Экспертные системы и их использование

     ∙ запоминание с последующей записью  после беседы (недостаток - годится  только для аналитиков с блестящей  памятью).

     Когнитивный слой

     Когнитивная психология (англ. cognition - познание) изучает  механизмы, при помощи которых человек  познает окружающий мир.

     Предложим несколько советов инженеру по знаниям  с позиций когнитивной психологии:

     ∙ не навязывать эксперту ту модель представления, которая ему (аналитику) более понятна и естественна;

     ∙ использовать различные методы работы с экспертом исходя из условия, что  метод должен подходить к эксперту, как "ключ к замку";

     ∙ четко осознавать цель процедуры  извлечения или ее главную стратегию, которая может быть определена как выявление основных понятий предметной области и связывающих их отношений;

     ∙ чаще рисовать схемы, отображающие рассуждения  эксперта. Это связано с образной репрезентацией информации в памяти человека.

     Материал, изложенный выше, тесно связан с азами психологической культуры, которая включает понимание и знание себя и других людей; адекватную самооценку и оценку других людей; саморегулирование психического состояния. Овладеть этой культурой легче с помощью специалистов - психологов, психотерапевтов, но можно самостоятельно с помощью книг, хотя бы популярных. Кроме этого успешному преодолению психологических неудач способствует овладение основами актерского мастерства и участие в специальных занятиях по социально-психологическому видеотренингу.

     В заключение приведем ряд традиционных психологических неудач начинающего аналитика:

     ·  отсутствие контакта между экспертом и инженером по знаниям (из-за психологических особенностей того или другого; ошибок в процедуре; возникновения эффекта "фасада", т.е. желания эксперта "показать себя");

     ·  отсутствие понимания (из-за эффекта "проекции", т.е. переноса взгляда аналитика на взгляды эксперта; или эффекта "порядка", т.е. концентрации внимания в первую очередь на том, что высказывается вначале, и др.);

     ·  низкая эффективность бесед (слабая мотивация эксперта, т.е. отсутствие у него интереса; или неудачный темп беседы; или неподходящая форма вопросов; или неудовлетворительные ответы эксперта). 

     3.2. Лингвистический  аспект

     Структура лингвистического аспекта

     Поскольку процесс общения инженера по знаниям  и эксперта - это языковое общение, рассмотрим лингвистический аспект инженерии знаний. Выделим три слоя важных для инженерии, знаний лингвистических проблем (рис. 17.5).

        

 

     Проблема общего кода

     Большинство психологов и лингвистов считают, что  язык - это основное средство мышления наряду с другими знаковыми системами "внутреннего пользования". Языки, на которых говорят и размышляют аналитик и эксперт, могут существенно отличаться.

     Итак, нас интересуют два языка - язык аналитика, состоящий из трех компонентов:

• терминов предметной области, которые он почерпнул из специальной литературы в период подготовки;
• общенаучной терминологии из его "теоретического багажа";
• бытового разговорного языка, которым пользуется аналитик; и язык эксперта, состоящий:
• из специальной терминологии, принятой в предметной области;
• общенаучной терминологии; бытового языка;
• неологизмов, созданных экспертом за время работы(его профессиональный жаргон).

     Если  считать, что бытовой и общенаучный  языки у двух участников общения  примерно совпадают, то некоторый общий язык, или код, который необходимо выработать партнерам для успешного взаимодействия, будет складываться из потоков, поправленных на (рис. 3.5). В дальнейшем этот общий код преобразуется в некоторую понятийную (семантическую) сеть, которая является прообразом поля знаний предметной области.

     

     Рис. 3.5. Схема получения общего кода.

     Выработка общего кода начинается с выписывания аналитиком всех терминов, употребляемых экспертом, и уточнения их смысла. Фактически это составление словаря предметной области. Затем следуют группировка терминов и выбор синонимов (слов, означающих одно и то же). Разработка общего кода заканчивается составлением словаря терминов предметной области с предварительной группировкой их по смыслу, т.е. по понятийной близости (это уже первый шаг структурирования знаний).

     Рис. 3.6 дает представление о неоднозначности интерпретации терминов двумя специалистами. В семиотике, науке о знаковых системах, проблема интерпретации является одной из центральных. Интерпретация связывает "знак" и "означаемый предмет". Только в интерпретации знак получает смысл. Так, на (рис.3.6) слова "прибор X" для эксперта означают некоторую конкретную схему, которая соответствует схеме оригинала прибора, а в голове начинающего аналитика слова "прибор X" вызывают пустой образ или некоторый "черный ящик" с ручками.

     

     Рис. 3.6 Неоднозначность проблемы интерпретации.   

     Большинство специалистов по искусственному интеллекту и когнитивной психологии считают, что основная особенность естественного  интеллекта и памяти в частности - это связанность всех понятий в некоторую сеть. Поэтому для разработки базы знаний нужен не словарь, а энциклопедия, в которой все термины объяснены в словарных статьях со ссылками на другие термины.

     Таким образом, лингвистическая работа инженера по знаниям на данном слое проблем заключается в построении таких связанных фрагментов с помощью "сшивания" терминов. При тщательной работе аналитика и эксперта в понятийных структурах начинает проглядывать иерархия понятий, что в общем согласуется с результатами когнитивной психологии.

     Иерархия  понятий - это глобальная схема, которая может быть в основе концептуального анализа структуры знаний любой предметной области.

