SZTUCZNA INTELIGENCJA ARTIFICIAL INTELLIGENCE WYKŁAD 6 SYSTEMY EKSPERTOWE Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ KROSNO Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE (KEE - Knowledge Engineering Environment) Architektura systemu SCANKEE GDB MKF Baza Wiedzy SEK VVT MLC SEK – (Simulator of Expert’s Knowledge) – czyli Podsystem Konsultacyjno – Decyzyjny, jest modułem rozumującym system, mającym dostęp podczas konsultacji do bazy przygotowanej przy pomocy wskazanych modułów. Moduł SEK jest zintegrowany z interfejsem użytkownika, ułatwiającym komunikowanie się z systemem. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SYSTEM SCANKEE - MODUŁY PROGRAMOWE GDB (Graphic Datapath Builder) – czyli Podsystem Procesora Graficznego - jest edytorem graficznym umożliwiającym tworzenie graficznej reprezentacji obiektów w postaci: rysunków, schematów technologicznych, wykresów funkcji, ikon, struktur chemicznych, itp., oraz tworzenie opisów właściwości tych obiektów za pomocą wartości odpowiednio przypisanych atrybutów. MKF – (Multimedial Knowledge Formalizer) – czyli Podsystem Przygotowania Wiedzy – jest narzędziem przeznaczonym do formalizacji wiedzy i przygotowania jej do procesu automatycznego wnioskowania realizowanego przez moduł SEK. Moduł MKF umożliwia: edycję reguł składniowych, edycję wektorów stanu obiektu, edycję słowników synonimów, kompilację bazy wiedzy, oraz uczenie komputera na podstawie własnych baz wiedzy zawierających kompleksową informację z badanej dziedziny. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SYSTEM SCANKEE - MODUŁY PROGRAMOWE c.d. MLC – (Multistrategy Learning Classifier) – czyli Podsystem Uczenia Komputera – jest modułem wykorzystującym metodę uczenia komputera przez rejestrację informacji o przypadkach, posługując się algorytmami rozpoznawania obrazów dla klasyfikacji nadzorowanej (liniowa maszyna ucząca LLM) i dla klasyfikacji nie nadzorowanej (metoda k – tego najbliższego sąsiada KNN). VVT – (Virtual Visualization Tool) – czyli Podsystem Uczenia Komputera – jest to moduł służący do analizy i wizualizacji skupień, oraz klasyfikacji i prognozowania właściwości obiektów. Wykorzystuje w tym celu algorytm obliczeniowy oparty na metodzie SAHN. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

Akwizycja wiedzy, uczenie maszynowe OGÓLNA KONSTRUKCJA SYSTEMU SCANKEE Akwizycja wiedzy, uczenie maszynowe System wnioskujący Fakty, Obiekty, Schematy reguł Odpowiedzi, wyjaśnienia jak? dlaczego? Wiedza: obrazy, dane reguły składniowe teksty objaśnień Fakty Interfejs użytkownika Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY EKRAN INFORMACYJNY Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. LISTA ETAPÓW WNIOSKOWANIA Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. IMPORT DANYCH ORAZ REGUŁA STANU BEZAWARYJNEGO Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

SCANKEE - REGUŁOWA BAZA WIEDZY c.d. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

INNE SYSTEMY EKSPERTOWE Geologia PROSPECTOR: SE asystujący geologom; zawiera model złóż geologicznych. Kilkaset reguł definiuje model złoża, poziom przekonania o występowaniu różnych własności. Przy jego pomocy odkryto szereg złóż. Computer Base Consultant CBC, komputerowy konsultant, pomaga mechanikowi w naprawie urządzeń, analizuje wypowiedzi mechanika, ma dalmierz laserowy i kamerę TV, laser służy za wskaźnik, np. system zapytany: Gdzie jest obejma pompy, pokazuje laserem. System ma model wewnętrzny urządzenia i korzysta z NLP (Neuro Lingwistyczne Programowanie) . Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

INNE SYSTEMY EKSPERTOWE c.d. Medycyna System MYCIN: program do diagnostyki i terapii chorób zakaźnych (Stanford, 1972), jeden z pierwszych SE. baza wiedzy baza danych pacjenta (opis przypadku) program konsultacyjny, zadający pytania, wyciągający wnioski i dający porady program wyjaśniający, uzasadniający porady program gromadzenia wiedzy, pozwalający na modyfikację i rozszerzania bazy wiedzy Wiedza: reguły produkcji, listy, tabele, opis parametrów klinicznych ... Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

INNE SYSTEMY EKSPERTOWE c.d. Chemia System DENDRAL (od 1965 roku, opracowany Stanford University) Generacja struktur chemicznych zgodnych z informacjami ze spektrometrii masowej, spektroskopii NMR, IR, UV, informacjami o reakcjach chemicznych. Określanie struktury substancji chemicznych i biologicznych: rentgenograficznie - bardzo drogie. Spektrometr masowy: rozbija wiązką elektronów cząsteczki, analizuje masę naładowanych fragmentów, wykres intensywności pasm - e/m. Wzór sumaryczny: C6 H13NO2 ponad 10.000 izomerów. Wzór sumaryczny: C25 H52 ponad 36 mln izomerów. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

INNE SYSTEMY EKSPERTOWE c.d. Dendral – moduły i reguły Moduły Planowanie: widmo - fragmenty cząsteczki. Generacja: tworzy wszystkie struktury przestrzenne zgodne z prawami chemii. Algorytm dla struktur acyklicznych z 1964, dla cyklicznych z 1976 roku. Testowanie: symulacja i ocena podobieństwa widma rzeczywistego z symulowanym Przykład reguły: JEŚLI: widmo ma 2 piki dla mas x1 i x2 takich, że a) x1 + x2 = M + 28 i b) x1 - 28 to intensywny pik i c) x2 - 28 to intensywny pik i d) przynajmniej jeden z pików x1, x2 to wysoki pik TO: cząsteczka zawiera grupę ketonową. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

INNE SYSTEMY EKSPERTOWE c.d. Chemia – komputerowe modelowanie syntez i reakcji organicznych CASD - Computer Aided Synthesis Design Typowa synteza > 10 odrębnych reakcji. Najprostszy struktura cząsteczki z 20 atomów - synteza na 1018 sposobów ! Liczba podstawowych substratów < 500, Liczba innych substratów używanych w przemyśle chemicznym < 2000. Bazy danych - rzędu 500 schematów reakcji; ponad 100.000 konkretnych reakcji. Nowe reakcje chemiczne - ogólna teoria oparta na modelu D-U (Dugundji, Ugi). 3 macierze reakcji - 77% wszystkich reakcji przemysłowych. Metody AI doprowadziły do odkrycia wielu nowych reakcji chemicznych. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

INNE SYSTEMY EKSPERTOWE c.d. Dydaktyka ICAI - Inteligentne wspomaganie nauczania Współpraca z kognitywistyką, psychologią, HCI, filozofią ... Przykładowe projekty: Nauczanie języka dzieci specjalnej troski: wspomaganie korekcji wad wymowy, problemów z pisaniem i czytaniem. Systemy ekspertowe zbierające informację pozwalająca na zrozumienie trudności konkretnego dziecka (diagnostyczne). Nauczanie języków obcych: modelowanie wiedzy ucznia, strategii uczenia się, rozpoznawanie problemów i działania korekcyjne, np. dobór odpowiednich przykładów. Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno

Dziękuję za uwagę Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ Krosno