Экспертные системы

Работы по созданию Экспертных систем (ЭС) - первая попытка практического применения результатов в области Искусственного интеллекта (ИИ).

История: «романтический период» ИИ → серьезные научные исследования → практические задачи.

Экспертная система (ЭС) – вычислительная система, в которой представлены знания специалистов в некоторой конкретной узко-специализированной предметной области и которая в рамках этой области способна принимать решения (решать задачи) на уровне эксперта-профессионала.

Основные особенности ЭС:
•	ориентированы на решение практических задач в трудноформализуемых узких предметных областях,
•	результаты работы сравнимы с результатами человека-эксперта,
•	«прозрачность» решения,
•	открытая совокупность знаний.

Одна из первых задач - задача Диагностики (выявление причин неправильного функционирования системы). 
Одна из первых ЭС для задачи медицинской диагностики: MYCIN (диагностика бактериальных инфекций).
Одна из первых ЭС в Геологии: PROSPECTOR  - оценка потенциальной рудоносности района
Что может делать СИСТЕМА PROSPECTOR:
•	Беседует с пользователем (экспертом-геологом), употребляя знакомые ему термины.
•	Позволяет пользователю вводить любую информацию о районе в любой момент диалога; учитывает при этом степень уверенности пользователя в достоверности сообщаемых им фактов.
•	Выбирает гипотезу о рудных залежах в районе и затем задает пользователю вопросы с целью либо доказать, либо опровергнуть ее.
•	Перефразирует вопросы, когда пользователь указывает, что они ему непонятны.
•	Может сообщить пользователю, почему ей нужен ответ на конкретный вопрос.
•	Отбрасывает свои гипотезы и выбирает новые на основании ответов пользователя на свои вопросы.
•	Ищет противоречия в ответах пользователя, указывает их и позволяет пользователю изменять и старые, и новые ответы с целью добиться непротиворечивости.
•	Предлагает свои заключения вместе со сводкой соображений, на основании которых она пришла к этим заключениям.

ФРАГМЕНТ ПРОТОКОЛА ДИАЛОГА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ С СИСТЕМОЙ PROSPECTOR.
01.П:  присутствуют дайки (запоминает ЭС: дайки, достоверность = 5)
02.П:  присутствуют меловые диориты (запоминает ЭС: меловые диориты, достоверность = 5)
03.П:  возможно, есть сиенодиорит (запоминает ЭС: сиенодиорит/монцонит, достоверность = 3)
04.П: может быть некоторое количество кварцевого монцонита (запоминает ЭС: кварцевый монцонит, достоверность = 3)
. . .
77:ЭС: на шкале от -5 до +5 уверенность, что имеется месторождение медно-порфировых руд типа А (МПРА), равна 1.683.
Основные заключения в пользу гипотезы:
- Соответствующее геологическое строение региона (достоверность = 3.576).
- Соответствующее петро-тектоническое окружение (достоверность = 3.333).
- Соответствующая интрузивная структура для МПРА (достоверность = 1.683).
Основные наблюдения, поддерживающие гипотезу:
- В исследуемом регионе есть система гранитных интрузий (достоверность = 5.0).
- Наблюдаются измененные породы (достоверность = 5.0)
. . .
Существует еще много других наблюдений в пользу гипотезы. Хотите рассмотреть еще какие-нибудь?
П: нет 

Типичные задачи, решаемые с помощью ЭС:

Интерпретация - описание ситуации по информации, поступающей от датчиков.
	SPE - определение концентрации гамма-глобулина в крови.
Прогноз - определение вероятных последствий заданных ситуаций.
	PLANT/cd - определения потерь урожая от черной совки.
Планирование - определение последовательности действий.
	TATR - планирование авиаударов по аэродромам противника.
Диагностика - выявление причин неправильного функционирования системы.
	MYCIN - диагностика бактериальных инфекций.
Отладка - составление рецептов исправления неправильного функционирования системы.
	ONCOCIN - планирования химиотерапевтического лечения.
Ремонт - выполнение последовательности предписанных исправлений.
	TQMSTUNE - настройка масс-спектрометра.
Проектирование - построение конфигурации объектов при заданных ограничениях.
	XCON (R1) - выбор оптимальной конфигурации аппаратных средств (VAX).
Наблюдение - сравнение результатов наблюдения с ожидаемыми результатами.
	VM - наблюдение за состоянием больного в палате интенсивной терапии.
Обучение - диагностика, отладка и ремонт поведения обучаемого.
	GUIDON - обучение студентов-медиков (антибактериальная терапия).
Управление - управление поведением системы как целого.
	VM

Сферы применения ЭС:

ХИМИЯ:	DENDRAL (интерпр.) - определение структурной формулы хим.в-ва		
МЕДИЦИНА:	VM, MYCIN (см.выше)
ВОЕННОЕ ДЕЛО: TATR (см.выше), I&W (прогнозир.) - прогнозирование вооруженных конфликтов
ЭЛЕКТРОНИКА: EURISKO (проектир.) - проектирование СБИС
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ: XCON (см.выше), PTRANS (планир.&прогнозир.) - маркетинг в DEC
ТЕХНИКА: REACTOR (наблюден.) - в составе системы управления ядерным реактором  
ГЕОЛОГИЯ: PROSPECTOR (интерпр.) - оценка потенциальной рудоносности района