Yapay Zeka - Uzman Sistemler

Uzman sistemler (ES), AI'nın önde gelen araştırma alanlarından biridir. Stanford Üniversitesi, Bilgisayar Bilimleri Bölümü araştırmacıları tarafından tanıtıldı.

Uzman Sistemler nelerdir?

Uzman sistemler, belirli bir alandaki karmaşık sorunları olağanüstü insan zekası ve uzmanlığı düzeyinde çözmek için geliştirilen bilgisayar uygulamalarıdır.

Uzman Sistemlerin Özellikleri

Yüksek performans
Understandable
Reliable
Son derece duyarlı

Uzman Sistemlerin Yetenekleri

Uzman sistemler şu özelliklere sahiptir:

Advising
Karar vermede insana talimat vermek ve yardımcı olmak
Demonstrating
Bir çözüm bulmak
Diagnosing
Explaining
Girdiyi yorumlama
Sonuçları tahmin etmek
Sonucu haklı çıkarmak
Bir soruna alternatif seçenekler önermek

Onlar acizler -

İnsan karar vericileri ikame etmek
İnsan yeteneklerine sahip olmak
Yetersiz bilgi tabanı için doğru çıktı üretmek
Kendi bilgilerini geliştirmek

Uzman Sistem Bileşenleri

ES'nin bileşenleri şunları içerir:

Bilgi tabanı
Çıkarım Motoru
Kullanıcı arayüzü

Bunları tek tek kısaca görelim -

Bilgi tabanı

Alana özgü ve yüksek kaliteli bilgi içerir.

Zekayı sergilemek için bilgi gereklidir. Herhangi bir ES'nin başarısı büyük ölçüde son derece doğru ve kesin bilgilerin toplanmasına bağlıdır.

Bilgi nedir?

Veriler, gerçeklerin toplanmasıdır. Bilgiler, görev alanıyla ilgili veriler ve gerçekler olarak düzenlenir.Data, information, ve past experience birlikte birleştirilerek bilgi olarak adlandırılır.

Bilgi Tabanının Bileşenleri

Bir ES'nin bilgi tabanı, hem olgusal hem de sezgisel bilginin depolanmasıdır.

Factual Knowledge - Görev alanındaki Bilgi Mühendisleri ve akademisyenler tarafından geniş çapta kabul gören bilgidir.
Heuristic Knowledge - Uygulama, doğru muhakeme, kişinin değerlendirme ve tahmin etme yeteneği ile ilgilidir.

Bilgi temsili

Bilgi tabanındaki bilgiyi organize etmek ve resmileştirmek için kullanılan yöntemdir. IF-THEN-ELSE kuralları biçimindedir.

Bilgi edinme

Herhangi bir uzman sistemin başarısı, büyük ölçüde bilgi tabanında depolanan bilgilerin kalitesine, eksiksizliğine ve doğruluğuna bağlıdır.

Bilgi tabanı, çeşitli uzmanlardan, akademisyenlerden ve Knowledge Engineers. Bilgi mühendisi, empati, hızlı öğrenme ve vaka analizi becerilerine sahip bir kişidir.

Kayıt, görüşme ve onu işyerinde gözlemleyerek konu uzmanından bilgi alır. Daha sonra bilgiyi interferans makinesi tarafından kullanılacak IF-THEN-ELSE kuralları şeklinde anlamlı bir şekilde sınıflandırır ve düzenler. Bilgi mühendisi ayrıca ES'nin gelişimini de izler.

Çıkarım Motoru

Çıkarım Motoru tarafından verimli prosedürlerin ve kuralların kullanılması, doğru ve kusursuz bir çözümün çıkarılmasında önemlidir.

Bilgi tabanlı ES durumunda, Çıkarım Motoru, belirli bir çözüme ulaşmak için bilgi tabanındaki bilgiyi alır ve kullanır.

