Estrutura de um Sistema Especialista

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1 Sistemas Especialistas Difusos Estrutura de um Sistema Especialista Prof. Max Pereira

2 Áreas de Aplicação da IA SISTEMAS Sistemas Especialistas (Baseados em Conhecimento) Sistemas Conexionistas Sistemas Evolutivos

3 O que é um Sistema Especialista RAMO DA IA Faz uso intensivo do conhecimento especializado para resolver problemas comparável a um especialista humano Programas computacionais que emulam o comportamento de especialistas humanos em algum domínio específico do conhecimento

4 O que é um Sistema Especialista? ESPECIALISTA a pessoa que tem um conhecimento especializado ou perícia (expertise) numa certa área

5 Histórico Anos de especialização e sucessos, MYCIN (Stanford) HEARSAY II (Carnegie-Mellon) MACSYMA (MIT) EMYCIN (Stanford) GUIDON (Stanford) PROLOG

6 Porque não especialistas humanos? ESPECIALISTAS HUMANOS perecível difícil transferir difícil documentar imprevisível caros ESPECIALISTAS ARTIFICIAIS permanente fácil transferência fácil documentar consistente relativamente barato

7 Porque manter especialistas humanos? ESPECIALISTAS HUMANOS criativo adaptativo experiência sensorial foco aberto senso comum ESPECIALISTAS ARTIFICIAIS sem inspiração ensinado estruturas simbólicas foco estreito conhecimento técnico

8 Vantagens dos Sistemas Especialista Disponibilidade Custo reduzido Registro permanente Múltipla perícia

9 Resolução de Problemas por Especialista Humano Memória de Longo Prazo Domínio do Conhecimento Memória de Curto Prazo Casos/Fatos Conclusões Raciocínio Conselho Fatos Conclusões

10 Resolução de Problemas por Sistemas Especialista Base de Conhecimento Domínio do Conhecimento Memória de Trabalho Casos/Fatos Conclusões Máquina de Inferência Usuário Fatos Conclusões

11 Estrutura de um Sistemas Especialista BASE DE CONHECIMENTOS Regras Fatos MÁQUINA DE INFERÊNCIA Inferência Controle Modulo de aquisição de conhecimento Engenheiro de Conhecimento Modulo de explanação Interface usuário USUÁRIO

12 Funcionamento de um Sistemas Especialista USUÁRIO Fatos Resposta Base de Conhecimento Máquina de Inferência

13 Base de Conhecimento Parte de um Sistema Especialista que contém o domínio do conhecimento Especialista Representação do Conhecimento Engenheiro de Conhecimento Regras Redes semânticas Frames Cálculo de Predicados

14 REGRAS Introdução Base de Conhecimento REGRA 1 SE o carro não dá partida ENTÃO o problema pode estar no sistema elétrico REGRA 2 SE o problema pode estar no sistema elétrico E a voltagem da bateria está abaixo de 10 volts ENTÃO a falha está na bateria

15 Memória de Trabalho É a parte do sistema que contém os fatos sobre o problema que são inferidos durante a sessão de consulta SISTEMA USUÁRIO Conclusão Informação Base de Conhecimento Memória de Trabalho Base de Dados Planilhas Sensores

16 Máquina de Inferência É o processador do sistema que faz o casamento dos fatos, contidos na memória de trabalho, com o domínio do conhecimento contido na base de conhecimento, para inferir uma conclusão.

17 Máquina de Inferência Usuário Memória de Trabalho Base de Conhecimento Máquina de Inferência Regras Redes semânticas Frames Cálculo de Predicados

18 SESSÃO PASSO 1 SISTEMA O carro não dá partida? USUÁRIO SIM PASSO 2 SISTEMA A voltagem da bateria abaixo de 10? USUÁRIO SIM Introdução Máquina de Inferência REGRA 1 FATOS USUÁRIO O carro não dá partida SISTEMA O problema pode estar no sistema elétrico REGRA 2 CONCLUSÃO USUÁRIO A bateria está abaixo de 10 V SISTEMA O problema é a bateria

19 Desenvolvimento de um Sistemas Especialista avaliação Base de Conhecimento Especialista Humano diálogo conhecimento explícito Engenheiro de Conhecimento

20 Vantagens dos Sistemas Especialista Explicação Rapidez de resposta Respostas estáveis completas não emocionais Tutor inteligente Base de dados inteligente

21 Características dos Sistemas Especialistas Alto desempenho Tempo de resposta adequado Boa confiabilidade Capaz de entendimento Flexibilidade Raciocínio simbólico

22 Sistemas Especialistas vs. Sistemas Convencionais DIFERENÇA BÁSICA S.E. manipulam conhecimento Programas convencionais manipulam dados

23 Sistemas Especialistas vs. Sistemas Convencionais SISTEMAS CONVENCIONAIS PROCESSAMENTO DE DADOS representação e uso de dados algorítmico processos repetitivos efetiva manipulação de grandes bases de dados

24 Sistemas Especialistas vs. Sistemas Convencionais SISTEMAS ESPECIALISTA ENGENHARIA DE CONHECIMENTO representação e uso de conhecimento heurística processos de inferência efetiva manipulação de grandes bases de conhecimento

25 Conhecimento do Especialista DOMÍNIO DO PROBLEMA área particular onde um especialista consegue resolver problemas muito bem medicina, finanças, ciências, engenharias...

26 Conhecimento do Especialista DOMÍNIO DO CONHECIMENTO Representa o conhecimento do especialista sobre a resolução de problemas específicos Por exemplo: diagnóstico de enfermidades infecciosas Domínio do problema : medicina Domínio do conhecimento: sintomas, doenças e tratamentos Inferência

27 Domínio do Problema vs. Domínio do Conhecimento Domínio do Problema Domínio do Conhecimento

28 FATORES Especialista Introdução Domínio há pelo menos um especialista disposto a cooperar? O especialista consegue explicar o seu conhecimento? Solução do problema usa heurísticas? envolve tratamento de incerteza?

29 CLASSES DE S.E. Configuração Diagnose Instrução Interpretação Monitoramento Planejamento Previsão Prescrição Controle Introdução Aplicações

30 Ferramentas de Desenvolvimento SHELL Sistema de programação de propósito especial projetado para certos tipos de aplicações usuário fornece a base de conhecimento

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