Парадигма «моделирования знаний»

Основная предпосылка инженерии знаний в рамках второй пара­дигмы заключается в том, что знание чего-либо есть способность че­ловека к формированию образа ситуации, образа мира или менталь-ньосмоделей (теп1а1 mойе», которые с той или иной степенью точности представляют как объекты, так и действия, выполняемые с этими объектами. Гипотеза о том, что люди понимают мир путем построения ментальных моделей, ставит фундаментальные вопросы во всех облас­тях когнитивных исследований.

□ В когнитивной психологии: Как эти модели представляются чело­веком, как они взаимодействуют с механизмами памяти, воспри­ятия, внимания и мышления и как они воздействуют на поведе­ние индивида или контролируют его?

□ В лингвистике: Какова взаимосвязь между словом как именем объекта и ментальной моделью? Каковы синтаксические и семан­тические правила, связывающие ментальные модели со смыслом?

□ В философии: Какова взаимосвязь между знанием, значением и ментальными моделями? Как эти модели используются для умо­заключений (или рассуждений) и как рассуждения человека свя­заны с формальной логикой?

□ Вобластиком_Пъютерныхнаукилиинформатики(сот_РШег8*епсе): Как можно отразить персональную модель мира в компьютер­ной системе? Какие языки и инструменты необходимы для опи­сания таких моделей и их связи с другими системами? Может ли модельподдерживатьтакой компьютерный интерфейс, который люди находили бы наиболее легким в использовании?

Таким образом, инженерия знаний является междисциплинарной наукой, объединяя или синтезируя, с одной стороны, исследования в области когнитивных наук (со_ёпШуе зс1епce), в состав которых входят философия, психология и лингвистика, а с другой - исследования в области искусственного интеллекта, занимающегося разработкой ин­теллектуальных систем.

В русле парадигмы «моделирования знаний» осногная задача ин­женерии знаний - предоставить специалистам-разработчикам интел­лектуальных систем эффективную технологию, способы, методы по­строения моделей, отражающих понимание экспертом предметной области в целом и стратегий рассуждений при решении конкретных задач. Такая технология должна дать ответы на вопросы о том, как вза­имодействовать с экспертом, как строить модели, с чего начинать, как фиксировать полученные от эксперта знания на промежуточных эта-

Компьютерная психодиагностика

пах,какописыватьопределенныефеноменызнаний,какиеформализ-мы инженерии знаний следует при этом использовать. Ответ на эти вопросы содержится в следующих разделах.

Извлечение знаний

Как следует из определения, технология инженерии знаний пред­полагает последовательное прохождение этапов извлечения знаний и концептуального анализа знаний.

Этап извлечения знаний касается выбора формы взаимодействия инженера по знаниям с экспертом. Основной вопрос, который дол­жен быть решен, - это «как» взаимодействовать с экспертом, чтобы получить наиболее полное представление о предметной области и су­ществующих в ней способах принятия решения. Диапазон форм взаи­модействия инженера по знаниям с экспертом может быть достаточно широким: от неформальных бесед, интервью, наблюдений, лекций, диалогов, экспертных игр и экспериментов до использования форма­лизованных процедур и компьютерных программ.

Основные аспекты взаимодействия инженера по знаниям с экспер­том, стратегии получения экспертных знаний и опыта, а также методы извлечения знаний подробно рассматриваются в этом разделе.

Этап концептуального анализа знаний касается несколько иного аспекта при взаимодействии инженера по знаниям с экспертом. Во­прос заключается не в том, как организовать процесс взаимодействия с экспертом, а в том, «что» надо получить в результате такого взаимо­действия и «как» структурировать полученную информацию для ре­шения данной задачи. Концептуальный анализ знаний начинается с выявления терминологии, базовых понятий предметной области, взаи­мосвязей, семантических отношений, метапонятий, стратегий приня­тия решений и заканчивается построением модели предметной облас­ти. Фактически речь идет о том, чтобы полученные на предыдущем этапе знания перенести в некоторые концептуальные структуры, не зависящие от конкретной программной реализации.

Для осуществления такой работы существуют вполне конкретные структуры и методы, позволяющие выявлять определенные элементы знаний. Подробно концептуальный анализ знаний рассматривается в п. 3.2.3 и 3.2.4, здесь же рассмотрим проблему извлечения знаний.

