人工智能技術專家系統

什麼是專家系統？

  專家系統被定義爲一種交互式可靠的基於計算機的決策系統，它使用事實和啓發式方法來解決複雜的決策問題。它被認爲是人類智慧和專業知識的最高水平。它是一個計算機應用程序，能夠解決特定域中最複雜的問題。

  專家系統能夠解決一般須要人類專家的許多問題。它基於從專家那裏得到的知識。它還可以表達和推理某些知識領域。專家系統是當今人工智能，深度學習和機器學習系統的前身。

專家系統的例子

如下是專家系統的示例

• MYCIN：它基於反向連接，能夠識別可能致使急性感染的各類細菌。它還能夠根據患者的體重推薦藥物。
• DENDRAL：用於化學分析的專家系統，用於預測分子結構。
• PXDES：用於預測肺癌程度和類型的專家系統
• CaDet：能夠在早期識別癌症的專家系統

專家系統的特色

爲何須要專家系統？

  如下是專家系統的重要特徵：

• 最高專業水平：專家系統提供最高水平的專業知識。它提供了效率，準確性和富有想象力的問題解決方案。

• 正確的時間反應：**專家系統在很是合理的時間段內與用戶進行交互。總時間必須小於專家爲同一問題得到最準確解決方案所花費的時間。

• 良好的可靠性：專家系統須要可靠，而且不能犯任何錯誤。

• 靈活：相當重要的是它保持靈活性，由於它是專家系統所擁有的。

• 有效機制：專家系統必須有一個有效的機制來管理其中現有知識的彙編。

• 可以處理具備挑戰性的決策和問題：專家系統可以處理具備挑戰性的決策問題並提供解決方案。

專家系統的組成部分

專家系統包括如下給定組件：

用戶界面

  用戶界面是專家系統中最重要的部分。此組件以可讀形式獲取用戶的查詢，並將其傳遞給推理引擎。以後，它會向用戶顯示結果。換句話說，它是一個幫助用戶與專家系統通訊的界面。

  用戶界面是專家系統中最關鍵的部分。該組件以可讀的形式獲取用戶的查詢，並將其傳遞給推理機。以後，它向用戶顯示結果。換句話說，它是一個幫助用戶與專家系統進行通訊的界面。

推理機

  推理機是專家系統的大腦。推理機包含解決特定問題的規則。它是指從知識庫中獲取的知識。當試圖回答用戶的查詢時，它選擇要應用的事實和規則。它爲知識庫中的信息提供了推理。它也有助於解決問題。這一組成部分也有助於制定結論。

知識庫

  知識庫是事實的儲存庫。它存儲有關問題域的全部知識。它就像一個巨大的知識容器，它是從某一特定領域的不一樣專家那裏得到的。

所以，專家系統的成功主要取決於高精度的知識。

專家系統中使用的其餘關鍵術語

事實和規則

  事實是重要信息的一小部分。事實自己的用處很是有限。這些規則對於選擇和應用事實來解決用戶問題相當重要。

知識獲取

  知識獲取是指專家系統如何獲取所需的領域知識。整個過程首先從人類專家中提取知識，將所得到的知識轉化爲規則，並將已開發的規則注入知識庫。

參與專家系統開發

參加者	角色
領域專家	他是一我的或團隊，他的專業知識和知識用於開發專家系統
知識工程師	知識工程師是將知識集成到計算機系統中的技術人員
最終用戶	使用專家系統獲取專家沒法提供的建議的是一我的或一組人

構建專家系統的過程

• 肯定問題的特徵
• 知識工程師和領域專家協調一致地定義問題
• 知識工程師將知識轉化爲計算機可理解的語言。他設計了一個推理引擎，一個推理結構，能夠在須要時使用知識。
• 知識專家還肯定如何在推理過程當中整合不肯定知識的使用以及哪一種解釋有用。

傳統系統與專家系統

傳統系統	專業系統
知識和處理組合在一個單元中	知識庫和處理機制是兩個獨立的組件
程序不會出錯（除非編程錯誤）	專家系統可能會出錯
該系統僅在徹底開發後纔可運行	專家系統持續優化，可使用少許規則啓動
須要根據固定算法逐步執行	執行是按邏輯和啓發式完成的
它須要完整的信息	它能夠在足夠或不充分的信息下起做用

人類專家與專家系統

人類專家	人工專長
易腐	常駐
很難轉移	轉讓
難以記錄	易於記錄
不可預知的	一向
昂貴	經濟有效的系統

專家系統的好處

• 它提升了決策質量
• 削減諮詢專家的費用，以解決問題
• 它爲狹窄的專業領域的問題提供快速有效的解決方案。
• 它能夠收集稀缺的專業知識並有效地使用它。
• 爲重複性問題提供一致的答案
• 保持重要的信息水平
• 幫助您得到快速準確的答案
• 對決策的正確解釋
• 可以解決複雜和具備挑戰性的問題
• 專家系統能夠穩定地工做，而不會感到情緒化，緊張或疲勞。

專家系統的侷限性

• 在特殊狀況下沒法作出創造性的迴應
• 知識庫中的錯誤可能致使錯誤的決策
• 專家系統的維護成本過高
• 每一個問題都不一樣，所以人類專家的解決方案也可能不一樣且更具創造性

專家系統的應用

專家系統用戶的一些流行應用：

• 信息管理
• 醫院和醫療設施
• 幫助辦公桌管理
• 員工績效評估
• 貸款分析
• 病毒檢測
• 適用於維修和保養項目
• 倉庫優化
• 規劃和安排
• 製造對象的配置
• 財務決策知識發佈
• 過程監控和控制
• 監督工廠和控制器的運行
• 股市交易
• 航空公司時刻表和貨運時間表

摘要

• 專家系統是一個交互式可靠的基於計算機的決策系統，它使用事實和啓發式方法來解決複雜的決策問題
• 專家系統的關鍵組件是1）用戶界面，2）推理引擎，3）知識庫
• 專家系統開發的主要參與者是1）領域專家2）知識工程師3）最終用戶
• 提升決策質量，下降成本，一致性，可靠性，速度是專家系統的關鍵優點
• 專家系統沒法提供創造性的解決方案，維護成本也很高。
• 專家系統可用於普遍的應用，如股票市場，倉庫，人力資源等

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