28 febrero 2009

tabla-uso de sistemas expertos




CATEGORÍATIPO DE PROBLEMA USO
InterpretaciónDeducir situaciones a partir de datos observados Análisis de imágenes, reconocimiento del habla, inversiones financieras
Predicción Inferir posibles consecuencias a partir de una situación Predicción meteorológica, previsión del tráfico, evolución de la Bolsa
DiagnósticoDeducir fallos a partir de sus efectos Diagnóstico médico, detección de fallos en electrónica
Diseño Configurar objetos bajo ciertas especificaciones Diseño de circuitos, automóviles, edificios, etc
Planificación Desarrollar planes para llegar a unas metas Programación de proyectos e inversiones. Planificación militar
Monitorización o supervisión Controlar situaciones donde hay planes vulnerables Control de centrales nucleares y factorías químicas
Depuración Prescribir remedios para funcionamientos erróneos Desarrollo de software y circuitos electrónicos
Reparación Efectuar lo necesario para hacer una corrección Reparar sistemas informáticos, automóviles, etc
Instrucción Diagnóstico, depuración y corrección de una conducta Corrección de errores, enseñanza
Control Mantener un sistema por un camino previamente trazado. Interpreta, predice y supervisa su conducta Estrategia militar, control de tráfico aéreo
EnseñanzaRecoger el conocimiento y mostrarloAprendizaje de experiencia

tabla diferencias entre sistema clásico y sistema experto

SISTEMA CLÁSICO SISTEMA EXPERTO
Conocimiento y procesamiento combinados en un programaBase de conocimiento separada del mecanismo de procesamiento
No contiene errores Puede contener errores
No da explicaciones, los datos sólo se usan o escriben Una parte del sistema experto la forma el módulo de explicación
Los cambios son tediosos Los cambios en las reglas son fáciles
El sistema sólo opera completoEl sistema puede funcionar con pocas reglas
Se ejecuta paso a paso La ejecución usa heurósticas y lógica
Necesita información completa para operar Puede operar con información incompleta
Representa y usa datos Representa y usa conocimiento

¿Qué es un Sistema Experto?

Es un software que imita el comportamiento de un experto humano en la solución de un problema. Pueden almacenar conocimientos de expertos para un campo determinado y solucionar un problema mediante deducción lógica de conclusiones.
Programas que manipulan conocimiento codificado para resolver problemas en un dominio especializado en un dominio que generalmente requiere de experiencia humana.Programas que contienen tanto conocimiento declarativo (hechos a cerca de objetos, eventos y/o situaciones) como conocimiento de control (información a cerca de los cursos de una acción), para emular el proceso de razonamiento de los expertos humanos en un dominio en particular y/o área de experiencia.

Aplicaciones

Los Sistemas Expertos tienen varias aplicaciones, principalmente se dan en las gestiones empresariales debido a que casi todas las empresas disponen de un ordenador que realiza las funciones básicas de tratamiento de la información: contabilidad general, decisiones financieras, gestión de la tesorería, planificación, etc. Este trabajo implica manejar grandes volúmenes de información y realizar operaciones numéricas para después tomar decisiones.
Se aplican a una gran diversidad de campos y/o áreas como:
*Militar
*Informática
*Telecomunicaciones
*Química
*Derecho
*Aeronáutica
*Geología
*Arqueología
*Agricultura
*Electrónica
*Transporte
*Educación
*Medicina
*Industria

*Finanzas y Gestión

Estructura de un sistema experto

Un Sistema Experto está conformado por:
*Base de conocimientos (BC): Contiene conocimiento modelado extraído del diálogo con el experto.
*Base de hechos (Memoria de trabajo): contiene los hechos sobre un problema que se ha descubierto durante el análisis.
*Motor de
inferencia: Modela el proceso de razonamiento humano.
*Módulos de justificación: Explica el razonamiento utilizado por el sistema para llegar a una determinada conclusión.
*Interfaz de usuario: es la interacción entre el SE y el usuario, y se realiza mediante el lenguaje natural

Tipos de Sistemas Expertos

Principalmente existen tres tipos de sistemas expertos:
*Basados en reglas
*Basados en casos o CBR (Case Based Reasoning).
*Basados en redes bayesianas
En cada uno de ellos, la solución a un problema planteado se obtiene:
*Aplicando reglas heurísticas apoyadas generalmente en lógica difusa para su evaluación y aplicación.
*Aplicando el razonamiento basado en casos, donde la solución a un problema similar planteado con anterioridad se adapta al nuevo problema.
*Aplicando redes bayesianas, basadas en estadística y el teorema de Bayes
.

Tareas que realiza un sistema experto

*Monitorización
*Diseño
*Planificación
*Control
*Simulación
*Instrucción
*Recuperación de información

Monitorización

La monitorización es un caso particular de la interpretación, y consiste en la comparación continua de los valores de las señales o datos de entrada y unos valores que actúan como criterios de normalidad o estándares. En el campo del mantenimiento predictivo los Sistemas Expertos se utilizan fundamentalmente como herramientas de diagnóstico. Se trata de que el programa pueda determinar en cada momento el estado de funcionamiento de sistemas complejos, anticipándose a los posibles incidentes que pudieran acontecer. Así, usando un modelo computacional del razonamiento de un experto humano, proporciona los mismos resultados que alcanzaría dicho experto.