В англоязычной литературе по инженерии знаний существует по­нятие «экспертное^» (ехрейие), под которым понимается набор ка­честв, лежащих в основе высокого уровня работы людей-специалис-

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

тов, в том числе обширные познания в той или иной области, эвристи­ческие правила, упрощающие и улучшающие подходы к решению за­дач, метазнания и метасознание, а также «компилированные» формы поведения (навыки), обеспечивающие большую экономию при высо­коквалифицированной работе [Хейес-Рот, Уотерман, Ленат, 1987]. Иными словами, экспертное^ - это знания, опыт и компетентность, которыми владеет эксперт.

Не? Под извлечением экспертных знаний (кпслу1ес1₈е еНскаНоn) по-⁾ нимается процедура взаимодействия инженера по знаниям с экспертом, в результате которой становятся явными процесс рассуждений специалистов при принятии решений и струк­тура их представлений о предметной области.

Проблема извлечения экспертных знаний традиционно считается «узким местом» в проектировании интеллектуальных систем [Рещеп-Ьаит, 1980; Воозе, 1989; Сатез, 1993]. По количеству цитируемое™ в литературе это изречение стало классическим и довольно точно отра­жает состояние дел. В чем же заключаются трудности извлечения экс­пертных знаний?

Ответы на эти вопросы дают психологические и психолингвисти­ческие исследования, касающиеся широкого круга проблем: как фор­мирование опыта решения профессиональных задач специалистами и пониманиеприродыэкспертности,применениетеоретическихзнаний на практике и специфика практического мышления, характеристика системы обработки информации человеком и поведение человека при решении профессиональных задач, а также взаимосвязь естественно- • го языка и мыслительного процесса человека.

Вопросы понимания природы экспертное™ достаточно широко освещены в литературе по психологии [ВгоаНЬеМ е( а1., 1986; №зЪе«, \УП<юп, 1977]. Так, например, анализ природы экспертное™ говорит о ее сильном ограничении и зависимости от некоторых неявно выражен­ных допущений [НауЛйм, 1983], а обзор исследований, сделанных на этутемупоказывает^томногоевдеятельностичеловекадоконцаосоз-нать невозможно [Dкоn, 1981].

В психологических исследованиях зависимости между компетент­ностью человека в отношении реальных профессиональных проблем и уровнем его интеллекта сделан вывод о том, что эти две характерис­тики не связаны между собой [Холодная, 1997]. Так, при прогнозиро­вании результатов конных скачек опытные знатоки, независимо от ве­личины своего коэффициента интеллекта (К}), обнаруживали более

Компьютерная психодиагностика

высокие показатели умозаключающей способности и многовариант­ность суждений, в отличие от «новичков».

Известен парадоксальный факт: по мере накопления опыта специ­алист-эксперт все больше и больше утрачивает умение словесно выра­жать свои знания. Существует достаточно убедительное доказательство того, что люди не всегда в состоянии достоверно описать свои мысли­тельные процессы. Известный теоретик искусственного интеллекта М. Минский писал, что «самосознание - это сложная, но тщательно сконструированная иллюзия...» и что «...только как исключение, а не как правило, человек может объяснить то, что он знает» [цит. по: Кук, Макдональд,1986.С.146].

Другая психологическая гипотеза утверждает, что опыт эксперта -это интуиция, которая трудно поддается выражению в форме правил типа «ЕСЛИ - ТО». Психологические исследования сущности про­фессионального опыта показывают, что свойство, которое мы называ­ем интуицией, на самом деле может быть высокоразвитой способнос­тью распознавать образы. Например, шахматисты высокого класса способны быстро распознавать и восстанавливать в памяти именно игровое расположение фигур на доске, а не случайное. Кроме того, доказано, что опытный специалист отличается от новичка не только своими знаниями, но и их организацией [Кук, Макдональд, 1986].

Результаты экспериментов по изучению человеческого опыта на основании сравнения когнитивных структур новичков и опытных спе­циалистов [Кук, Макдональд, 1986] показали, что когнитивные струк­туры профессионалов мало чем различаются между собой и сильно разнятся с когнитивными структурами новичков.

