Интеллектуальные системы (стр. 11 )

Имеет место сходство понятий знака и фрейма, что породило концепцию знака-фрейма. Для исследования операций над знаками-фреймами необходимо ввести метауровень, на котором в качестве денотатов выступают знаки-фреймы, а ментальными объектами являются метазнаки, которые характеризуются синтаксисом (именем или другим способом кодирования), семантикой (понятием, конкретным смыслом для субъекта) и прагматикой (процедурами, связанными со знаками). Взаимосвязь этих аспектов также можно представить треугольником Фреге, в котором существуют связи между синтаксисом и семантикой, позволяющие получать по имени всю информацию о сущности, и, наоборот, по описанию метазнака определить его синтаксис. Связи между семантикой и прагматикой позволяют формировать определенные действия на основе анализа ситуации, которая характеризуется данным знаком. Связь между этими аспектами в противоположном направлении можно интерпретировать как объяснение причин произошедших событий (процедур). Связь синтаксиса с прагматикой предполагает переход к действиям при упоминании имени без анализа семантики.

Структура семиотической модели знаний некоторой предметной области, или поля знаний, на котором создается БЗ интеллектуальной системы, может быть описана следующими признаками:

P = {I, O, M}

где I — структура исходных данных, подлежащих обработке и интерпретации в ИИС;

O - структура выходных данных;

M - модель предметной области, описывающая преобразование I в О, которая может быть представлена двумя составляющими М = {Sk, Sf}.

Компонента Sk отражает понятийную структуру предметной области в виде статической концептуальной структуры, a Sf— динамическую функциональную структуру, моделирующую возможные схемы рассуждений эксперта на основе функциональных связей или отношений между понятиями, образующими Sk. Семантика модели определяется конкретным содержанием знаний проблемной области. Под прагматической составляющей семиотической модели понимают практические аспекты разработки поля знаний, связанные с созданием и применением технологий проведения структурного анализа, согласованием отдельных фрагментов знаний, разрешением противоречий и т. п.

4. Методы извлечения знаний.

Первый класс методов извлечения знаний образуют коммуникативные методы, которые ориентированы на непосредственный контакт инженера по знаниям с экспертом (источником знаний), второй класс — текстологические методы, основанные на приобретении знаний из документов и специальной литературы.

Коммуникативные методы. Они разделяются на пассивные и активные. В пассивных методах ведущую роль играет эксперт, в активных — инженер по знаниям. Активные методы делятся на индивидуальные и групповые. В групповых методах знания получают от множества экспертов, в индивидуальных — от единственного эксперта.

Пассивные коммуникативные методы включают наблюдение, анализ протоколов «мыслей вслух», процедуры извлечения знаний из лекций.

Суть метода наблюдения заключается в фиксировании всех действий эксперта, его реплик и объяснений. При этом аналитик не вмешивается в работу эксперта, а только наблюдает за процессом решения реальных задач либо за решением проблем, имитирующих реальные задачи.

Метод анализа протоколов «мыслей вслух» отличается от метода наблюдения тем, что эксперт не только комментирует свои действия, но и объясняет цепочку своих рассуждений, приводящих к решению.

Метод извлечения знаний из лекций предполагает, что эксперт передает свой опыт инженеру по знаниям в форме лекций. При этом инженер по знаниям может заранее сформулировать темы лекций. Если этого не удается сделать, то когнитолог конспектирует лекции и задает вопросы.

Активные индивидуальные методы включают методы анкетирования, интервьюирования, свободного диалога и игры с экспертом.

Преимуществом методов анкетирования является то, что анкета или вопросник составляются инженером по знаниям заранее и используются для опроса экспертов. Основными требованиями к анкетам являются следующие:

1.  Анкета не должна быть монотонной и однообразной, чтобы не вызывать скуку или усталость.

2.  Анкета должна быть приспособлена к языку эксперта.

3.  Следует учитывать, что вопросы влияют друг на друга, поэтому важно расположить их в правильной последовательности.

4.  В анкете должно содержаться оптимальное число избыточных вопросов, часть которых предназначена для контроля правильности ответов, а другая часть — для снятия напряжения.

Метод интервьюирования отличается от метода анкетирования тем, что позволяет аналитику опускать ряд вопросов в зависимости от ситуации, вставлять новые вопросы в анкету, изменять темы и разнообразить ситуацию общения. В методе интервьюирования используют следующие типы вопросов:

1.  По форме:

1.1.  Открытый вопрос называет тему или предмет, оставляя эксперту полную свободу в отношении формы и содержания ответа. Закрытый вопрос предлагает эксперту выбрать ответ из предложенного набора.