Diseño

Diseño es el proceso de especificar una descripción de un artefacto que satisface varias características desde un número de fuentes de conocimiento.
El diseño se concibe de distintas formas:
*El diseño en ingeniería es el uso de principios científicos, información técnica e imaginación en la definición de una estructura mecánica, máquina o sistema que ejecute funciones específicas con el máximo de economía y eficiencia.
*El diseño industrial busca rectificar las omisiones de la ingeniería, es un intento consciente de traer forma y orden visual a la ingeniería de hardware donde la tecnología no provee estas características.
Los SE en diseño ven este proceso como un problema de búsqueda de una solución óptima o adecuada. Las soluciones alternas pueden ser conocidas de antemano o se pueden generar automáticamente probándose distintos diseños para verificar cuáles de ellos cumplen los requerimientos solicitados por el usuario, ésta técnica es llamada “generación y prueba”, por lo tanto estos SE son llamados de selección. En áreas de aplicación, la prueba se termina cuando se encuentra la primera solución; sin embargo, existen problemas más complejos en los que el objetivo es encontrar la solución óptima.

Planificación

La planificación es la realización de planes o secuencias de acciones y es un caso particular de la simulación. Está compuesto por un simulador y un sistema de control. El efecto final es la ordenación de un conjunto de acciones con el fin de conseguir un objetivo global.
Los problemas que presentan la planificación mediante SE son los siguientes:
*Existen consecuencias no previsibles, de forma que hay que explorar y explicar varios planes.
*Existen muchas consideraciones que deben ser valoradas o incluirles un factor de peso.
*Suelen existir interacciones entre planes de subobjetivos diversos, por lo que deben elegirse soluciones de compromiso.
*Trabajo frecuente con incertidumbre, pues la mayoría de los datos con los que se trabaja son más o menos probables pero no seguros.
*Es necesario hacer uso de fuentes diversas tales como bases de
datos.

Control

Un sistema de control participa en la realización de las tareas de interpretación, diagnóstico y reparación de forma secuencial. Con ello se consigue conducir o guiar un proceso o sistema. Los sistemas de control son complejos debido al número de funciones que deben manejar y el gran número de factores que deben considerar; esta complejidad creciente es otra de las razones que apuntan al uso del conocimiento, y por tanto de los SE.
Cabe aclarar que los sistemas de control pueden ser en lazo abierto, si en el mismo la realimentación o el paso de un proceso a otro lo realiza el operador, o en lazo cerrado si no tiene que intervenir el operador en ninguna parte del mismo. Reparación, correcta o terapia.
La reparación, corrección, terapia o tratamiento consiste en la proposición de las acciones correctoras necesarias para la resolución de un problema. Los SE en reparación tienen que cumplir diversos objetivos, como son: Reparación lo más rápida y económicamente posible. Orden de las reparaciones cuando hay que realizar varias. Evitar los efectos secundarios de la reparación, es decir la aparición de nuevas averías por la reparación.

Simulación

La simulación es una técnica que consistente en crear modelos basados en hechos, observaciones e interpretaciones sobre la computadora, a fin de estudiar el comportamiento de los mismos mediante la observación de las salidas para un conjunto de entradas. Las técnicas tradicionales de simulación requieren modelos matemáticos y lógicos, que describen el comportamiento del sistema bajo estudio.
El empleo de los SE para la simulación viene motivado por la principal característica de los SE, que es su capacidad para la simulación del comportamiento de un experto humano, que es un proceso complejo.
En la aplicación de los SE para simulación hay que diferenciar cinco configuraciones posibles:
1.-Un SE puede disponer de un simulador con el fin de comprobar las soluciones y en su
caso rectificar el proceso que sigue
2.-Un sistema de simulación puede contener como parte del mismo a un SE y por lo tanto el
SE no tiene que ser necesariamente de simulación.
3.-Un SE puede controlar un proceso de simulación, es decir que el modelo está en la base de
conocimiento del SE y su evolución es función de la base de hechos, la base de conocimientos
y el motor de inferencia, y no de un conjunto de ecuaciones aritmético – lógicas.
4.-Un SE puede utilizarse como consejero del usuario y del sistema de simulación.
5.-Un SE puede utilizarse como máscara o sistema frontal de un simulador con el fin de que el
reciba explicación y justificación de los procesos.

Instruccion

Un sistema de instrucción realizara un seguimiento del proceso de aprendizaje. El sistema detecta errores ya sea de una persona con conocimientos e identifica el remedio adecuado, es decir, desarrolla un plan de enseñanza que facilita el proceso de aprendizaje y la corrección de errores.

Recuperación de información

Los Sistemas Expertos, con su capacidad para combinar información y reglas de actuación, han sido vistos como una de las posibles soluciones al tratamiento y recuperación de información, no sólo documental. La década de 1980 fue prolija en investigación y publicaciones sobre experimentos de este orden, interés que continua en la actualidad.
Lo que diferencia a estos sistemas de un sistema tradicional de recuperación de información es que éstos últimos sólo son capaces de recuperar lo que existe explícitamente, mientras que un Sistema Experto debe ser capaz de generar información no explícita, razonando con los elementos que se le dan. Pero la capacidad de los SE en el ámbito de la recuperación de la información no se limita a la recuperación. Pueden utilizarse para ayudar al usuario, en selección de recursos de información, en filtrado de respuestas, etc. Un SE puede actuar como un intermediario inteligente que guía y apoya el trabajo del usuario final.