Adquisición del conocimiento

ADQUISICION DEL CONOCIMIENTO

SISTEMAS EXPERTOS

Adquisición de Conocimiento

IntroducciónProceso de adquisición del conocimientoExtracción de conocimiento Educción de conocimientoTécnicas para educción

Introducción

La Adquisición de Conocimientos (AC) es el proceso de recolección de información, a partir de cualquier fuente, necesaria para construir un SBC.

Introducción

La AC no es un paso concreto en la metodología de desarrollo de un SBC, sino que se produce en paralelo a todas las etapas de construcción del sistema

Es la tarea más importante en el desarrollo de SBC.

No existe ningún método completamente automático

Debe ajustarse a las características de cada situación particular y de las personas involucradas(expertos e ingenieros)

IntroducciónFUENTES DE CONOCIMIENTO

Libros y ManualesDocumentación FormalDocumentación InformalRegistros InternosPresentacionesPublicaciones especializadasInvestigaciónVisitasPersonas

Introducción

Escrito (Soporte clásico)Mecánico: casetes, películas, disquetes,

bases de datos, cloud computing, etc..

Libros y manuales

Documentación formal

Documentación informal

Registros Internos

Presentaciones

Publicaciones especializadas

Investigación

SOPORTE DE LAS FUENTES DE CONOCIMIENTO

Introducción

Extracción de conocimiento: cuando la fuente de conocimiento se presenta en forma escrita

Educción de conocimiento: cuando los conocimientos se obtienen de humanos

PROCESO DE ADQUISICION DE CONOCIMIENTO

1- Primeras reuniones y evaluación de la viabilidad (de expertos, directivos y usuarios).

2- Extracción de conocimientos (de la documentación).

3- Educción de conocimientos (del experto)Interrogatorio InicialInvestigación Profunda

1- Primeras reuniones y evaluación de la viabilidad (de expertos, directivos y usuarios).

Visión general del sistema Familiarizarse con la terminología del dominioDeterminar los requisitos funcionales del SEDeterminar las necesidades de los usuarios del

futuro sistema , o lo que los usuarios esperan del mismo.

Introducir al IC en el dominio a un nivel tal que sea capaz de desarrollar un estudio de viabilidad del SE


2-Extracción de conocimientos (de la documentación)

Se sigue buscando una visión general del dominio

Aprender lo más posible acerca del dominio antes de comenzar las sesiones con el experto

No se pretende profundizar, sino reducir el tiempo con el experto


3- Educción de conocimientos (del experto)a) Interrogatorio Inicial

Visión de alto nivel del dominio. Precalentamiento a las futuras sesiones de

educciónEstablecer una buena relación con el

expertoExplicar al experto la naturaleza y el

propósito de la educciónDecidir la planificación de las sesiones (días,

horas, etc.)


El IC deberá comprender: El alcance del dominio (qué problemas y áreas

tratará) Cuál es la tarea del experto El entorno de la tarea (conceptos, objetos,

procedimientos, etc.)b) Investigación Profunda

Fase más importanteSuele realizarse según un ciclo de educción

predefinido


Estudio Inicial de la Documentación

Buscar la terminología e identificar conceptos básicos

Comprender la naturaleza de la tareaNo hay que ocuparse de cómo se resuelven las

tareas

• Técnica: Análisis estructural de textos

EXTRACCIÓN DE CONOCIMIENTO

Técnica: Análisis estructural de textosBuscar términos dependientes del dominioBuscar estructuras textuales mediante la

detección de patrones: Conceptos Definiciones de conceptos: “se usa para”, “es

un”, “está compuesto por” Afirmaciones sobre relaciones: “es causa de”,

“se relaciona con”, “es la finalidad de” Principios básicos de funcionamiento Pasos


Técnica: Análisis estructural de textos

Procedimiento

1. Hojear el texto deteniéndose solo en las definiciones y afirmaciones de relación. Las frases serán señaladas.

2. Analizar las frases señaladas para extraer los conocimientos buscados: conceptos, relaciones y definiciones de conceptos.


“Te presentamos el seguro HOGAR para dar cobertura y defender tu pratimonio ante posibles daños y sucesos ocurridos en tu vivienda o sufridos por las personas que habitan en ella, bien mediante la reparación de los mismos o su indemnización directa”

CONCEPTOS: Seguro, cobertura, patrimonio, daño, sucesos, vivienda, habitante vivienda, objeto de cobertura, reparación, indemnización

EXTRACCIÓN DE CONOCIMIENTOAnálisis Estructural de Textos - Ejemplo

Análisis Estructural de Textos - Ejemplo

RELACIONES:Propias del dominio:• Seguro da cobertura patrimonio

Genéricas:• Reparación ES UN cobertura• Indeminzación ES UN cobertura• Vivienda ES UN objeto cobertura• Habitante vivienda ES UN objeto

cobertura• Patrimonio ES UN objeto cobertura


La Experiencia Humana

“La fuente dominante de conocimientos en los SBC es el experto en el dominio”.