1.2.  Личный вопрос непосредственно касается личного опыта эксперта. Безличный вопрос направлен на выявление наиболее распространенных закономерностей предметной области.

1.3.  Прямой вопрос непосредственно указывает на интересующий предмет или тему (используется при «зажатости» эксперта). Косвенный вопрос исподволь затрагивает рассматриваемую проблему.

1.4.  Вербальный вопрос — традиционный устный вопрос. Вопрос с использованием наглядного материала позволяет разнообразить интервью и снять усталость эксперта (используются фотографии, рисунки, карточки).

2.  По функциям:

2.1.  Основной вопрос направлен на выявление знаний.

2.2.  Зондирующий вопрос направляет рассуждения эксперта в нужную сторону.

2.3.  Контрольный вопрос проверяет достоверность и объективность информации, полученной в интервью ранее.

3.  По воздействию:

3.1.  Нейтральный вопрос подчеркивает беспристрастность инженера по знаниям к предмету исследования.

3.2.  Наводящий вопрос ориентирует эксперта принять во внимание позицию инженера по знаниям.

4.  Дополнительно в интервью рекомендуется включать следующие вопросы:

4.1.  контактные (снимающие психологический барьер между аналитиком и экспертом);

4.2.  буферные (разграничивающие отдельные темы интервью);

4.3.  оживляющие память экспертов (реконструирующие отдельные случаи из практики);

4.4.  «провоцирующие» (способствующие получению неподготовленных ответов).

Метод свободного диалога позволяет извлекать знания в форме беседы с экспертом, поэтому здесь не предусматривается использование жесткого вопросника или плана.

В играх с экспертом особое место принадлежит ролевым и экспертным методам.

Активные групповые методы включают «мозговой штурм», дискуссии за круглым столом и ролевые игры. Групповые методы позволяют творчески интегрировать знания множества экспертов.

Метод «мозгового штурма» состоит в том, что группа, являясь в некотором смысле единым мозгом, пытается штурмом преодолеть трудности, мешающие разрешить рассматриваемую проблему. В процессе такого штурма участники выдвигают и развивают собственные идеи, стимулируя появление новых и комбинируя их. После выдвижения идей выполняются тщательное их обсуждение, оценка и отбор лучших.

Индивидуальный «мозговой штурм» проводится по тем же правилам, что и коллективный, но выполняется одним экспертом, который одновременно генерирует идеи, дает им объективную оценку и критикует их.

Массовый «мозговой штурм» проводится в массовой аудитории (до нескольких десятков человек).

Двойной «мозговой штурм» органически соединяет в себе процессы генерирования идей и их доброжелательной позитивной критики.

Обратный «мозговой штурм» отличается от прямого тем, что в нем больше внимания уделяется критике высказанных идей.

Метод дискуссии за круглым столом предполагает равноправное обсуждение экспертами поставленной проблемы. Отличительной особенностью метода дискуссии является коллективное рассмотрение предметной области с разных точек зрения и исследование спорных гипотез.

Экспертные игры предназначены для извлечения знаний и базируются на деловых, диагностических и компьютерных играх. По числу участников игры подразделяют на индивидуальные (игры с экспертом) и групповые (ролевые игры в группе). По применению специального оборудования — игры с тренажерами и игры без реквизита. Особый класс представляют собой компьютерные игры.

В играх с экспертом инженер по знаниям берет на себя чью-нибудь роль в моделируемой ситуации. Ролевые игры в группе предусматривают участие в игре нескольких специалистов. Участники игры наделяются определенными ролями, а собственно игра проводится по составленному когнитологом сценарию.

Игры с применением тренажеров позволяют зафиксировать трудно уловимые знания, которые возникают в реальных ситуациях и могут быть потеряны при выходе из них.

Компьютерные экспертные игры в настоящее время используются в основном в целях обучения. Они полезны для «разминки» экспертов перед сеансом извлечения знаний.

Текстологические методы включают методы извлечения знаний, основанные на изучении текстов учебников, специальной литературы и документов.

Текстология — это наука, целью которой является практическое прочтение текстов, изучение и интерпретация литературных источников, а также рассмотрение семиотических, психолингвистических и других аспектов извлечения знаний из текстов.

Схема извлечения знаний из специальных текстов включает в себя следующие этапы.

Автором на основе модели М1 формируется научный текст Т, который включает в себя пять компонентов, погруженных в языковую среду L: Т= (a, b, g, d, q)L, где a — первичный материал наблюдений; b — система научных понятий; g — субъективный взгляд автора; d — дополнительная информация, не касающаяся научного знания (общие места); q — заимствования.