Kurala dayalı ES durumunda, o -

Daha önceki kural uygulamasından elde edilen gerçeklere kuralları tekrar tekrar uygular.
Gerekirse bilgi tabanına yeni bilgiler ekler.
Belirli bir vakaya birden çok kural uygulandığında kuralların çakışmasını çözer.

Bir çözüm önermek için Çıkarım Motoru aşağıdaki stratejileri kullanır -

İleri Zincirleme
Geri Zincirleme

İleri Zincirleme

Soruyu cevaplamak uzman bir sistemin stratejisidir, “What can happen next?”

Burada Çıkarım Motoru koşullar ve türetmeler zincirini takip eder ve sonunda sonucu çıkarır. Tüm gerçekleri ve kuralları dikkate alır ve bir çözüme varmadan önce bunları sıralar.

Bu strateji, sonuç, sonuç veya sonuç üzerinde çalışmak için izlenir. Örneğin, faiz oranlarındaki değişikliklerin bir etkisi olarak hisse senedi piyasası durumunun tahmini.

Geri Zincirleme

Bu strateji ile sorunun cevabını uzman bir sistem bulur, “Why this happened?”

Çıkarım Motoru, daha önce olup bitenlere dayanarak, bu sonuç için geçmişte hangi koşulların gerçekleşmiş olabileceğini bulmaya çalışır. Bu strateji, neden veya nedeni bulmak için izlenir. Örneğin, insanlarda kan kanseri teşhisi.

Kullanıcı arayüzü

Kullanıcı arayüzü, ES kullanıcısı ile ES'nin kendisi arasında etkileşim sağlar. Genelde, görev alanında iyi bilgi sahibi olan kullanıcı tarafından kullanılmak üzere Doğal Dil İşlemedir. ES kullanıcısının Yapay Zeka konusunda uzman olması gerekmez.

ES'nin belirli bir tavsiyeye nasıl ulaştığını açıklar. Açıklama aşağıdaki formlarda görünebilir -

Ekranda görüntülenen doğal dil.
Doğal dilde sözlü anlatımlar.
Ekranda görüntülenen kural numaralarının listesi.

Kullanıcı arayüzü, kesintilerin güvenilirliğinin izini sürmeyi kolaylaştırır.

Verimli ES Kullanıcı Arayüzünün Gereksinimleri

Kullanıcıların hedeflerine mümkün olan en kısa yoldan ulaşmalarına yardımcı olmalıdır.
Kullanıcının mevcut veya istenen iş uygulamaları için çalışacak şekilde tasarlanmalıdır.
Teknolojisi, kullanıcının gereksinimlerine uyarlanabilir olmalıdır; Tersi değil.
Kullanıcı girdisinin verimli kullanılmasını sağlamalıdır.

Uzman Sistem Sınırlamaları

Hiçbir teknoloji kolay ve eksiksiz bir çözüm sunamaz. Büyük sistemler maliyetlidir, önemli geliştirme süresi ve bilgisayar kaynakları gerektirir. ES'lerin aşağıdakileri içeren sınırlamaları vardır:

Teknolojinin sınırlamaları
Zor bilgi edinme
ES bakımı zordur
Yüksek geliştirme maliyetleri

Uzman Sistem Uygulamaları

Aşağıdaki tablo ES'nin nerede uygulanabileceğini göstermektedir.

Uygulama	Açıklama
Tasarım Alanı	Kamera lens tasarımı, otomobil tasarımı.
Tıbbi Alan	Tanı Sistemleri, gözlenen verilerden hastalığın nedenini çıkarır, insanlar üzerinde tıbbi operasyonlar düzenler.
İzleme Sistemleri	Uzun petrol boru hattında, gözlemlenen sistemle veya kaçak izleme gibi öngörülen davranışla verileri sürekli olarak karşılaştırma.
Proses Kontrol Sistemleri	İzlemeye dayalı fiziksel bir süreci kontrol etmek.
Bilgi Alanı	Araçlarda, bilgisayarlarda arızaların bulunması.
Finans / Ticaret	Olası dolandırıcılığın tespiti, şüpheli işlemler, borsa ticareti, Havayolu planlaması, kargo planlaması.

