Глава 17 Анализ данных, знаний и структур в системах искусственного интеллекта

§ 1. Экспертные системы партнерского типа

Главная отличительная особенность интеллектуальной системы заключается в умении делать правильные предсказания. В процессе исследования некоторого объекта (или процесса) появляется протокол наблюдений за его поведением при тех или иных внешних воздействиях. Обычно протокол имеет либо форму текстовых записей типа «стимул-реакция», либо таблиц типа «объект-свойство». Интеллектуальная система анализирует протокол и обнаруживает устойчивые (закономерные) связи между различными характеристиками объекта. Если после этого системе предъявить некоторые (описывающие) характеристики, то она, используя обнаруженные закономерности, сможет предсказать правдоподобные значения других (целевых) характеристик.

На этом фундаменте — умении автоматически обнаруживать закономерности и использовать их для предсказания — строятся, и будут строиться, все системы искусственного интеллекта (ИИ). По мере совершенствования методов системы ИИ должны пройти три условных стадии своего развития.

На первой стадии они представляют собой системы со слабым интеллектом пассивного помощника: они не в состоянии сами обнаруживать закономерности и используют только те закономерности (знания), которые были получены от экспертов, переработаны «инженерами по знаниям» и введены в память системы (базу знаний) в удобном для машины виде. Система способна манипулировать этими знаниями, имитируя процесс строгого логического вывода, и выдавать ответы на запросы пользователя. При этом система не имеет механизмов, которые побуждали бы ее критически оценивать вводимые в ее память знания, обнаруживать в них противоречия и пробелы, инициировать вопросы к хозяину системы, обращая его внимание на несовершенство базы знаний. Пассивность системы-ассистента обнаруживается и в том, что она не пытается извлекать новые знания из данных, которые накапливаются в ее памяти в ходе работы, и не выдает пользователю по своей инициативе никакой информации, например о появлении новых закономерностей, об устаревании какой-то части прежних знаний.

Именно такими свойствами обладают экспертные системы (ЭС) первого поколения. Дальнейшее развитие интеллектуальных систем направлено на снятие указанных ограничений и превращение систем в активных интеллектуальных партнеров пользователя, т. е. в партнерские системы (ПС). Наряду со знаниями экспертов, вводимыми «инженерами знаний», ПС будут иметь средства самостоятельного извлечения знаний из данных, поступающих в систему в ходе ее создания и эксплуатации. На этом основании ПС будут способны обнаруживать противоречия между имеющимися и вновь поступающими знаниями и данными, выявлять в них ошибки и пробелы и обращаться по своей инициативе к пользователю с сообщением по поводу этих дефектов в информационной базе. Кроме того, ПС должны иметь более удобные средства общения с пользователем, которые повышали бы их «дружественность».

Следующий этап развития интеллектуальных систем должен привести к появлению таких систем, которые по отношению к пользователю могли бы выступать в качестве учителя или лидера, т. е. к появлению систем-лидеров (СЛ). Эти системы будут накапливать знания, получая их в ходе непосредственного диалога с экспертом без вмешательства «инженера знаний», извлекая их из протоколов экспериментов, в том числе проводимых под управлением СЛ. Они должны уметь читать и понимать статьи, книги, чертежи и схемы. Система должна строить модель изучаемой прикладной области, т. е. создавать ее теорию, строить модель пользователя (ученика) и модель самой себя, чтобы оптимизировать процесс формирования модели изучаемого мира в сознании ученика.

По понятным причинам сейчас нет смысла пытаться строить более детальные предположения о свойствах и функциях систем- лидеров. Что же касается партнерских систем, то их особенности по сравнению с существующими сейчас экспертными системами целесообразно указать уже сейчас, так как работы над ПС ведутся во многих коллективах, и было бы хорошо в самом начале этих работ сформулировать в явном виде их цели. Ниже приводится описание свойств, которыми, по мнению автора, должна обладать партнерская система.