“Un experto es una persona que ha resuelto tantos casos en un dominio, que es capaz de encajar un nuevo caso prototipo y reconocer así como resolverlo”.

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO

Características de los Expertos

Analiza lo que percibeAsocia lo percibido con los conceptos del

dominioEncuentra causas en base a relaciones de

conceptosInfiere y verifica hipótesisOBJETIVO: cómo efectúa el experto su

tarea


La paradoja de la experiencia“ Los expertos más competentes son incapaces

de describir los conocimientos que usan en resolver los problemas”


Dificultades Cuando los expertos explican cómo

alcanzan una conclusión, se parece poco a la realidad

Tienen dificultad para explicitar sus conocimientos tácitos e intuitivos y justificar su método

Establecen conclusiones y el razonamiento que usan, en términos muy generales

Realizan rápidamente juicios complejos y les cuesta explicar los pasos individuales

Sólo tratan los pasos principales, dejando de lado los que le parecen obvios.


Ciclo de Educción

Preparación de la sesión

1

Sesión

2

Transcripción de la sesión

3

Análisis de la sesión

4

Evaluación de la sesión

5



1- PREPARACION DE LA SESION

• Información a tratar• Elegir una perspectiva o área del dominio y

dedicar una serie de sesiones en ella hasta que el IC obtenga los conocimientos

• Amplitud, profundidad• Decidir, para cada sesión, el grado de

profundidad y detalle que se necesita• Técnica adecuada• El IC deberá decidir qué técnica se adapta mejor

al objetivo de cada sesión• Preparación de preguntas• El IC debe reflexionar, en base a las sesiones

anteriores, qué nueva información necesita, qué temas debe tratar y qué preguntas va a realizar para acometerlos.

1 2 3

45Ciclo de Educción

2- SESIÓN

• Repaso del análisis de la última sesión• El IC muestra al experto un breve resumen (notas,

diagramas, ...) del análisis de la última sesión. El experto debe corregir o clarificar detalles del resumen (5 o 10 minutos)

• Explicación al experto de los objetivos de la nueva sesión• El IC comunica al experto cuales son los objetivos de esta

sesión: qué tipo de información espera obtener, qué técnicas se van a emplear, etc.

• Educción• El IC procede a aplicar la técnica de educción elegida.

• Resumen y comentarios del experto• El experto añade comentarios o críticas al proceso de

educción o aporta detalles que le parecen importantes con respecto al contenido de la sesión

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45

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOCiclo de Educción

2- SESIÓN

• Métodos para registrar la información obtenida de una sesión

• Grabar el audio de la sesión• Grabar video de la sesión• Tomar notas• Confiar en la memoria

• Grabar el audio de la sesión, es preferible, no existen pérdidas de material verbal.

• Grabar video de la sesión, reservada para casos donde es necesario ver actuar al experto.

• Tomar notas de la sesión, sin apoyo de la grabación, tiene una alta probabilidad de pérdidas de información.

• Confiar en la memoria, método menos fiable. Debe evitarse.

Método óptimo: Grabar el audio + Tomar notas

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3- TRANSCRIPCIÓN DE LA SESIÓN

• Es altamente recomendable transcribir el contenido del audio a papel

• Permite un análisis detallado del contenido.• Tener en cuenta en la planificacion su costo

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4- ANALISIS DE LA SESIÓN

• Etapa más importante • El análisis puede dividirse en 3 fases:

A. Primera lectura: una visión general B. Segunda lectura:

• Realiza un análisis más formal. • Buscar conocimientos y estructurarlos• Interpretar, diccionario de conceptos,

examinar relaciones, etc..C. Si ha habido algún problema durante la sesión,

analizarlo; determinar que tipo de información falta o que preguntas se necesita que el experto responda.

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5- EVALUACION DE LA SESIÓN

• Esta etapa se funde con la primera, la Preparación de la sesión.

• Se evalúa si se han alcanzado los objetivos, si se necesitan más sesiones sobre la misma área, etc..

• Se responde a las preguntas que el IC se planteó en la primera fase

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Preparación de la sesión

1

Sesión

2

Transcripción de la sesión

3

Análisis de la sesión

4

Evaluación de la sesión

5

• Información a tratar• Amplitud, profundidad,

etc.• Técnica adecuada• Preparación de preguntas

• Repaso del análisis de la última sesión

• Explicación al experto de los objetivos de la nueva sesión

• Educción• Resumen y comentarios del

experto

Lectura para obtención de una visión general Extracción de conocimientos concretos• Lectura para recuperar detalles

olvidados• ¿Se han conseguido los objetivos? • ¿Es necesario volver sobre el mismo objetivo?• Número y tipo de sesiones para cubrir el área.