R. С1а8ек (1984), исследуя способы решения задач опытными фи­зиками и новичками, сделал вывод о том, что «...связь между структу­рой базы знаний и процессом решения задач опосредуется качеством репрезентации проблемы...», а «...характеристики репрезентации про­блемы оказываются обусловленными имеющимися у субъекта знани­ями и способами, которыми это знание организовано» [01азек, 1984. С. 98]. Так, например, эксперты-физики (специалисты) сначала стро­ят физическую репрезентацию проблемы и только потом начинают ее решать, тогда как новички (студенты) более быстро и непосредствен­но переходят к процессу решения. Далее, эксперты-физики строят реп­резентации вокруг фундаментальных принципов, которые характери­зуют наиболее обобщенное, а также «подразумеваемое» знание (1асИ кпо^е^е) (последнее выступает в виде сложных интуитивных пред­ставлений, далеко не всегда четко вербализованных), тогда как нович­ки - вокруг доминантных объектов, которые представлены в соответ-

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

ствующей физической ситуации в явном, очевидном виде. Кроме того, знания экспертов включают знания о возможности применения того, что они знают. Наконец, они успешно извлекают из собственных зна­ний необходимые для планирования своих дальнейших действий све­дения [Холодная, 1997].

Анализ протоколов решения физических задач экспертами и нович­ками, сделанный другими авторами, также показывает, что эксперт решает задачу с помощью «физической» репрезентации феномена и лишь затем выводит уравнение, а новичок, напротив, не создает такой физической репрезентации и прямо применяет формулы к данным условия задачи [8шюп D. P., 54топ Н. А., 1978].

Интеллектуальныедостиженияэкспертаявляютсяследствиемосо-бой формы организации его индивидуальных знаний - как деклара­тивных («что?»), так и процедурных («как?») [Сш, Коезке, 1983]. Так, М. Чи обследовала ребенка-вундеркинда четырех с половиной лет, ко­торый увлекался проблемой динозавров (у него было много книг о ди­нозаврах и разнообразных моделей этих животных). На основе анали­за бесед с ребенком и характера его игры с моделями Чи пришла к выводу, что интеллектуальная одаренность этого мальчика была связа­на со специфическими характеристиками индивидуальной базы зна­ний, касающихся темы «динозавры»: большим количеством единиц знания, наличием большого числа разнонаправленных связей между ними, высокой степенью их сцепленности (например, существовани­ем очень тесных связей между понятиями о главных динозаврах), а так­же высокой степенью их иерархичности (этот ребенок четко разделял общие и частные признаки динозавров).

Наблюдения некоторых авторов говорят о том, что эксперты пере­ходят от описания задачи к ее решению без каких-либо промежуточных рассуждений. В большинстве случаев это решение не только правиль­ное, но и быстрое. Такая стратегия сильно отличается от «обратной» стратегии, которую обычно используют новички: от цели - к подце­лям, от задачи - к достижимым промежуточным состояниям [АШп-зоп R. и АЙЙП80П Т. G., 5ткп, Вет, 1993].

Общепризнанным феноменом является мало осознаваемый харак­тер экспертного умения, состоящий в том, что хотя эксперты без оши­бок и устойчиво демонстрируют свое умение принимать решения в процессе профессиональной деятельности, они не всегда могут объяс­нить, как это делают и какими правилами при этом руководствуются [КлпЫгот, 1987;№₅Ъеи,\М1<юп, 1977]. Психологические исследования показывают, что такие правила не осознаются, более того, их неосо­знаваемое^ носит фундаментальный характер [ЬегосИ, НШ, Спешка,

Компьютерная психодиагностика

1992]. Люди далеко не всегда осознают правила принятия решений играя в шахматы, формируя впечатления о других людях, в процессе творческого мышления, а также при формировании и распознавании образов, в особенности - невербализуемых.

