Ограничения в применение экспертных систем

Даже лучшие из существующих ЭС, которые эффективно функционируют как на больших, так и на мини-ЭВМ, имеют определенные ограничения по сравнению с человеком-экспертом.

1. Большинство ЭС не вполне пригодны для применения конечным пользователем. Если вы не имеете некоторого опыта работы с такими системами, то у вас могут возникнуть серьезные трудности. Многие системы оказываются доступными только тем экспертам, которые создавали из базы знаний.
2. Вопросно-ответный режим, обычно принятый в таких системах, замедляет получение решений. Например, без системы MYCIN врач может (а часто и должен) принять решение значительно быстрее, чем с ее помощью.
3. Навыки системы не возрастают после сеанса экспертизы.
4. Все еще остается проблемой приведение знаний, полученных от эксперта, к виду, обеспечивающему их эффективную машинную реализацию.
5. ЭС не способны обучаться, не обладают здравым смыслом. Домашние кошки способны обучаться даже без специальной дрессировки, ребенок в состоянии легко уяснить, что он станет мокрым, если опрокинет на себя стакан с водой, однако если начать выливать кофе на клавиатуру компьютера, у него не хватит “ума” отодвинуть ее.
6. ЭС неприменимы в больших предметных областях. Их использование ограничивается предметными областями, в которых эксперт может принять решение за время от нескольких минут до нескольких часов.
7. В тех областях, где отсутствуют эксперты (например, в астрологии), применение ЭС оказывается невозможным.
8. Имеет смысл привлекать ЭС только для решения когнитивных задач. Теннис, езда на велосипеде не могут являться предметной областью для ЭС, однако такие системы можно использовать при формировании футбольных команд.
9. Человек-эксперт при решении задач обычно обращается к своей интуиции или здравому смыслу, если отсутствуют формальные методы решения или аналоги таких задач.
10. Системы, основанные на знаниях, оказываются неэффективными при необходимости проведения скрупулезного анализа, когда число “решений” зависит от тысяч различных возможностей и многих переменных, которые изменяются во времени. В таких случаях лучше использовать базы данных с интерфейсом на естественном языке.

Классификация

Экспертные системы как любой сложный объект можно опре­делить только совокупностью характеристик. Выделим следующие характеристики ЭС:

· Назначение

Назначение определяется следующей совокупностью пара­метров:

o цель создания ЭС — для обучения специалистов, для реше­ния задач, для автоматизации рутинных работ, для тиражирования знаний экспертов и т.п.;

o основной пользователь — не специалист в области экспертизы, специалист, учащийся.

· Проблемная область

Проблемная область может быть определена совокупностью параметров:

o С точки зрения пользователя, предметную область можно ха­рактеризовать описанием области в терминах пользователя, вклю­чающим наименование области, перечень и взаимоотношение по­добластей и т.п., а задачи, решаемые существующими ЭС, — их ти­пом.

Обычно выделяют следующие типы задач:
— интерпретация символов или сигналов — составление смы­слового описания по входным данным;
— предсказание — определение последствий наблюдаемых си­туаций;
— диагностика — определение состояния неисправностей, забо­леваний по признакам (симптомам);
— конструирование — разработка объекта с заданными свойст­вами при соблюдении установленных ограничений;
— планирование — определение последовательности действий, приводящих к желаемому состоянию объекта;
— слежение — наблюдение за изменяющимся состоянием объек­та и сравнение его показателей с установленными или желаемыми;
— управление — воздействие на объект для достижения желае­мого поведения.

o С точки зрения разработчика целесообразно выделять статиче­ские и динамические предметные области.

Предметная область на­зывается статической, если описывающие ее исходные данные не изменяются во времени (точнее рассматриваются как не изменяю­щиеся за время решения задачи). Статичность области означает не­изменность описывающих ее исходных данных. Если исходные данные, описывающие предметную область, изменяются за время решения задачи, то предметную область называют динамической.

· Глубина анализа проблемной области

По степени сложности структуры ЭС делят на

o поверхностные

o глубинные. Поверхностные ЭС представляют знания об области экспертизы в виде правил (условие -> действие). Глубинные ЭС, кроме возможностей поверхностных систем, обладают способностью при возникновении неизвестной ситуации определять с помощью не­которых общих принципов, справедливых для области экспертизы, какие действия следует выполнять.

· Тип используемых методов и знаний.

По типу используемых методов и знаний ЭС делят на

o тради­ционные

Традиционные ЭС используют в основном неформализованные методы инженерных знаний и неформализо­ванные знания, полученные от экспертов.

o гибридные

Гибридные ЭС использу­ют и методы инженерии знаний, и формализованные методы, а также данные традиционного программирования и математики.
Сейчас говорят о трех поколениях ЭС. К первому поколению следует относить статические поверхностные ЭС, ко второ­му — статические глубинные ЭС (иногда ко второму поколению относят гибридные ЭС), а к третьему — динамические ЭС (веро­ятно, они, как правило, будут глубинными и гибридными).

· Класс системы

В последнее время выделяются два больших класса ЭС (су­щественно отличающихся по технологии их проектирования), ко­торые условно можно назвать простыми и сложными ЭС. Простая ЭС может быть охарактеризована следующими основными показа­телями: поверхностная ЭС; традиционная ЭС (реже гибридная); выполненная на персональной ЭВМ. Сложная ЭС может быть оха­рактеризована следующими показателями: глубинная ЭС; гибрид­ная ЭС: выполненная либо на символьной ЭВМ, либо на мощной универсальной ЭВМ, либо на интеллектуальной рабочей станции.

· Стадия существования

· Инструментальные средства

На стадии эксплуатации ЭС используются совместно с CAE-system и обеспечивают интеллектуальную поддержку техниче­ского обслуживания сложных систем.

В заключение следует отметить, что единую классификацию всех существующих на сегодня ИтС для ЭС провести достаточно сложно, так как, с одной стороны, можно выделить большое коли­чество специфических характеристик ИтС, а с другой стороны, у разных авторов существуют значительные различия в терминоло­гии обозначения одних и тех же вещей.