Expertní systém

Expertní systémjepočítačový program, který má za úkol poskytovatexpertnírady, rozhodnutí nebo doporučit řešení v konkrétní situaci.
Expertní systémy jsou navrženy tak, aby mohly zpracovávat nenumerické a neurčité informace a řešit tak úlohy, které nejsou řešitelné tradičnímialgoritmickýmipostupy.
Expertní systém má dvě základníkomponenty, které jsou na sobě relativně nezávislé.Řídící mechanismuspro odvozování závěrů abázi znalostí. V průběhu zpracovávání se k bázi znalostí přidávají dočasné informace o řešeném případu.
V praxi expertní systémy plní celou řadu funkcí:
Předcházející nevýhody se týkaly hlavně problémů s přípravou báze dat. Další nevýhody jsou:
Běžný počítačový program je obvykle navržen tak, že zpracovává nějaká vstupní data a pomocí algoritmů, které jsou naprogramovány v určitém programovacím jazyce, dospěje k nějakým závěrům – výsledkům.
Při tvorbě počítačového programu proto musí nejprve specialista (počítačový analytik) velmi přesně a detailně popsat řešení daného problému a rozdělit řešení na dílčí kroky, které jsou algoritmizovatelné. Podle tohoto popisu pakprogramátorvytvoří počítačový program. Část inteligence programu může být uložena mimo samotný program v souborech nebodatabázích, část inteligence je realizovaná v programovém kódu samotném.
Expertní systém používá úplně jiný model. Veškerá inteligence je uložena mimo programový kód. Programový kód řídícího mechanismu má za úkol pouze vyhodnocovat stav, který je ovlivněn expertními znalostmi uloženými v bázi znalostí a informacemi získanými z okolního světa (například odpovědi na otázky kladené uživateli, výsledky měření nějakých čidel apod.). Na základě toho expertní systém samostatně rozhoduje o tom, zda je schopen poskytnout expertní radu nebo zda je potřebné získat ještě další informace. Expertní systém se dokáže rozumně rozhodnout i při odpovědích, které nejsou úplně přesné (asi ne, nevím, velký, hodně velký apod.) nebo si vzájemně protiřečí.
Vytváření expertního systému proto probíhá jinak. Řídící mechanismus je nezávislý, a tak nový expertní systém znamená vytvoření nové báze znalostí. Transformovat poznatky lidského experta do této podoby není vůbec jednoduché. Expertní znalosti nejsou reprezentovány pouze holými fakty (tzn. všechno, co se musel expert naučit nazpaměť), ale i vztahy mezi jednotlivými aspekty problému se všemi pravidly i výjimkami. Obvykle tuto činnost provádí specialista – znalostní inženýr. Tento mezičlánek je kritickou slabinou současných expertních systémů. Kritickou slabinou bývají také ale sami doménoví experti, neboť nemusí umět znalosti předat, nebo to nemusejí chtít.Proto ještě dnes neexistují softwaroví daňoví poradci, účetní, právníci apod.
Vznikly i tzv.prázdné expertní systémy. Jsou to programy, které obsahují odvozovací komponentu a další softwarové části, ale neobsahují bázi znalostí. Jsou schopny pracovat s různými bázemi znalostí z různých domén.
Metody zaměřené na návrh a tvorbu expertních systémů, zejména na modelováníbází znalostí, se souhrnně označují jakoznalostní inženýrství. Expertní systémy používají při řešení úlohy dvě základní strategie procesu usuzování.
Jedná se o usuzování řízené daty (dopředné řetězení,forward chaining).
Expertní systém postupuje tak, že získává potřebná data a na jejich základě se rozhoduje. Používá se při řešení problému zahrnující syntézu (navrhování, konfigurace, plánování apod.).
Expertní systém mi může vyřešit problém, co si dám dnes k večeři. Zeptá se, na co mám chuť (má to být něco sladkého, nebo pikantního?), jaké mám zásoby v ledničce (máš kuřecí maso?) a ve spíži (máš rýži?), a podle toho doporučí ten správný recept.
Jedná se o usuzování řízené cíli (zpětné řetězení,backward chaining).
Expertní systém postupuje tak, že vybere možný závěr a pokouší se dokázat jeho platnost hledáním dat, které tento závěr podporují. Tato strategie je vhodná pro diagnostické problémy, které mají malý počet cílových hypotéz.
Dnes večer přijdu domů a budu mít chuť naKung-pao. Expertní systém mi potvrdí, zda je to možné (na základě stavu mé ledničky a spíže). Na rozdíl od mechanického porovnání seznamu obsahu ledničky s receptem, expertní systém potvrdí, že je to možné i v případě, že bude chybět nějaká nepodstatná záležitost nebo pokud bude možné nahradit požadovanou surovinu něčím jiným.