introducción a los sistemas basados en el conocimiento

ISBC: Tema 1 Introducción a los Sistemas Basados en el Conocimiento

José Carlos Cortizo Pérez http://www.esp.uem.es/jccortizo [email protected]

Departamento de Sistemas Informáticos Escuela Superior Politécnica Universidad Europea de Madrid

http://www.esp.uem.es/gsi

http://www.esp.uem.es/gsi

mailto:[email protected]

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José Carlos Cortizo Pérez

Introducción a los SBC

Inteligencia Artificial, ¿cuál es su objetivo?

Contextualización de los SBC dentro de la IA

Características de los SBC

Arquitectura de los Sistemas Basados en el Conocimiento

Ventajas y limitaciones de los SBC

Índice del tema


Inteligencia Artificial

La IA trata de desarrollar procesos que imitan la inteligencia de los seres vivos

Desde un punto de vista práctico:

Ofrecer componentes que solucionenproblemas de forma inteligente opseudo-inteligente

¿Cuál es su objetivo?



Inteligencia Artificial

Los sistemas de IA se van incorporando dentro de la rutina de ciertas áreas con el paso del tiempo

Economía

Videojuegos

Medicina

Etc.

¿Cuál es su objetivo?



Contextualización de los SBC

Hay ramas de la IA dedicadas a distintas partes de la inteligencia

Aprendizaje Automático: Generalizar conocimiento a partir de simples datos

Procesamiento del Lenguaje Natural: Mecanismos de comunicación entre personas y máquinas

Visión por Computador: Deducción de datos del mundo a partir de sensores

dentro del marco de la I.A.


Contextualización de los SBC

Los SBC tratan de mantener una gran cantidad de conocimiento y aportan mecanismos para manejarlo

Su rol nunca es el de adquisición del conocimiento

El conocimiento lo tienen los expertos

Humanos

Máquinas

Pero hay que “extraerlo” de los mismos

dentro del marco de la I.A.




Los SBC se componen de

Conocimiento Inteligencia



Conocimiento formado por

Una estructura de datos

Relaciones de carácter declarativo y procedimental

Representaciones heurísticas





Denominamos Inteligencia en este caso a

Métodos de inferencia que permitan extraer conclusiones a partir de conocimiento previo

Procesos de búsqueda

Toma de decisiones

Otros mecanismos (aprendizaje, comunicación, etc.)





Se aplican a dominios y problemas más complejos que los que se tratan con otros Sistemas Inteligentes

Los SI son sistemáticos y procedimentales

Los SBC son declarativos y heurísticos

Se pueden modificar los objetivos de la solución

Pueden optimizar su comportamiento a lo largo del tiempo

Propiedades de los Sistemas Basados en el Conocimiento



Características de los SBCLa fase de adquisición del conocimiento en los SBC puede extenderse más allá del desarrollo del proyecto

Los SI tienen un proceso de especificación de requisitos claro y delimitado en el tiempo

En los SBC la representación es declarativa

Se separa el conocimiento del dominio de los mecanismos de deducción

Esto permite reutilizar tanto la base del conocimiento como los mecanismos de razonamiento





Los SBC son capaces de describir y justificar sus pasos de razonamiento

Esto es fundamental en algunos dominios (p.e. Medicina)

Los SBC realizan una tarea específica sobre un dominio determinado.




Arquitectura de los SBC

José Carlos Cortizo PérezJosé Carlos Cortizo Pérez



Los SBC constan de dos partes principales

La Base de Conocimiento

Motor de Inferencia o proceso de razonamiento

Otros componentes

Base de Hechos

Interfaz

Módulo de ExplicaciónJosé Carlos Cortizo Pérez




Base deConocimiento

Motor deInferencias

Interfaces

Interfaz de Usuario

Interfacesespeciales(hw y sw)

Subsistema deexplicación

Subsistema deadquisición deconocimiento


Ventajas

Mantenimiento del conocimiento

Extraer el conocimiento de expertos tiene alto coste, pero puede ser reutilizable y no se pierde

Resolución de problemas complejos

Reducen el espacio de búsqueda aplicando alguna heurística

Ajuste de objetivos

Muchos SBC buscan soluciones dependiendo de ciertas indicaciones dadas

de los Sistemas Basados en el Conocimiento



Ventajas

Tratamiento de la incertidumbre

Permiten manejar conocimiento que tiene asignado un determinado grado de certeza

Explicación del razonamiento

Permiten justificar las salidas que ofrece el sistema

Reducción de costes

Los expertos son caros y difíciles de encontrar. Además cambian de empresa, se mueren...




Ventajas

Aumento de la fiabilidad

Los SBC son más rápidos y objetivos que los expertos. Además, no tienen “malos días”

Modularidad

Al separar la base de conocimiento del razonamiento, tenemos gran facilidad para incorporar nuevo conocimiento

El mismo módulo de razonamiento se puede aplicar en varios dominios




Inconveniente

Dificultad en la adquisición de conocimiento

Extraer conocimiento de las personas es una tarea compleja

A los expertos les cuesta generalizar su propio conocimiento

Los expertos son reacios porque al transferir el conocimiento pierden su situación de privilegio




Inconveniente

Reutilización de conocimiento

No siempre un SBC es fácilmente reutilizable en otro dominio

Falta de creatividad y sentido común

Un humano es capaz de darse cuenta que un caso es muy similar a uno ya resuelto

Implementar este “sentido común” en un SBC es complejo




Inconveniente

Obstáculos para el aprendizaje y adaptación

Para un SBC no es fácil incorporar nuevos ejemplos para afinar sus respuestas futuras

Esto le imposibilita a adaptarse a entornos cambiantes




¿Alguna pregunta?


Bibliografía

Tema 1: VVAA, “Ingeniería del Conocimiento: Aspectos Metodológicos”, Prentice-Hall

Específica

introducción a los sistemas basados en el conocimiento

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