Uzman Sistem Teknolojisi

Çeşitli ES teknolojileri seviyeleri mevcuttur. Uzman sistem teknolojileri şunları içerir:

Expert System Development Environment- ES geliştirme ortamı, donanım ve araçları içerir. Onlar -
- İş istasyonları, mini bilgisayarlar, ana bilgisayarlar.
- Gibi yüksek seviyeli Sembolik Programlama Dilleri LISt Programlama (LISP) ve PROgrammation tr LOGique (PROLOG).
- Büyük veritabanları.
Tools - Uzman bir sistem geliştirmede harcanan çabayı ve maliyeti büyük ölçüde azaltırlar.
- Çoklu pencereli güçlü düzenleyiciler ve hata ayıklama araçları.
- Hızlı prototipleme sağlarlar
- Model, bilgi temsili ve çıkarım tasarımının dahili tanımlarına sahip olun.
Shells- Kabuk, bilgi tabanı olmayan uzman bir sistemden başka bir şey değildir. Bir kabuk, geliştiricilere bilgi edinme, çıkarım motoru, kullanıcı arayüzü ve açıklama olanağı sağlar. Örneğin, aşağıda birkaç mermi verilmiştir -
- Uzman bir sistem oluşturmak için tam gelişmiş Java API sağlayan Java Uzman Sistem Kabuğu (JESS).
- Vidwan , 1993 yılında Mumbai'deki Ulusal Yazılım Teknolojisi Merkezi'nde geliştirilen bir kabuk. IF-THEN kuralları biçiminde bilgi kodlamasına olanak tanır.

Uzman Sistemlerin Geliştirilmesi: Genel Adımlar

ES geliştirme süreci yinelemelidir. ES'nin geliştirilmesindeki adımlar şunları içerir:

Sorun Etki Alanını Belirleyin

Sorun, uzman bir sistemin çözmesi için uygun olmalıdır.
ES projesi için görev alanındaki uzmanları bulun.
Sistemin maliyet etkinliğini sağlayın.

Sistemi Tasarlayın

ES Teknolojisini tanımlayın
Diğer sistemler ve veritabanları ile entegrasyon derecesini bilin ve kurun.
Kavramların alan bilgisini en iyi nasıl temsil edebileceğini anlayın.

Prototipi Geliştirin

Bilgi Tabanından: Bilgi mühendisi şu amaçlarla çalışır:

Uzmandan alan bilgisi edinin.
Bunu If-THEN-ELSE kuralları şeklinde gösterin.

Prototipi Test Edin ve Geliştirin

Bilgi mühendisi, prototipi performanstaki herhangi bir eksiklik açısından test etmek için örnek vakalar kullanır.
Son kullanıcılar ES'nin prototiplerini test eder.

ES'yi Geliştirin ve Tamamlayın

ES'nin son kullanıcılar, veritabanları ve diğer bilgi sistemleri dahil olmak üzere ortamının tüm unsurlarıyla etkileşimini test edin ve sağlayın.
ES projesini iyi belgeleyin.
Kullanıcıyı ES kullanması için eğitin.

Sistemin Bakımı

Düzenli inceleme ve güncelleme yaparak bilgi tabanını güncel tutun.
Bu sistemler geliştikçe diğer bilgi sistemleriyle yeni arayüzler için hizmet verir.

Uzman Sistemlerin Faydaları

Availability - Seri yazılım üretimi sayesinde kolaylıkla temin edilebilirler.
Less Production Cost- Üretim maliyeti makul. Bu onları ekonomik kılar.
Speed- Harika hız sunuyorlar. Bir bireyin koyduğu iş miktarını azaltırlar.
Less Error Rate - İnsan hatalarına göre hata oranı düşüktür.
Reducing Risk - İnsanlar için tehlikeli ortamlarda çalışabilirler.
Steady response - Harekete geçmeden, gerilmeden ve yorulmadan istikrarlı bir şekilde çalışırlar.