1.5. Другие экспертные системы

Проф. Мичи связан с фирмой Intelligent Terminals, разработавшей экспертную систему Expert-Ease ("Эксперт-Из"), которая распространяется фирмой Expert Software International. Большинство коммерческих экспертных систем имеют узкую специализацию и, к тому же, довольно дороги, поэтому их реализацией могут заниматься только достаточно крупные фирмы, специализирующиеся на продаже таких систем. По сравнению с другими пакетами программ для микроЭВМ система Expert-Ease довольно дорога, однако ее цена невысока. К тому же, пользователь может приобрести готовую систему за более низкую плату. Expert-Ease - универсальная система (такие системы называют также оболочками экспертных систем). С ее помощью можно строить экспертные системы для различных областей приложения, а также пакеты графических программ, текстовые редакторы и игровые программы для домашних персональных ЭВМ. Первая версия Expert-Ease была разработана для персонального компьютера IBM PC, обладающего оперативной памятью емкостью 128К и снабженного двумя двусторонними накопителями на гибких дисках, каждый емкостью 320К. Вместе с оболочкой системы поставляется также демонстрационный пример, позволяющий пользователю быстрее научиться работать с оболочкой.

Работа системы Expert-Ease заключается в индуктивном выводе нужного правила из достаточно большого числа образцов, а затем в получении результата с помощью этого правила. Тип получаемого ответа зависит от области применения системы. Прилагаемый к поставляемой системе демонстрационный пример представляет собой экспертную систему для обнаружения неисправностей электронной схемы с помощью 20 тестов. Когда процедура проверки осуществляется с помощью обычного руководства по тестированию данной схемы, необходимо использовать все 20 тестов, в результате чего или констатируется исправность схемы, или удается обнаружить какую-либо комбинацию ошибок. Аналогичная проверка с помощью экспертной системы требует всего шести тестов для того, чтобы убедиться в исправности схемы, и самое большее трех тестов для обнаружения любой из неисправностей. Каждый специалист по радиоэлектронике сможет оценить экономичность такого метода тестирования.

Несмотря на то, что система обладает весьма разнообразными возможностями, научиться обращаться с ней довольно просто и для работы с ней знаний по программированию не требуется. Пользователь вводит в систему названия атрибутов, которые описывают рассматриваемый объект. Общее число атрибутов не должно превышать 31. Каждый атрибут может быть символьным или числовым. Каждый числовой атрибут может принимать одно из 255 значений, заранее подобранных из числового диапазона от -32 766 до +32 766. Длина символьных атрибутов ограничивается десятью. Ввод значений атрибутов осуществляется с помощью таблицы, в которой каждый столбец соответствует какому-либо атрибуту. Последний столбец таблицы обычно отводится для результата диагностики. В период обучения системы сначала пользователь сам заполняет последний столбец, после чего система обрабатывает введенные наборы значений и пытается найти связывающее их правило с помощью построения дерева вывода. После обучения системы данное дерево используется для получения результатов по вводимым значениям атрибутов. В ряде случаев система не может найти нужное правило вывода. Это может произойти, например, из-за выбора неудачных примеров при обучении или в том случае, если какие-либо примеры противоречат один другому. В таких ситуациях система сообщает пользователю причину неудачи и ожидает в первом случае ввода дополнительных примеров, а во втором - исправления примеров, находящихся в конфликте.

Символьные атрибуты могут задавать бинарные логические величины, например "да" и "нет", или в другом случае определять значения нечеткой логики, такие, как, например, "длинный", "короткий", "зеленый", "серый" и т. д. Пользователь, если это ему удобнее, может выражать значения атрибутов в числовом виде. В табл. 1.1 представлен пример определения значений атрибутов.

Таблица 1.1

При решении практических задач требуется умение различать до нескольких сотен различных видов сорняков и злаков с помощью гораздо более длинного списка атрибутов. Например, для более подробного описания семян могут быть заданы дополнительные атрибуты: окраска, размер и т. д. Ответы, как было указано, помещаются в правом столбце "Тип растения".

Для всех атрибутов составляются вопросы, с помощью которых заполняются соответствующие графы таблицы. Диалог системы с пользователем осуществляется следующим образом. Когда требуется задать значение очередного атрибута, его название отмечается пользователем с помощью курсора в соответствующей таблице названий на экране дисплея. После этого на экране появляется вопрос, позволяющий правильно задать значение данного атрибута. Так, например, атрибуту "окраска" из приведенного выше примера может соответствовать вопрос: "Какая окраска цветков этого растения?" Если пользователь не может ответить на какой-либо из вопросов, он вводит символ неопределенности - "X". Таким образом управление диалогом осуществляется в основном пользователем, что обеспечивает большие удобства при эксплуатации системы.

Теперь рассмотрим две другие системы - AM и Eurisco ("Эвриско"), разработанные в Станфордеком университете д-ром Д. Ленатом для исследовательских и учебных целей (в отличие от Expert-Ease, созданной для коммерческой эксплуатации). Однако с недавнего времени разработка этих систем финансируется 22 американскими фирмами, поддерживающими все перспективные проекты, которые могут служить ответом на японский проект создания ЭВМ пятого поколения.

Автор указанных систем Ленат считает, что эффективность любой экспертной системы определяется закладываемыми в нее знаниями. По его мнению, чтобы система была способна к обучению, в нее должно быть введено около полумиллиона сведений общего характера. Это примерно соответствует такому объему информации, каким располагает четырехлетний ребенок со средними способностями. Ленат также считает, что путь создания узкоспециализированных экспертных систем с уменьшенным объемом знаний ведет к тупику.

В систему AM первоначально было заложено около 100 правил вывода и более 200 эвристических алгоритмов обучения, позволяющих строить произвольные математические теории и представления. Сначала результаты работы системы были весьма многообещающими. Она могла сформулировать понятия натурального ряда и простых чисел. Кроме того, она синтезировала вариант гипотезы Гольдбаха о том, что каждое четное число, большее двух, можно представить в виде суммы двух простых чисел. До сих пор не удалось ни найти доказательства данной гипотезы, ни опровергнуть ее. Дальнейшее развитие системы замедлилось и было отмечено, что, несмотря на проявленные на первых порах "математические способности", система не может синтезировать новых эвристических правил, т. е. ее возможности определяются только теми эвристиками, что были в нее изначально заложены.

При разработке системы Eurisco была предпринята попытка преодолеть указанные недостатки системы AM. Как и в начале эксплуатации AM, первые результаты, полученные с помощью Eurisco, были эффективными. Сообщалось, например, что система Eurisco может успешно участвовать в очень сложных играх. С ее помощью в военно-стратегической игре, проводимой ВМФ США, была разработана стратегия, содержащая ряд оригинальных тактических ходов. Согласно одному из них, например, предлагалось взрывать свои корабли, получившие повреждения. При этом корабли, оставшиеся неповрежденными, получают необходимое пространство для выполнения маневра.

Однако через некоторое время обнаружилось, что система не всегда корректно переопределяет первоначально заложенные в нее правила. Так, например, она стала нарушать строгое предписание обращаться к программистам с вопросами только в определенное время суток. Таким образом, система Eurisco, так же как и ее предшественница, остановилась в своем развитии, достигнув предела, определенного в конечном счете ее разработчиком.

В настоящее время доктор Ленат во главе исследовательской группы занят кодированием и вводом нескольких сот тысяч элементов знаний, необходимых, по его мнению, для создания действительно "интеллектуальной" системы. Этот проект назван Сус ("Цик") (от английского слова encyclopaedia).