Sistemas Expertos

De Departamento de Informatica
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Los sistemas expertos, clasificados como sistemas en base a conocimiento (Knowledge-Based System), son aplicaciones computacionales cuyo propósito es utilizar conocimientos obtenidos con el fin de imitar el razonamiento lógico humano mediante consejos, recomendaciones y acciones. Los sistemas expertos (SE) son una de las tecnologías más representativas de inteligencia artificial.

Contenido

Estructura Base

Un sistemas experto para funcionar requiere una base de conocimiento, esta puede ser facilitada por los KMS (Knowledge Management Systems), siendo este tipo de conociemiento distinto al conocimiento organizacional, ya que la base de conocimiento (Knowledge Base [KB]) de un SE debe ser organizada de tal forma que permita inferencias y pueda ser utilizada por el sistema en cuestión. Un SE posee la siguiente estructura:

  • Base de Conocimiento
  • Motor de Inferencia : Algoritmo que permite el mecanismo de razonar en base a lo conocido.
  • Interfaz de Usuario : Elemento que permite la interacción entre personas y el sistema en sí.
  • Experto(s) : Persona/as que poseen experiencia y conocimiento respecto a un tema específico.
  • Ingeniero de conocimiento : Quien condensa el conocimiento de los expertos en la KB, de forma entendible para el motor de inferencia (Programando por ejemplo).
  • Espacio de Trabajo : Instancia donde almacenar estados intermedios o soluciones candidatas a un problema dado, durante el razonamiento.
  • Usuarios : Personas no expertas que requieren el uso del SE
  • Hardware : Componentes físicos para el soporte del Sistema Experto.
  • Módulos de argumentación y mejoras de razonamiento : Adicionales para permitir respuestas de tipo "Cómo" y "Por qué".

Contexto Organizacional

Dentro de una organización un SE se puede encontrar de forma transversal tanto en los sectores de operación como en los de administración, debido a que el objetivo de este sistema es tomar el lugar de un experto y utilizar sus conocimientos en pos del beneficio de la organización mediante respuestas a consultas, ayuda en toma de decisiones, proveimiento de información y ejecución de acciones.

Algunos de los usos de SE enmarcados en organizaciones son:

  • Clasificación : Identificar eventos en base a sus características dadas.
  • Monitoreo : Continuamente comparar datos obtenidos y entregar información relevante en base a esto.
  • Control de procesos : Controlar operacion de procesos en base a la información o conocimiento obtenido.
  • Calendarización y creación de rutinas : Desarrollar planes de accion en base a reglas especificadas.
  • Generación de opciones : Creación de soluciones alternativas a problemas dados.

Actores involucrados

Los 3 grandes actores de los sistemas expertos no necesariamente son unipersonales, se definen a continuación

  • Experto :Son las fuentes de información, personas, recursos consultables, entradas de datos obtenidas desde los KMS, que son de utilidad para el funcionamiento de la organización y poseen información útil para el cumplimiento de los objetivos de la organización.
  • Ingeniero de conocimiento:Es quien se encarga de recibir el conocimiento entregado por los expertos con el objetivo de almacenarlo en un formato legible para el sistema experto.Esto puede ser mediante reglas en código duro dentro del algoritmo de razonamiento, o utilizando marcos de objetos, sea el caso de describir eventos , o utilizando reglas de producción de tipo "si A , entonces B"
  • Usuarios: son personas no expertas quienes requieren de conocimiento experto, ya sea información inteligentemente sintetizada de la organización, respuestas a preguntas concretas o busqueda de alternativas a soluciones existentes para problemas de la organización.


Tipos de SE

Los SE pueden ser implementados en tiempo real, para entregar información experta en base a los datos recibidos de forma constante o también pueden ser instanciados sin ser en tiempo real por ejemplo para respuesta de consultas particulares. Muchos de estos sistemas expertos son una extensión de actuales DSS, pero se diferencian mediante los métodos utilizados para entregar sus respuestas y la maleabilidad del SE según su base de conocimiento. Algunos de estos sistemas pueden basarse en reglas lógicas definidas (encadenamiento y/o encadenamiento inverso), mediante descripción de casos y otros más complejos funcionan mediante redes neuronales y lógica difusa. Existen también sistemas expertos pre-definidos, los cuales son productos comerciales disponibles para empresas cuyos problemas son lo suficientemente genéricos pero aún así complejos que requieren de un sistema experto, pero sin la inversión que un desarrollo de un SE completo implica.


Conocimientos necesarios

Una base de conocimiento es necesariamente creada por el ingeniero de conocimiento y el/los expertos que colaboran, esta base independiente del tipo de SE que se quiera implementar requiere los siguientes conocimientos, que serán re-estructurados posteriormente en un formato especial para el Sistema experto.

  • Teoría acerca del area de los problemas.
  • Reglas y procedimientos del área.
  • Heurísticas de qué hacer ante un problema.
  • Estrategias globales de resolución
  • Meta-Conocimiento del problema
  • Hechos relacionados con el área del problema

Con estos tipos de conocimiento de una fuente confiable como un experto en la matéria, el sistema podrá resolver problemas del área.

Ventajas de los SE

El uso de sistemas expertos ante el uso de otros sistemas de información similares, tales como GDSS o Dashboards comunes son:

  • Permite resolver problemas de un area particular más rapido que un humano.
  • Con una buena base de conocimientos los errores suelen ser menores que el error humano.
  • Un sistema experto puede obtener conocimientos volátiles (experto único), y almacenarlos de forma permanente.
  • Permite obtener recomendaciones u información confiable.
  • Es capaz de reemplazar personal experto.
  • Posee capacidad de resolver problemas complejos de una persona no experta.

Desventajas de los SE

Pese a su capacidad de razonar y generar inferencias en base a conocimientos, los SE poseen las siguientes desventajas:

  • No posee sentido común, solo lo registrado en su base de conocimientos.
  • No posee creatividad como su par humano.
  • No se adapta automáticamente a entornos cambiantes, requiere de una actualización de KB.
  • No será siempre capáz de expresar su lógica y razonamiento.
  • Sólo resuelve problemas relacionadas al área que fue determinado su funcionamiento.
  • Su razonamiento no llega más allá de el razonamiento humano (impuesto por la KB).

Fuentes

Autor

  • Ignacio Patricio Ampuero Saavedra - Casa Central
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