专家系统.htm

从上周五晚上开始的24个小时中,经过持续的奋战,完成了人工智能实验的最后一个实验----动物识别系统.

<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
(1)为解决特定领域的具体问题，除需要一些公共的常识，还需要大量与所研究领域问题密切相关的知识；<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
(2)一般采用启发式的解题方法；<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
(3)在解题过程中除了用演绎方法外，有时还要求助于归纳方法和抽象方法；<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
(4)需处理问题的模糊性、不确定性和不完全性；<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
(5)能对自身的工作过程进行推理(自推理或解释)；<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
(6)采用基于知识的问题求解方法；<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (7)知识库与推理机分离。</P>
<P><STRONG>3、专家系统应用的领域</STRONG>&nbsp;&nbsp; </P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 最初的专家系统乃人工智能之一个应用，但由于其重要性及相关应用系统之迅速发展，它已是<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200603011147495.html" 
target=_new>信息系统</A>的一种特定<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200603051002565.html" 
target=_new>类型</A>。专家系统一词系由’’以知识为基础的专家系统(knowledge-based expert 
system)’’而来，此种系统应用计算机中储存的人类知识，解决一般需要用到专家才能处理的问题，它能模仿人类专家解决特定问题时的推理过程，因而可供非专家们用来增进问题解决的能力，同时专家们也可把它视为具备专业知识的助理。由于在人类社会中，专家资源实相当稀少，有了专家系统，则可使此珍贵的专家知识获得普遍的应用。&nbsp; 
</P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
近年来专家系统技术逐渐成熟，广泛应用在工程、科学、医药、军事、商业等方面，而且成果相当丰硕，甚至在某些应用领域，还超过人类专家的智能与判断。其功能应用领域概括有：</P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
解释（Interpretation）－如测试肺部测试（如PUFF）。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
预测（Prediction）－如预测可能由黑蛾所造成的玉米损失（如PLAN）。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
诊断（Diagnosis）－如诊断血液中细菌的感染（MYCIN）。又如诊断汽车柴油引擎故障原因之CATS系统。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
故障排除（Fault Isolation）－如电话故障排除系统ACE。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
设计（Design）－如专门设计小型马达弹簧与碳刷之专家系统MOTOR&nbsp; BRUSH&nbsp; 
DESIGNER。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 规划（Planning）－就出名的有辅助规划IBM计算机主<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200604241328115.html" 
target=_new>架构</A>之布置，重安装与重安排之专家系统CSS，以及辅助财物管理之PlanPower专家系统。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
监督（Monitoring）－如监督IBM MVS<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200602281634075.html" 
target=_new>操作系统</A>之YES/MVS。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
除错（Debugging）－如侦查学生减法算术错误原因之BUGGY。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
修理（Repair）－如修理原油储油槽之专家系统SECOFOR。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
行程安排（Scheduling）－如制造与运输行称安排之专家系统ISA。又如&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 工作站（work 
shop）制造步骤安排系统。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
教学（Instruction）－如教导使用者学习操作系统之TVC专家系统。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
控制（Control）－帮助Digital 
Corporation计算机制造及分配之控制系统PTRANS。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
分析（Analysis）－如分析油井储存量之专家系统DIPMETER及分析有机分子可能结构之DENDRAL系统。它是最早的专家系统，也是最成功者之一。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
维护（Maintenance）－如分析电话交换机故障原因之后，及能建议人类该如何维修之专家系统COMPASS。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
架构设计（Configuration）－如设计VAX计算机架构之专家系统XCON以及设计新电梯架构之专家系统VT等。<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
校准（Targeting）－例如校准武器准心之专家系统BATTLE。</P>
