8-专家系统专用课件.ppt

专家系统 概述 专家系统是AI研究中最重要也是最活跃的一个分支，它实现了AI从理论走向实际应用，从一般思维方法探讨转入专门知识运用的重大突破。 目前专家系统、自然语言理解、智能机器人一个并列为AI研究最活跃的三大领域 自1968年费根鲍姆等人研制成功第一个专家系统DENDRAL以来，ES广泛应用于医疗、金融、地址、化工、军事、教育、艺术等各个领域，产生了巨大的经济效益 什么是专家系统 自从1965年世界上第一个专家系统DENDRAL问世以来, 专家系统的技术和应用, 在短短的 40 余年间获得了长足的进步和发展。特别是20世纪 80 年代中期以后, 随着知识工程技术的日渐丰富和成熟, 各种各样的实用专家系统如雨后春笋般地在世界各地不断涌现。那么,究竟什么是专家系统呢？ 顾名思义,专家系统(ES)就是能像人类专家一样解决困难、 复杂的实际问题的计算机(软件)系统。 我们知道“专家”就是专门家, 是某一专门领域的行家里手。 专家之所以是专家, 是因为他(她)解决问题时具有超凡的能力和水平。 专家之所以具有超凡的能力和水平,是因为: (1) 专家拥有丰富的专业知识和实践经验, 或者说他(她)拥有丰富的理论知识和经验知识,特别是经验知识。 (2) 专家具有独特的思维方式, 即独特的分析问题和解决问题的方法和策略。 所以, 这两点就是一个专家所具备的基本要素。那么, 这两点自然也应该是专家系统所具备的基本要素。另外,专家只能是某一专门领域的专家；从效果看,专家解决问题一定是高水平的。因此,专家系统应该具备以下四个要素：  (1) 应用于某专门领域。 (2) 拥有专家级知识。 (3) 能模拟专家的思维。　　 (4) 能达到专家级水平。 所以,准确一点讲,专家系统就应该是：应用于某一专门领域, 拥有该领域相当数量的专家级知识, 能模拟专家的思维, 能达到专家级水平, 能像专家一样解决困难和复杂的实际问题的计算机(软件)系统。 例如, 能模拟名医进行辨症施治的诊断医疗系统就是一种专家系统, 能模拟地质学家进行地下资源评价和地质数据解释的计算机(软件)系统, 也是一种专家系统。 概 述 专家系统（ES，Expert System）是在某领域中具有专家知识和求解问题能力的智能软件系统 ES是一种能运用专家的知识与经验进行推理的启发式智能软件 ES的智能来源于专家的知识、经验、解决问题的诀窍，ES内部必须包含大量专家水平的知识，而且ES在运行过程中应具有灵活性，能不断增长知识，修改原有知识 ES不是万能的，只能利用所属领域的知识、方法来解决本领域的问题 ES应能解释本身的推理过程，能随时回答用户提出的问题，即ES应具有解释机制 ES特点 具有三级知识结构 数据级：初始证据、中间结论、最终结论 知识库级：专家的知识 控制级：关于如何运用前两种知识的知识，即推理机的知识，体现了系统的“智能”程度 （传统程序只有数据级和程序级知识） 具有特定领域的专家知识，知识面比较狭窄，但很精，针对性强 符号处理能力（传统程序多重于数值计算） 具有解释机制 具有灵活性，知识库和推理机相分离，便于知识的更新和扩充 专家系统不像人那样容易疲劳、遗忘,易受环境、情绪等的影响, 它可始终如一地以专家级的高水平求解问题。因此, 从这种意义上讲,专家系统可以超过专家本人。 有些专家系统还具有“自学习”能力, 即不断对自己的知识进行扩充、完善和提炼。这一点是传统系统所无法比拟的。 ES的类型 关于专家系统的分类,目前还无定论。 按用途分类,专家系统可分为：诊断型、解释型、预测型、决策型、设计型、规划型、控制型、调度型等几种类型。这些专家系统的功能大部分都是显然的,无须做过多解释。这里的解释是对仪器仪表的检测数据进行分析、 推测得出某种结论。例如通过对一个地区的地质数据进行分析, 从而对地下矿藏的分布和储量等得出结论。又如,通过对一个人的心电图波形数据进行分析, 从而对该人的心脏生理病理情况得出某种结论。显然,以上两种事情都是经验丰富的专家才能胜任的。而所谓“规划”, 就是为完成某任务而安排一个行动序列。例如, 对地图上的两地间找一条最短的路径、为机器人做某件事安排一个动作序列等。 按输出结果分类, 专家系统可分为分析型和设计型。 分析型就是其工作性质属于逻辑推理, 其输出结果一般是个“结论”, 如 1 中的前四种, 就都是分析型的, 它们都是通过一系列推理而完成任务的； 而设计型就是其工作性质属于某种操作, 其输出结果一般是一个“方案”,如1 中的后四种, 就都是设计型的, 它们都是通过一系列操作而完成任务的。 当然, 也可兼有分析和设计的综合型专家系统。例如, 医疗诊断专家系统就是一种综合型专家系统,诊断病症时要分析、推理, 而开处方即制