     Следует подчеркнуть, что работа по составлению  словаря и понятийной структуры  требует лингвистического "чутья", легкости манипулирования терминами и богатого словарного запаса инженера по знаниям, так как зачастую аналитик вынужден самостоятельно разрабатывать словарь признаков Чем богаче и выразительнее общий код, тем полнее база знаний.

     Аналитик вынужден все время помнить о трудности передачи образов и представлений в вербальной форме. Часто инженеру по знаниям приходится подсказывать слова и выражения эксперту.

     Словарь пользователя

     Лингвистические результаты, соотнесенные со слоями общего кода и понятийной структуры, направлены на создание адекватной базы знаний. Однако не следует забывать, что профессиональный уровень конечного пользователя может не позволить ему применить специальный язык предметной области в полном объеме. Для разработки пользовательского интерфейса необходима дополнительная доработка словаря общего кода с поправкой на доступность и "прозрачность" системы.

     В заключение перечислим характерные  лингвистические неудачи, подстерегающие начинающего инженера по знаниям:

• разговор на разных языках (из-за слабой подготовки инженера по знаниям);
• несоотнесение с контекстом и неадекватная интерпретация терминов (из-за отсутствия обратной связи, т.е. слишком независимой работы инженера по знаниям);
• отсутствие отличий между общим кодом и языком пользователя (не учтены различия в уровне знаний эксперта и пользователя).

 
 

     3.3. Гносеологический  аспект

     Суть  гносеологического аспекта

     Гносеология - это раздел философии, связанный с теорией познания, или теорией отражения действительности в сознании человека.

     Инженерия знаний как наука, если можно так  выразиться, дважды гносеологична - действительность (О) сначала отражается в сознании эксперта (М1), а затем деятельность и опыт эксперта интерпретируются сознанием  инженера по знаниям (M2), что служит уже основой для построения третьей интерпретации (Pz) - поля знаний экспертной системы (Рис. 3.7). Процесс познания в сущности направлен на создание внутреннего представления окружающего мира в сознании человека.

     

     Рис. 3.7. Гносеологический аспект извлечения знаний

     В процессе извлечения знаний аналитика  в основном интересует компонент  знания, связанный с неканоническими  индивидуальными знаниями экспертов, поскольку предметные области именно с таким типом знаний считаются наиболее восприимчивыми к внедрению экспертных систем. Эти области обычно называют эмпирическими, так как в них накоплен большой объем отдельных эмпирических фактов и наблюдений, в то время как их теоретическое обобщение - вопрос будущего.

     Познание  всегда связано с созданием новых  понятий и теории. Интересно, что  часто эксперт как бы "на ходу" порождает новые знания, прямо  в контексте беседы с аналитиком. Такая генерация знаний может быть полезна и самому эксперту, который до того момента мог не осознавать ряд соотношений и закономерностей предметной области. Аналитику, который является "повитухой" при рождении нового знания, может помочь тут и инструментарий системной методологии, позволяющий использовать известные принципы логики научных исследований, понятийной иерархии науки. Эта методология заставляет его за частным увидеть общее, т.е. строить цепочки:

     ФАКТ═ - >═ ОБОБЩЕННЫЙ ФАКТ═ - > ЭМПИРИЧЕСКИЙ ЗАКОН═ - > ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЗАКОН.

     Не  всегда инженер по знаниям дойдет до последнего звена этой цепочки, но уже само стремление к движению бывает чрезвычайно плодотворным. Такой  подход полностью согласуется со структурой самого знания, которое  имеет два уровня:

• эмпирический (наблюдения, явления);
• теоретический (законы, абстракции, обобщения).

     Критерии научного знания

     Теория - это не только стройная система  обобщения научного знания, это также  некоторый способ производства новых  знаний. Основными методологическими  критериями научности, позволяющими считать научным и само новое знание, и способ его получения являются:

• внутренняя согласованность и непротиворечивость;
• системность;
• объективность;
• историзм.

     Внутренняя  согласованность. Этот критерий в эмпирических областях на первый взгляд просто не работает: в них факты часто не согласуются друг с другом, определения противоречивы, диффузны и.т.д. Аналитику, знающему особенности эмпирического знания, его модальность, противоречивость и неполноту, приходится сглаживать эти "шероховатости" эмпирики.

     Модальность знания означает возможность его существования в различных категориях, т.е. в конструкциях существования и долженствования. Таким образом, часть закономерностей возможна, другая обязательна и.т.д. Кроме того, приходится различать такие оттенки модальности, как: эксперт знает, что ...; эксперт думает, что ...; эксперт хочет, чтобы...; эксперт считает, что ...

     Возможная противоречивость эмпирического знания - естественное следствие из основных законов диалектики, и противоречия эти невсегда должны разрешаться в поле знаний, а напротив, именно противоречия служат чаще всего отправной точкой в рассуждениях экспертов.

     Неполнота знания связана с невозможностью полного описания предметной области. Задача аналитика эту неполноту ограничить определенными рамками "полноты", т.е. сузить границы предметной области, либо ввести ряд ограничений и допущений, упрощающих проблему.

     Системность. Системно-структурный подход к познанию (восходящий еще к Гегелю) ориентирует аналитика на рассмотрение любой предметной области с позиций закономерностей системного целого и взаимодействия составляющих его частей. Современный структурализм исходит из многоуровневой иерархической организации любого объекта, т.е. все процессы и явления можно рассматривать как множество более мелких подмножеств (признаков, деталей) и, наоборот, любые объекты можно (и нужно) рассматривать как элементы более высоких классов обобщений.═