<P><BR><STRONG>4.专家系统如何工作</STRONG></P>
<P><STRONG>（1）专家系统的工作过程</STRONG></P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 专家系统的基本<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200603110944215.html" 
target=_new>工作流</A>程是，用户通过人机界面回答系统的提问，推理机将用户输入的信息与知识库中各个规则的条件进行匹配，并把被匹配规则的结论存放到综合数据库中。最后，专家系统将得出最终结论呈现给用户。</P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
在这里，专家系统还可以通过解释器向用户解释以下问题：系统为什么要向用户提出该问题（Why）？计算机是如何得出最终结论的（How）？</P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 领域专家或知识工程师通过专门的<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200602282117345.html" 
target=_new>软件工具</A>，或编程实现专家系统中知识的获取，不断地充实和完善知识库中的知识。</P>
<P><STRONG>（2）专家系统实例</STRONG></P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
这里，我们以一个简单的“动物识别专家系统”为例，初步认识专家系统的工作机制及系统特点。该系统的知识库是一个产生式规则的集合，图2显示了其中的2条规则。从原则上来讲，规则之间相互独立，任何两条规则的“前件”一般都不能重复，也不具有<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200603101434215.html" 
target=_new>包含关系</A>。小型专家系统的规则可以是几条几十条，大型专家系统的规则可达上千条，像这个动物专家系统知识库的规则就只有六条。该“动物识别专家系统”的6条规则也可以采用决策树方式来表示，如图3所示。</P>
<P class=MsoNormal 
style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 19.85pt; TEXT-ALIGN: center; mso-layout-grid-align: none" 
align=center><SPAN lang=EN-US></SPAN></P>
<P><IMG src="专家系统.files/20063211148685.jpg" border=0><BR></P>
<P class=MsoNormal 
style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 19.85pt; TEXT-ALIGN: center; mso-layout-grid-align: none" 
align=center><SPAN lang=EN-US></SPAN></P>
<P><IMG src="专家系统.files/200632111421990.jpg" border=0><BR></P>
<P><IMG src="专家系统.files/200632111437986.jpg" border=0><BR></P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
运行动物专家系统时，系统将通过人机界面向用户提问，人机对话的一个界面如图4所示。用户选择答案做出相应的回答，然后按“确定”键，再回答下一个问题。</P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
专家系统具备“Why（为什么）”和“How（怎样）”的解释功能。图5就是计算机对“为什么会问‘能做单腿跳吗’”这个问题的回答，其解答是：系统为了匹配第一条规则，因此向用户提出该问题。</P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
同理，最后得出结论之后，用户还可以通过“How”来查看该结论是如何得出来的。计算机的回答也是对该结论的推理过程的重现。</P>
<P><STRONG>（3）专家系统外壳</STRONG></P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
在上面的例子中，我们使用了专家系统外壳InterModeller，这是一个适合中学人工智能教学与应用的简易型专家系统外壳，学习者可以通过它来建造各种主题的专家系统，同时，它还提供了各种知识表示方法之间的转换。该<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200604232134205.html" 
target=_new>软件</A>的详情请参见网站：http://www.parlog.com/intermodeller.html。</P>
<P><STRONG>5、未来的专家系统</STRONG>&nbsp;&nbsp; </P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
目前的专家系统发展确实存在着一些限制，在未来的年代中，许多今日专家系统缺失将会被改善，相信未来专家系统应该继续研究的项目有：&nbsp; </P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 具有处理常识的能力； <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
发展深层的推论系统； <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 不同层次解释的能力； 
<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 使专家系统具有学习的能力； 
<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200603021131475.html" 
target=_new>分布式专家系统</A>； <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 轻易获取与更新知识的能力。 </P>
<P>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
未来发展的专家系统，能经由感应器直接由外界接受资料，也可由系统外的知识库获得资料，在推理机中除推理外，上能拟定规划，仿真问题状况等。知识库所存的不只是静态的推论规则与事实，更有规划、分类、结构<A 
href="http://www.itisedu.com/phrase/200603061709535.html" 
target=_new>模式</A>及行为模式等动态知识。</FONT></P></DIV></BODY></HTML>