A) Conseguir la cooperación del experto.

• Razones por la cual el experto no es cooperativo:• Puede pensar que un experto debe ser racional y cierto.• Riesgo de perder su trabajo

B) El IC no debe imponer su entendimiento sobre el quehacer del experto.

• El IC debe dejar hablar al experto lo más posible. Ejemplo:

IC: ¿No uitlizas X cuando quieres afirmar Y?E: Sí

Mejor:IC: ¿Cómo afirmas Y? E: Yo intento, en primer lugar, mostrar X y, cuando

tengo X, puedo afirmar Y

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOCONSEJOS PARA UNA EDUCCIÓN

SATISFACTORIA

C) Limitar las sesiones en duración y contenido. Una hora o menos por sesión.

D) Nunca cortar una sesión por el medio para retomar el tema en la siguiente sesión. Es totalmente contraproducente.

E) No limitarse al diálogo. • El IC debe pedirle al experto sus documentos o libros que

expresen su experiencia. • Pedirle que diseñe esquemas, gráficos, figuras.

F) No espaciar demasiado las sesiones. • Esto evita perder tiempo en recuperar el hilo de la sesión

anterior.

G) Elegir adecuadamente el lugar• Si se hace en el lugar de trabajo del experto, implica estar

expuesto a frecuentes interrupciones. • En otro sitio: marco de trabajo ficticio


SATISFACTORIA

H) Si uno está construyendo un SBC y es experto, necesita de un IC para que lo ayude a entender y formalizar sus métodos de resolver problemas

I) IC que ha estudiado el dominio ampliamente, NO es el experto

J) No creer todo lo que le dice el experto El IC debe verificar las hipótesis y su consistencia


SATISFACTORIA

Existen 2 tipos de métodos para revelar lo que el experto sabe:

• Métodos Directos: Se pregunta directamente al experto lo que sabe.

• Las técnicas son: 1- Entrevistas, abiertas, semi-estructuradas y

estructuradas2- Cuestionarios

• Métodos Indirectos: expertos sacan conclusiones sin saber exactamente cómo lo hicieron.

• Comprobar lo obtenido con otras técnicas

• Las técnicas son:1- Observación de Tareas Habituales2- Clasificación de Conceptos3- Análisis de Protocolos4- Incidentes Críticos5- Inducción

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION

• Es el método más común y familiar

• Es una interacción sistemática de un IC con un experto para extraer los conocimientos de experiencia de éste.

• También para conocer la opinión de los directivos y usuarios.

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: ENTREVISTA

• Deben hacerse en las primeras sesiones (Interrogatorio Inicial)• El IC plantea, más o menos espontánemente, preguntas al experto.• Dialogo informal•Alentar a continuar hablando pero no interrumpir•Indagar sobre:

• Parecidos y difrencias con otros temas• División en subpproblemas/subtareas• Completitud de solucion/datos de entrada• Justificación del razonamiento

• Motivos para elegirla:• La falta de conocimiento sobre la perspectiva fijada • Tener visión general y de grano grueso del tema


ABIERTA

• Las preguntas típicas:

¿Cómo resuelves este problema?¿Cuáles son los elementos que influyen cuando resuelves el problema?¿Puedes describirme el último caso tratado? ¿Qué haces a continuación? (ayuda al aprendizaje del IC y anima al experto a continuar con el tema o a saltar a un nuevo tema que tiene relación con el actual) ¿Puedes describir lo que quieres decir con eso? (permite clarificar) ¿Porqué haces eso? (revela conexiones y relaciones que usa el experto )


ABIERTA

• Se utilizan preguntas preparadas previamente para focalizar y fijar límites•Se pueden hacer preguntas suplementarias no preparadas para clarificar o comprobar•Las preguntas se deben:

• Diseñar con cuidado• Enviar al experto con anterioridad• Se pregunta tal como está escrito• Establecer un tiempo de respuesta


SEMI-ESTRUCTURADA

• El IC define el tema y la profundidad• Planifica todas las preguntas• Centrada en algunos (no todos) los conceptos, relaciones e inferencias del experto• Se usa en la investigación profunda y nunca en sesiones preliminares.• Permite adquirir conocimientos específicos: valores de los atributos, pasos en el razonamiento, etc..•Sugerencias:

• Buscar contestaciones cortas mediante preguntas cerradas

• No cambiar el tema bruscamente• Agrupar las cuestiones lógicamente


ESTRUCTURADA

Ventajas y Desventajas de la EntrevistaVENTAJAS:

• Se obtienen conocimientos básicos de la tarea• Se obtiene información conceptual• Se extraen relaciones, valores y acciones.

