Leondes, Knowledge-Based Systems Techniques and Applications, ۱st ed., Academic Press, ۲۰۰۰.
E. Turban, J. E. Aronson, Decision Support Systems and Intelligent Systems. ۵th ed., Prentice-Hall, ۱۹۹۷.
R. Sprague, H. Watson, Decision Support Systems: Putting Theory into Practice, ۳rd ed., Prentice-Hall, ۱۹۹۳.
Efrem G. Mallach, DECISION SUPPORT AND DATA WAREHOUSE SYSTEMS, McGraw-Hill, ۲۰۰۰.

__________________Knowledge Domain

سیستم خبره چیست؟

مطالب مشابه :

سیستم خبره چیست؟

DLN چیست ؟

دتکتور دود چیست؟

سیستم اطلاعات مدیریت چیست؟

سیستم عامل چیست؟

Rup چیست ؟