Даже прямые подсказки не позволяют получить от экспертов прав­доподобные объяснения. Так, например, в литературе описан экспе­римент, в котором испытуемые вырабатывали умение быстро обнару­живать цифры, используя подсказки, спрятанные в условиях задач. Этот эксперимент был организован так, что испытуемому на экране компь­ютера предъявлялись таблицы с числами, за пределами которых в раз­ных местах экрана появлялась отдельная цифра, а от испытуемого тре­бовалось совместить метку, управляемую мышью, с этой цифрой. Определенное расположение цифр в таблице было подсказкой, указы­вающей на то, в каком месте экрана появится цифра. Объективная ха­рактеристика (время решения) показала, что испытуемые использова­ли эти подсказки, но они были неспособны не только указать на них, но даже установить факт их существования [1лп_Е, Маппоу, 1994].

Феномен неосознаваемое™ экспертных умений может быть опи­сан в терминах эксплицитной и имплицитной памяти.

Эксплицитная память - это термин, обычно описывающий знание, которое человек может сознательно вспомнить, в противоположность имплицитной памяти, проявляющейся в том, что он лучше выполняет какую-либо задачу.

Примером может служить запоминание клавиатуры печатной ма­шинки (или компьютера). Многие квалифицированные машинистки не могут вспомнить порядок клавиш, не вообразив себя печатающи­ми. Очевидно, что их пальцы знают, где находятся клавиши, но они просто не имеют сознательного доступа к этому знанию. Если попро­сить машинистку сообщить, где находятся клавиши (их порядок), то можно сделать вывод о том, что она совершенно не знает клавиатуры. Если проверить, как она печатает, то можно сделать вывод о том, что она знает клавиатуру в совершенстве. ,

Различие между эксплицитной и имплицитной памятью называют диссоциацией. Эксперимент, проведенный Берри и Бродбентом в 1984 году [Андерсон, 2002], прекрасно иллюстрирует эти понятия. В ка­честве испытуемых были студенты Оксфордского университета. Они должны были контролировать производительность гипотетической са­харной фабрики, которая была смоделирована с помощью компьютер­ной программы. Испытуемые видели производительность (число) и должны были менять количество работающих. В таблице 3.2 показаны некоторые взаимосвязи в работе гипотетической сахарной фабрики.

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

Таблица 3.2

' Численность работающих	Производительность сахара (т)
	10 000
	12 000
	13 000

Цель состояла в том, чтобы удерживать производство сахара в грани­цах от 8000 тонн до 10 000 тонн.

Можно было попробовать вывести правило, связывающее произ­водство сахара с занятой рабочей силой. Но эта связь не очевидна. Производство сахара в тысячах (С) было связано с количеством рабо­чей силы в сотнях (Р) и производством сахара в предыдущий месяц в тысячах (С1) следующей формулой: С = 2Р-С1.

Испытуемым давалось 60 попыток, чтобы научиться управлять фаб­рикой. После 60 попыток они хорошо научились управлять производ­ством сахара, однако не могли сформулировать правило, которым они при этом руководствовались, и заявляли, что они давали ответы на ос­нове «некоторой интуиции» или потому, что это «казалось правильным».

Таким образом, испытуемые были способны приобрести имплицит­ное знание того, как руководить такой фабрикой, не сообщая об эксп­лицитном знании. На основании этого можно сделать вывод о том, что испытуемые могут эффективно осваивать процедуры для выполнения задач без какой-либо способности объяснить, что они делают.

Изнеосознаваемогохарактераэкспертныхзнанийследуетневозмож-ность их выявления путем прямого опроса экспертов. Эксперты могут сообщить факты, передать знание, содержащееся в книгах, решать за­дачи классификации, но неспособны вербализовать свое умение.

В одной из работ исследовались процессы передачи знаний между учеными и было сделано заключение, что часть знания вообще невоз­можно воспринять от эксперта не только потому, что он не может его выразить, но и вследствие того факта, что он не осознает его важность

Компьютерная психодиагностика

в своей деятельности [СоНии, 1985]. О неправильной оценке экспер­том важности тех или иных своих знаний для решения задач пишут и другие авторы [Гельфанд и др., 1988]

При длительном наблюдении за процессом решения задач экспер­тами можно обнаружить, что они систематически обращают внима­ние на определенную информацию, о которой не сообщают ничего Иными словами, самые компетентные эксперты оказываются неком­петентными при попытке описать знания, которые они используют при выработке решений. Этот эффект известен психологам и в литературе по когнитивной психологии отмечен как феномен слабой корреляции между вербальными сообщениями и ментальным поведением экспер­та [Осипов, 1993]. В работе по исследованию восприятия устного из­ложения также отмечено отсутствие корреляции между вербальными сообщениями и ментальным поведением. Там же указывается, что мно­гие психологи глубоко чувствуют несостоятельность словесной инфор­мации [ВатЪгМве, 1979].

