Inteligencia Artificial Introduccin a los sistemas basados en el conocimientoPrimavera 2008

profesor: Luigi Ceccaroni

*Sistemas basados en el conocimiento (SBCs)Los SBCs (tambin conocidos como sistemas expertos) son programas para interrogar o extender una base de conocimiento (BC):Capacitad de resolucin similar a las de los humanos y utilizacin de las mismas fuentes de conocimiento Dominios especficosOntologa de propsito general para organizar y unir varios dominios de conocimiento especficos.

*Caractersticas de BCs y SBCsSeparacin entre el conocimiento y los elementos de control (meta-conocimiento)Incorporacin de la experticia humana en un cierto dominioElevada interactividadInterfaz agradable para el usuario (en LN)Compatibilidad con informacin no numricaTratamiento de informacin inexactaCapacidad de autoexplicacin y autojustificacin

*Tareas cognitivas en las BCs y los SBCsAdquisicin del conocimientoRepresentacin del conocimientoRazonamiento e inferenciaResolucin de problemas y bsquedaInteraccin con el usuario en LNAprendizajeExplicacin

*SBCs: definicinSistemas que resuelven problemas:muy especializados (dominio restringido) complejosbasndose en una representacin formal del conocimiento

Problemas para cuya resolucin se confa habitualmente en expertos humanos

*Caractersticas de los SBCsResuelven un tipo especfico de tareas: requieren una especializacin para realizarlas con competencia (experticia).Llevan a cabo tareas cognitivas.Adquieren la especializacin gradualmente.Pueden tomar decisiones aunque el conocimiento sea incierto, impreciso o incompleto.

Por qu surgieron los sistemas expertos y los SBCs?Necesidades econmicasDisponer de expertos humanos altamente cualificados es caro y no siempre posible.Uso como herramientas baratas de aprendizaje para otros expertos / no expertosPreservacin del conocimiento de los expertosNecesidades de eficiencia computacionalLos mtodos generales de resolucin de problemas son muy ineficientes (mtodos dbiles).*

*Caractersticas de los problemas resolubles con SBCsNecesidad de que la complejidad del problema justifique el desarrollo del SBCNecesidad de una resolucin expertaProblema bien dimensionado i definidoNo necesidad de razonamiento de sentido comnProblema no fcilmente resoluble con mtodos tradicionalesExistencia de expertos cooperativos (para el desarrollo)

*SBCs para tareas de anlisisOrientados a diagnosisDiagnosis mdica, diagnosis de averasOrientados a clasificacinIdentificacin de perfiles de clientes Identificacin de especies animalesOrientados a supervisin/controlSupervisin de procesos en tiempo realOrientados a prediccinPrediccin meteorolgica, prediccin de bolsa, de quinielas

*SBCs para tareas de sntesisOrientados a planificacinPlanificacin de trayectorias de robotsOrientados a diseo Diseo de planos de edificios, pisosOrientados a configuracinConfiguracin de redes de ordenadoresConfiguracin de equipos informticosOrientados a construccin de especificacionesConstruccin de especificaciones software

*Fases en la construccin de un SBC

*Ventajas ms comunes de los SBCsMuy eficaces en tareas de anlisis: diagnosis, clasificacin, interpretacinCon capacidad de autoexplicacinCon facilidad de comunicacin con el usuarioFcilmente extensibles Con capacidad de razonamiento aproximado

*Inconvenientes ms comunes de los SBCsProblemtica de la adquisicin del conocimiento Fragilidad / sensibilidadDificultad con el control del razonamiento Problemtica de la validacin de las reglasBajo coeficiente de reutilizacin de las reglasIncapacidad de aprender

*Historia de los sistemas expertos y de los SBCsLos ms antiguos 1965DENDRAL (1965-1970)Interpretacin de espectrografa de masa y resonancia magntica de molculas orgnicasMETA-DENDRAL (1970)Construccin de regles heursticas a partir de datosMACSYMA (1971-1977) @ MITManipulacin de frmulas algebraicas

*Historia de los sistemas expertos y de los SBCsMYCIN (1972-1976)Diagnosis de enfermedades infecciosas en la sangre400 reglasRazonamiento con incertidumbre HEARSAY-II (1975) @ Carnegie-MellonInterpretacin del LN (hear + say)1000 palabrasEMYCIN (1980)Generaliza el sistema de control de MYCINPrimer entorno de SE (shell)

*Historia de los sistemas expertos y de los SBCsPROSPECTOR (1977)Prospecciones minerasOtro mtodo de razonamiento con incertidumbreR1/XCON (1980) @ DECSistema de configuracin de entornos computacionales en Digital Equipment Corporation200.000 reglasINTERNIST (1982)Diagnosis en medicina interna1.000.000 reglas

*Historia de los sistemas expertos y de los SBCsCENTAUR (1983)Diagnosis de infecciones pulmonaresMOLE (1986)Entorno de SE para clasificacinTEST (1987)Localizador de averas (Troubleshooting Expert System Tool)Diagnosis / clasificacinVT (1988)Diseo de sistemas elevadores (Vertical Transportation)

*Historia de los sistemas expertos y de los SBCsGuerra del Golfo Prsico (1990-1991)Cargamento de aviones de transporteProgramacin y coordinacin de la operacin Tormenta del Desierto Proyecto Pilot's Associate (copiloto electrnico)Proyecto Battle Management System (sistema experto militar) Ingeniera gentica (90s)Manipulacin de BCs gigantescas para hacer mapas del ADN humano (bioinformtica)Deep Blue (1997) @ IBMIBM RS/6000 SP de 32 nodos con computacin altamente paralela gana a Gary Kasparov.

*Historia de los sistemas expertos y de los SBCsRemote Agent (1999)Control primario de una nave espacial (Deep Space 1) por primera vezAplicaciones de sistemas expertos (00s)Software de ordenacin de tareas para crear automticamente mejores planificaciones de proyectoPrograma de reconocimiento continuo del discurso que transforman exactamente el habla en textoSoftware para gestionar la informacin, que encuentren slo los documentos necesitados en cada momento entre millones de documentos y automticamente los resumanSistemas de reconocimiento facialLavadoras que se ajustan automticamente a diferentes condiciones de lavadoSistemas automticos de evaluacin de hipotecas

*Para profundizar

Hector J. Levesque y Gerhard LakemeyerThe Logic of Knowledge BasesMIT Press (2001)

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