DESVENTAJAS:

• Requieren mucho tiempo, sobre todo del IC.• Confían en la memoria y sinceridad del experto.• Producen problemas con el lenguaje.• Dependen de la capcidad docente del experto

El IC debe tener presente que, en toda interacción con el experto las probabilidades de admisiones falsas, malentendidos, o

simplemente fallos en la comunicación, son potencialmente muy altas.

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: ENTREVISTAS

A) El experto puede usar palabras que no describen los detalles de estructura. Ejemplo:

PALABRAS DEL EXPERTO PREGUNTAS ACLARATORIAS

“Esto es clave para el sistema” ¿Qué hace que esto sea clave? ¿La clave de qué? ¿Cómo sabe eso?

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: PROBLEMAS CON

EL LENGUAJE

B) Palabras con referencia no especificadas: Ejemplo: La palabra “protección” no tiene referencia.


Los componentes XYZ tienen una ¿Qué quiere decir con protección? función de protección ¿Cómo sabe que dichos componentes

realizan la protección? Concretamente, ¿qué partes del sistema protegen?

C) El experto utiliza palabras del tipo: mejor, más fácil, más barato, etc. Ejemplo:


Este es el mejor sistema para... ¿Cómo sabe eso? ¿Comparado con qué? ¿En qué casos?


EL LENGUAJE

D) El experto emplea una frase que parece completa, pero no lo es. Ejemplo:


La inexactitud de los resultados ¿Cómo sabe que son inexactos?de la prueba exige que se vuelva Concretamente, ¿qué es inexacto en los resultados?a considerar el sistema ¿Qué pasos ha dado para determinar que son

inexactos?

E) Palabras abolutas: tales como Siempre, Nunca, Todos, Ninguno, etc.. Ejemplo:


Este enfoque nunca trabajará Concretamente, ¿qué impide que trabaje ese enfoque ?

¿Cómo sabe que no trabajará? ¿Trabajará en alguna otra situación?


EL LENGUAJE

• Observar a un experto a trabajar en un problema real • ¿Presente el IC o grabación?• El IC no interfiere en la actuación del experto• Pedir al experto que vaya hablando mientras va haciendo• Las acciones del experto se pueden registrar:• Observar, tomar notas e intentar seguir el

proceso de pensamiento del experto.• Grabar todo el proceso para una posterior

revisión con el experto.

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: OBSERVACION DE

TAREAS HABITUALES (OTH)

• Suele realizarse en el interrogatorio inicial.• Objetivos:

• discernir acerca de la complejidad de la tarea • qué características debe presentar la interfaz de

usuario final• Puntos débiles:

• Consumo de tiempo• Experto puede sentirse intimidado• Poco interes por parte del experto

• Alternativas:• Plantear un caso hipotético• Utilizar un ayudante del experto (corregido por él)

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: OBSERVACION DE

TAREAS HABITUALES (OTH)

• El experto describe cómo resolvió casos especiales o difíciles

• Proporciona información útil para futuras discusiones

• En casos complejos, se obtienen detaller que normalmente el experto pasa por alto

• Es especialmente conveniente cuando la educción llega a un punto neutro

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: INCIDENTES

CRITICOS

• Glosario con conceptos que cubran ampliamente el dominio

• Por cada concepto, el experto los clasifica describiendo lo que cada tienen en común

• Se comparan los grupos para formar jerarquías.

• Se utiliza cuando hay un gran número de conceptos para que sean manejables

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: CLASIFICACIÓN DE

CONCEPTOS (CC)

• Entrevista Estructurada en forma indirecta• Apropiados para describir los conceptos y revelar relaciones en el dominio.• Facil para responder • Ventajas frente a las entrevistas:

1- Acumular información2- El experto los responde en un ambiente placentero y cuando desee

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: CUESTIONARIOS

• Es una técnica similar a la OTH• Se le pide al experto que piense en voz alta mientras efectúa la tarea• Se busca capturar y después estudiar todo lo que dice el experto• Las preguntas que debería responder el experto:

- ¿Qué busca?- ¿Cuáles son sus metas?- ¿Cuáles son sus métodos y o técnicas?

• Protocolo: también denominado “caso concreto”,

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: ANALISIS DE

PROTOCOLOS (AP)

Etapas del AP

1. Grabación del Protocolo : IC explica lo que espera del experto, propuesta de casos y solución por parte del experto

2. Transcripción: incluir silencios y gestos3. Codificación: identificar conceptos,

características, valores, relaciones. Representar en árboles o diagramas. Detectar sinónimos e incertidumbres

4. Interpretación: reglas implícitas, planes y estrategias del experto

EDUCCIÓN DEL CONOCIMIENTOTECNICAS DE EDUCCION: ANALISIS DE

PROTOCOLOS (AP)

Adquisición del conocimiento

Engineering

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