Психологические исследования применения теоретических знаний на практике, исследования мышления при решении практических за­дач показывают, что специфика практического мышления заключает­ся в направленности на преобразования [Корнилов, 1997]. Познание в теоретическом мышлении направлено на объяснение действительно­сти, его интересуют собственные свойства элементов окружающего мира. Поэтому для теоретического мышления характерна созерцатель­ная позиция, стремление абстрагироваться от условий и средств полу­чения или реализации этих знаний. Познание в практическом мышле­нии направлено на преобразование, оно ищет возможности внесения изменений в те или иные элементы окружающего мира. Его объекта­ми являются не собственные параметры или свойства элементов дей­ствительности, а параметры и свойства, изменяющиеся и приобрета­ющие под влиянием действия нужные, задуманные черты.

Субъект практического мышления познает не свойства некоторого объекта, как это происходит в случае с теоретическим мышлением, а свойства взаимодействующей системы, в которую входят 1) этот объект, 2) сам действующий субъект, 3) параметры (условия и средства) действия. По словам Ю. К. Корнилова (1997), этим объясняется, по­чему накапливаемые знания (опыт) индивидуализированы и почти не осознаются.

О том, что практическое мышление плохо поддается вербализации и во много субъектом не осознается, писал и Л. Секей: «Существует некоторое «исходное знание», непосредственно не обнаруживаемое в процессе мышления, но влияющее на него. ...Превращения и транс-

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

формации этого исходного знания... не могут быть обнаружены инт­роспективно» [Секей, 1965. С. 349-350].

R. К. \Уа_ёпег и R. У 51егпЬег_ё (1986) тоже описывают один из вари­антов этого явления, называя его «молчаливым», или «подразумевае­мым», знанием (1ас« кпо*1ес1_ёе), следующим образом: «Практически разумное поведение в различных профессиях, включая менеджмент, частично зависит от «молчаливого знания», которое мы разделили на три категории: знание об управлении собой, другими и карьерой» [Ш_ёпег,51егпЪег_Е,1986.С.59].

Как отмечает Ю. К. Корнилов (1997), «молчаливое» знание плохо вербализуется прежде всего потому, что субъект использует его для по­строения своих действий, а не коммуникаций. В тех же случаях, когда осуществляется попытка обмена опытом, профессионал с трудом на­зывает лишь единичные свойства объекта, отражая в их названиях цели осуществляемыхдействий, преобразований. Другие компоненты зна­ния еще хуже поддаются вербализации. Субъект обычно лишь «имеет ввиду»,предполагает«известныевсем»условиясовершениядействия, но вовсе не осознает свои средства.

Общепризнанным фактом является то, что принятие решений про­исходит в так называемой кратковременной памяти человека, объем которой ограничен «магическим» числом 7±2 чанка [Миллер, 1964; Зшоп, 1974]. Под чанком подразумевается единичный информацион­ный факт, или кластер, которым оперирует человек. Ограничение объе­ма кратковременной памяти оказывает существенное влияние на систему переработки информации человеком, заставляя людей выра­батывать чанки все более емкого и обобщенного характера [Грановс­кая, 1974].

В работах по исследованию способов принятия решений шахмати­стами-экспертами и шахматистами-новичками [Оше, 8шюп, 1973] отмечалось, что в базовом знании экспертов можно выделить чанки, а в базовом знании новичков они отсутствуют.

Г. Саймон считает, что система обработки информации человеком работает в основном последовательно во времени: она способна пере­рабатывать одновременно лишь несколько символов, причем обраба­тываемые символы должны храниться в особых, ограниченных по ем­кости структурах памяти (чанках), содержание которых может быстро меняться. Поэтому то, что выглядит для наблюдателя как классифика­ция объектов на большое число классов, представляет собой в действи­тельности совокупность классификаций на два-три (обобщенных) класса. Эти выводы находят свое подтверждение в экспериментах Г. Саймона [Шсптап, ЗКиеток!, 81тоn, 1995] по изучению системы

Компьютерная психодиагностика

организации памяти эксперта-мнемониста, запоминавшего большое количество цифр. Как показал анализ, эксперт использовал иерархи­ческую систему хранения информации. Вообще, использование иерар­хических схем является одним из приемов, позволяющих избежать чрезмерной нагрузки на кратковременную память при запоминании хранении и воспроизведении информации, а также при принятии р^ шений.

