Tehnici de inteligență artificială

1.1. Concepte generale

Sistemele expert (SE) constituie o clasă particulară de sisteme informatice bazate pe inteligenţa artificială, având ca scop reproducerea cu ajutorul calculatorului a cunoştinţelor şi raţionamentelor experţilor umani.

Un expert uman este o persoană care posedă cunoştinţe temeinice într-un anumit domeniu, un specialist de înaltă clasă, care poate efectua o expertiză asupra unor anumite probleme. Pentru aceasta el trebuie să fie capabil să îndeplinească următoarele sarcini:

- să formuleze precis problema pe baza datelor puse la dispoziţie de beneficiar;

- să determine soluţia corectă;

- să explice soluţia şi paşii necesari pentru obţinerea ei;

- să acorde asistenţă pentru implementarea soluţiei într-un domeniu particular.

Din punct de vedere funcţional, un sistem expert poate fi definit ca un program care se bazează pe o bancă de cunoştinţe pentru a realiza anumite sarcini, uneori dificile, pe care de regulă le rezolvă un expert uman din domeniul respectiv.

Performanţele programului inteligent depind în principal de “bogăţia” bazei de cunoştinţe şi de modul de organizare al acestora, care să permită rezolvarea problemei într-un timp rezonabil.

Cu alte cuvinte, un SE este un program inteligent care utilizează cunoştinţe, fapte şi tehnici de raţionare pentru a rezolva probleme care în mod normal necesită cunoştinţele experţilor umani.

SE sunt sisteme de prelucrare automată a datelor, conţinute într-o baza de date, care pe lângă elementele clasice de prelucrare conţin:

- baza de cunoştinţe alcătuită din reguli şi fapte;

- elementele necesare manipulării cunoştinţelor sub forma mecanismului de inferenţă;

- elementele necesare achiziţionării şi implementării de noi cunoştinţe;

- componenta explicativă.

Asemănător expertului uman, care, bazându-se pe cunoştinţele acumulate, prin raţionamentul propriu ajunge la anumite concluzii, un SE se bazează pe cunoştinţele înglobate în baza de cunoştinţe şi pe mecanismul de inferenţă care are funcţia de a lua decizii în urma unor raţionamente logice.

Raţionamentul este o înlănţuire de judecăţi (propoziţii) în care plecând de la anumite cunoştinţe, consemnate într-un număr de propoziţii numite premise, se ajunge la o nouă cunoştinţă – exprimată printr-o nouă propoziţie numită concluzie. Raţionamentul este corect dacă şi numai dacă concluzia este consecinţa logică a premiselor. Raţionamentul poate fi definit şi ca o înlănţuire de reprezentări simbolice care trebuie să conducă la atingerea unui scop: a demonstra, a convinge, a elucida, a decide, a explica etc.

Sistemule expert diferă în mod esenţial de sistemele convenţionale de prelucrare a datelor care folosesc date şi algoritmi cunoscuţi apriori pentru rezolvarea problemelor.

Ele implică următoarele caracteristici distinctive:

- reprezentări simbolice;

- inferenţă simbolică;

- căutare euristică.

Metodele de rezolvare a problemelor folosite de către sistemele expert nu sunt proceduri matematice sau procesoare de date, ci tehnici de raţionament calitativ sau euristice, care leagă elemente între ele prin reguli de judecată precum şi prin legi şi definiţii teoretice.