第六章专家系统要点分析.ppt

中南大学 智能系统与智能软件研究所 第6章 专家系统 6.1 专家系统概述 6.5 新型专家系统 6.2 基于规则的专家系统 6.6 专家系统设计 6.3 基于框架的专家系统 6.7 专家系统开发工具 6.4 基于模型的专家系统 6.8 小结 6.1 专家系统概述 专家系统(expert system)是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一 定义：是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验智能计算机程序系统，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题 6.1 专家系统概述 专家系统应用于某一专门领域，拥有该领域相当数量的专家级知识，能够模拟专家的思维，能够达到专家级水平，能像专家一样解决困难和复杂的实际问题的计算机软件系统。 专家系统的先行者费根鲍姆曾把专家系统定义为一个应用知识和推理过程来求解那些需要大量的人类专家解决难题经验的智能计算机程序。 专家系统主要指的是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的经验方法来处理该领域的高水平难题， 专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家才能处理好的复杂问题。 专家系统为一模拟人类专家解决领域问题的计算机程序。 专家系统的基本功能取决于它所含有的知识，因此，有时也把专家系统称为基于知识的系统。 6.1.1 专家系统特点 专家系统具有一些共同的特点和优点 专家系统具有下列3个特点： 启发性 透明性 灵活性 专家系统的优点存在八个方面 启发性—专家系统要解决的问题，其结构往往是不合理的，其问题求解知识不仅包括理论知识和常识，而且包括专家本人的启发知识。 透明性 专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题，以便让用户能够了解推理过程，提高对专家系统的信赖感。 灵活性 专家系统的灵活性是指它的扩展和丰富知识库的能力，以及改善非编程状态下的系统性能，即自学习能力。 6.1.2 专家系统的优点 专家系统能够高效率、准确、迅速和不知疲倦的进行工作。 专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏和忘记。 可以使专家的专长不受时间和空间的限制，以便推广珍贵和稀缺的专家知识与经验。 专家系统能够促进各领域的发展，使各领域专家的专业知识和经验得到总结和精炼，能够广泛有力的传播专家的知识、经验和能力。 专家系统能汇集多领域专家的知识和经验以及他们协作解决重大问题的能力，它拥有更渊博的知识、更丰富的经验和更强的工作能力。 军事专家系统的水平是一个国家国防现代化的重要标志之一。 专家系统的研制和应用，具有巨大的经济效益和社会效益。 研究专家系统能够促进整个科学技术的发展。专家系统对人工智能各个领域的发展起了很大的促进作用，并将对科技、经济、国防、教育、社会和人民生活产生极其深远的影响。 6.1.2 专家系统的类型 (按用途分类) 解释专家系统 预测专家系统 诊断专家系统 设计专家系统 规划专家系统 1.解释专家系统(expert system for interpretation) 任务通过对已知信息和数据的分析与解释，确定它们的涵义。 特点 数据量很大，常不准确、有错误、不完全 能从不完全的信息中得出解释，并能对数据做出某些假设 推理过程可能很复杂和很长 例子 语音理解、图像分析、系统监视、化学结构分析和信号解释等 2. 预测专家系统(expert system for prediction) 任务通过对过去和现在已知状况的分析，推断未来可能发生的情况 特点 系统处理的数据随时间变化，且可能是不准确和不完全 系统需要有适应时间变化的动态模型 例子 有气象预报、军事预测等 3. 诊断专家系统(expert system for diagnosis) 任务 根据观察到的情况(数据)来推断出某个对象机能失常(即故障)的原因 特点 能够了解被诊断对象或客体各组成部分的特性以及它们之间的联系 能够区分一种现象及其所掩盖的另一种现象 能够向用户提出测量的数据，并从不确切信息中得出尽可能正确的诊断 例子 有医疗诊断等 4. 设计专家系统(expert system for design) 任务 根据设计要求，求出满足设计问题约束的目标配置。 特点 从多种约束中得到符合要求的设计结果 系统需要检索较大的可能解空间 能试验性地构造出可能设计，易于修改 能够使用已有设计来解释当前新的设计 例子 VAX计算机结构设计专家系统等 5.规划专家系统(expert system for planning)