Ограниченный объем кратковременной памяти заставляет экспер­та использовать при классификации те значения диагностических при­знаков, которые наиболее характерны для одновременно рассматри­ваемых двух-трех классов решений. Некоторые авторы, например, отмечают, что врачи-эксперты при дифференциальной классификации часто используют только два значения диагностических признаков (два класса решений) [Ьегшеих, Вог^е, 1992].

Интересны выводы о том, что способность к кратковременному за­поминанию оказывается не органической функцией возраста челове­ка, а, скорее, функцией его знаний [ЗсЬпеИег, 1993]. Так, например, вобласти шахмат объем кратковременной памяти детей-экспертов пре­восходит объем кратковременной памяти взрослых-новичков.

В последние годы публикуются результаты психологических иссле­дований, показывающие, что многие достаточно распространенные способы получения информации от человека (назначения весов при­знаков, назначение вероятностей и т. д.) являются некорректными: они ведут к противоречиям, смещениям, ошибкам [Туегеку, Капетап 1974; Ларичев, Моргоев, 1991]. В литературе обсуждаются пути преодоления этих трудностей. Так, например, поскольку эксперты часто не могут количественно оценить степень своей уверенности в том или ином утверждении (факте), им предлагают указать порядок их предпочте­ния [СЫеаих, Eюк, Воиспоп-Меишег, Кгетоу*сп, 1998].

Поведение человека при решении задачи классификации исследо­валось в серии психологических экспериментов [Ьалспеу, Мозпкоуюп, КеЬпк, 1988]. Результаты экспериментов показывают, что люди ведут себя достаточно надежно и непротиворечиво при определенных зна­чениях таких параметров, как количество аспектов, число возможных решений для каждого из них и количество классов решений. Если зна­чения этих параметров увеличиваются и переходят определенную гра­ницу, то количество ошибок при решении человеком задачи класси­фикации резко возрастает.

Результаты ряда психологических исследований позволяют охарак­теризовать систему хранения и переработки информации у эксперта сле­дующим образом [Ларичев, Моргоев, 1991]. Прежде всего, хороший эк-

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

сперт обладает знанием тысяч конкретных ситуаций, которые хранятся вегодолговременнойпамяти. Есть данные, что это число достигает 30-50 тысяч [51тоn, 1978]. Каждая из этих ситуаций описывается на при­вычном для эксперта профессиональном языке. Умение гибко исполь­зовать эти ситуации при решении конкретной задачи, вероятнее всего, имеет во многом неосознаваемый характер [КШйгшп, 1987]. Все вспо­могательные операции по извлечению и переработке информации со­вершаются в кратковременной памяти. Ее малый объем служит причи­ной использования человеком различных эвристических приемов.

Определенное влияние на процесс извлечения знаний оказывает существование так называемого механизма когнитивной защиты экс­перта [Осипов, 1993], который принято объяснять с позиций теории индивидуальных психологических конструктов, выдвинутой Дж. Кел-ли в 1955 году в рамках исследований по клинической психологии [Ке11у, 1955]. В соответствии с этой теорией сложность устройства мо­дели мира субъекта определяется набором сформированных его созна­нием конструктов, приспосабливаемых к реалиям мира. Конструкт -это особое субъективное средство, сконструированное самим челове­ком, проверенное им на практике и позволяющее ему воспринимать и пониматьокружающуюдействительность,оцениватьипрогнозировать события. В самом общем виде - это биполярный признак, альтерна­тивные события, противоположные отношения и способы поведения [Петренко, 1988]. Чем шире набор личностных конструктов у субъек­та, тем более многомерным, дифференцированным является в его сознании образ мира, себя, других, то есть тем выше его когнитивная сложность. Преодолениемеханизмакогнитивнойзащитысубъектасвя-зывается в этой теории с выявлением множества индивидуальных кон­структов и исследованием его структуры.

Кроме изложенных выше психологических аспектов извлечения знаний, существуют еще и лингвистические или, скорее, психолинг­вистические проблемы, возникающие в процессе извлечения знаний. Взаимодействие инженера по знаниям и эксперта - это прежде всего общение, а общение подразумевает использование языка.

В психолингвистике различают язык, используемый во внутренней речи, и коммуникативный язык, предназначенный непосредственно для общения. Естественный язык, используемый во внутренней речи, в общем случае не тождествен непосредственно коммуникативному языку,аяш1яетсяегомодификацией[Шалютин,1985].Посколысу внут­ренняя речь есть общение с самим собой, постольку она максимально свернута, минимально избыточна, содержит не полные предложения, а лишь некоторые вехи, по которым движется мысль. Хотя множество

Компьютерная психодиагностика

слов, которые в этом случае используются, относится к лексике обыч­ного языка, грамматический его строй существенно отличается от строя коммуникативной речи. С точки зрения обычной грамматики во внут­ренней речи происходят нарушения правил и норм языка.

Достижения лингвистики и психолингвистики последнего времени показывают, что языковая форма мысли от момента ее зарождения и до внешнего выражения претерпевает ряд модификаций, выражающих раз­личные фазы порождения речи. Американский лингвист 3. Харрис вы­сказал мысль, позднее детально разработанную Н. Хомским (1962) в кон­цепции порождающих грамматик, о том, что синтаксическая система языка содержит исходную подсистему, по отношению к которой все дру­гие подсистемы являются производными. Эта подсистема включает ограниченное множество синтаксических типов «ядерных предложе­ний». С точки зрения Хомского, любое правильное предложение языка можетбытьполученоиз таких предложений посредством конечного мно­жества трансформационных правил, то есть правил преобразования «ядерных» структур в произносимые и понимаемые предложения.

Ряд психологов считают операции трансформирования «ядерных предложений» в более сложные реальным психологическим процес­сом, что подтверждается психологическими экспериментами [Шалю-тин, 1985]. Таким образом, чем дальше от внешнего выражения находится мысль, тем в меньшей степени в ее языковой оболочке ис­пользуется богатство форм естественного языка.

Косвенными доказательствами существования «ядерных» структур, связанных со структурой мысли более тесно, чем формы коммуника­тивной речи, служат данные исторической грамматики, генетической психологии, а также патопсихологии. Структуры более сложные, чем <<ядерные»,позднеевозникаютвисторическомразвитииязыковирань-ше разрушаются при ряде расстройств речи [Шалютин, 1985].

Осущественныхразличияхмеждукоммуникативнымязыкомиязы-ком мыслительного процесса говорит и то, что люди обычно запоми­нают и вспоминают не словесное выражение, а содержание мыслей. Как правило, человек выражает усвоенную им мысль в новой словес­ной оболочке.

Как отмечалЛ. С. Выготский (1956), внутренняя речь характеризу­ется спрессованностью содержаний, предикативностью и сокращен-ностью фонетических элементов. «Речь без слов», по Л. С. Выготско­му, - это предел, из которого исходят языковые формы мысли.

Наличие доречевых форм мышления связывается рядом авторов с функционированием подсознательного [Шалютин, 1985]. В этой сфе­ре преобладает континуальный тип мышления, противостоящий дис-

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

кретности языка. Языковая система подсознательных фрагментов мыс­лительного процесса характеризуется значительно более высоким уров­нем расплывчатости элементов и связей, которые эту систему образу-к,т. Движение к речевому выражению мысли представляет собой процесс нарастающей «дискретизации». Следовательно, выражение знания в словах не полностью и не совсем адекватно отражает внут­реннее богатство знания, которым оперирует субъект. Поэтому инди­вид, воспринимающий высказывание, не имеет в прямой форме в тек­сте полностью мыслей говорящего. Лингвистическое понимание текста и высказываний еще не гарантирует адекватной интерпретации его смысла. Тем самым в процессе общения инженера по знаниям с экс­пертом происходит существенная потеря информации.

Подведем некоторые итоги. Приведенный выше обзор психологи­ческих исследований позволяет отметить

ряд эффектов и[и явлений, наблюдаемых при работе с экспертами и о:азывающих существенное влияние на процесс п.влечения знаний. К ним относятся:

□ существованиетакназываемых«молчаливых»,или подразумеваемых, знаний (иск кшотксДО, обуслов­ленное тремя причинами: неосознаваемым харак­тером экспертного умения, трудностью процесса вербализации и недооценкой экспертом важности некоторых знаний, используемых при решении профессиональных задач;

□ особая форма организации знаний экспертов по сравнению с организацией знаний новичков;

□ достаточно высокая скорость решения экспертом профессиональных задач;

□ ограниченность объема кратковременной памяти человека;

□ некорректность некоторых способов получения информации (присвоение весов признаков, при­своение вероятностей и т. д.);

□ существование механизма когнитивной защиты;

□ наличие психолингвистических проблем, в частно­сти, тот факт, что различие между коммуникатив­ным языком и языком мыслительного процесса приводит в ходе общения инженера по знаниям с экспертом к значительной потере информации.

Компьютерная психодиагностика

Вот почему процесс извлечения экспертных знаний традиционно считается «узким местом», а преодоление описанных выше проблем яв­ляется актуальной задачей для создания систем, основанных на знаниях

В связи с этим в рамках инженерии знаний (и в теоретическом пла­не, и в результате практических разработок конкретных систем) созда­ются так называемые методы извлечения знаний (кпо«1ес1_Ее еИскаиоп 1есЬт_Чие5), представляющие собой некоторую процедуру или форму взаимодействия инженера по знаниям с экспертом.

Описание «ручных» (неавтоматизированных) методов, компьютер­ных методов, а также так называемых систем извлечения знаний со­держится во многих работах [Gaттаск, Уоищ, 1984; HаП, 1986; Вол­ков, Ломнев, 1989; Воозе, 1989; Гаврилова, Червинская, 1992].

Одни техники опираются на теоретические основы и являются час­тью методологии процесса построения интеллектуальных систем, дру­гие носят характер эвристических приемов и рецептов, основываются на здравом смысле, эмпирическом опыте или психологических иссле­дованиях и не предполагают определенной методологии разработки интеллектуальных систем. Одна часть методов создавалась в рамках такихнаучныхдисциплин, как психологическая диагностика, систем­ный анализ, принятие решений, анализ данных, и впоследствии была «взята на вооружение» в инженерии знаний, другая специально разра­батывалась для поддержки извлечения знаний.

Существуют разные классификации методов извлечения знаний [Ьер1а1, 1986; Oкоп, Кие*ег, 1987; Волков, Ломнев, 1989; Гаврилова, Червинская, 1992; Осипов, 1993].

Методы извлечения экспертных знаний имеют прямую аналогию с методами психологической диагностики. В обоих случаях необходимо получить от человека некоторую информацию, касающуюся содержа­ния его интеллектуальной деятельности и личностных отношений (что и составляет ядро профессионального опыта), в том числе и ту, что са­мим человеком не осознается.

В соответствии с этим методы извлечения знаний можно разделить на неэкспериментальные и экспериментальные. Неэксперименталь­ные методы предполагают свободную форму взаимодействия инженера по знаниям с экспертом, не имеющую строгой процедурной регламен­тированности, жестко заданной структуры действий и воспроизводи­мости, характерных для эксперимента. Экспериментальные методы предполагают активную деятельность инженера по знаниям (как экс­периментатора) по созданию определенных регламентированных условий (например, стандартизованного стимульного материала), предъявлению этих условий эксперту с последующим формализован­но

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

ным анализом полученных результатов. Главная особенность экспери­ментальных методов состоит в воспроизводимости процедуры и усло­вий эксперимента для получения релевантной поставленным задачам информации.

К неэкспериментальным методам в инженерии знаний относятся клинико-психологические методы медицинской психодиагностики [Червинская, Щелкова, 2002] а именно:

□ беседа (или диалог);

□ наблюдение;

□ неструктурированное интервью;

□ анализ продуктов деятельности.

Учитывая специфику инженерии знаний, к неэкспериментальным методам извлечения знаний можно добавить:

□ лекции;

□ мозговой штурм;

□ круглый стол.

, Индивидуальные