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  1. 1. el 2012 EDITORAS: MIDORY CHULIM, LOURDES GALVAN, ITZEL VAZQUEZ 16/11/2012
  2. 2. INDICEI. Carta deleditor…………………………………………………… 3II. Que son los sistemasexpertos…………………………….. 4III. Tipos de sistemasexpertos………………………………….. 7IV. Estructura de los sistemasexpertos……………………..10V. Ventajas y Limitacionesde…………………………………….12Los sistemas expertosVI. Tareas de un sistemaexperto………………………………..13 2
  3. 3. CARTA DEL EDITORE STIMADO LECTOR:n este artículo es importante destacar que, el tema a desarrollar ha detratarse sobre Sistemas Expertos (SE) para demostrar una amplia yprecisa descripción de estos sistemas, los cuales también son conocidoscomo Sistemas Basados en Conocimiento. Es bueno mirar haciaadelante y pensar en el futuro de nuestra tecnología aunque, tambiénes bueno detenerse y mirar hacia atrás para apreciar cuanto se haavanzado.Trataremos sobre temas de interés para el lector acerca de los yamencionados “SISTEMAS EXPERTOS”. Es necesario conocer lasdefiniciones y características de dichos sistemas, conocer y aplicaradecuadamente los usos que estos ofrecen al público en general, susventajas y limitaciones, la forma estructurada en la que están creados,las tareas que son capaces de realizar ya que, conllevan ciertascaracterísticas: monitorización, planificación, control, simulaciones,instrucciones y cómo es posible recuperar informaciones que en algúndeterminado descuido, pudieran perderse o formatearse. Itzel Donaji Vázquez Tuz Editora en Jefe 3
  4. 4. ¿QUE SON LOS SISTEMAS EXPERTOS ? s una aplicación informática SE se basa en el conocimientoE capaz de solucionar un conjunto declarativo (hechos sobre objetos,de problemas que exigen un gran situaciones) y el conocimiento deconocimiento sobre un determinado control (información sobre eltema. Un sistema experto es un seguimiento de una acción).conjunto de Para que un sistemaprogramas que, experto seasobre una base de herramientaconocimientos, efectiva, losposee información usuarios debende uno o más interactuar de unaexpertos en un forma fácil,área específica. Se reuniendo dospuede entender capacidades paracomo una rama de poder cumplirlo:la inteligencia artificial, donde elpoder de resolución de un problema Explicar sus razonamientos o baseen un programa de computadora del conocimiento: los sistemasviene del conocimiento de un expertos se deben realizar siguiendodominio específico. Estos sistemas ciertas reglas o pasos comprensiblesimitan las actividades de un de manera que se pueda generar lahumano para resolver problemas de explicación para cada una de estasdistinta índole (no necesariamente reglas, que a la vez se basan entiene que ser de inteligencia hechos.artificial). También se dice que un 4
  5. 5. Adquisición de nuevos Debido a esto en la actualidad seconocimientos o integrador del están mezclando diferentes técnicassistema: son o aplicacionesmecanismos de aprovechandorazonamiento las ventajas queque sirven para cada una demodificar los estas ofrececonocimientos para poderanteriores. Sobre tener empresasla base de lo más seguras.anterior se puede Un ejemplo dedecir que los estas técnicassistemas sería losexpertos son el agentes queproducto de tienen lainvestigaciones en el campo de la capacidad de negociar y navegar ainteligencia artificial ya que ésta no través de recursos en línea; y es porintenta sustituir a los expertos eso que en la actualidad juega unhumanos, sino que se desea papel preponderante en los sistemasayudarlos a realizar con más expertos.rapidez y eficacia todas las tareasque realiza. 5
  6. 6. P rincipalmente existen tres tipos de sistemas expertos: soluciones de problemas anteriores. Un mecánico de automóviles que repara un motor porque recordó  Basados en reglas que otro auto presentaba los mismos previamente establecidas. síntomas está usando razonamientoTrabajan mediante la aplicación de basado en casos. Un abogado quereglas, comparación de resultados y apela a precedentes legales paraaplicación de las nuevas reglas defender alguna causa está usandobasadas en situación modificada. razonamiento basado en casos.También pueden trabajar por También un ingeniero cuando copiainferencia lógica dirigida, bien elementos de la naturaleza, estáempezando con una evidencia tratando a esta como una “base deinicial en una determinada situación datos de soluciones”. Ely dirigiéndose hacia la obtención de Razonamiento basado en casos esuna solución, o bien una manera de razonar haciendocon hipótesis sobre las posibles analogías. Se ha argumentado que elsoluciones y volviendo hacia atrás razonamiento basado en casos nopara encontrar una evidencia sólo es un método poderoso para elexistente (o una deducción de una razonamiento de computadoras,evidencia existente) que apoye una sino que es usado por las personashipótesis en particular. para solucionar problemas cotidianos. Más radicalmente se haEste sistema ilustra la solución sostenido que todo razonamiento escomún de resolver problemas en basado en casos porque está basadoInteligencia Artificial (IA) en la experiencia previade generación y prueba.  Basados en redes bayesianas. Basados en casos o CBR (Case Es un modelo probabilístico Based Reasoning).es el proceso de solucionar nuevos Multivariado que relacionaproblemas basándose en las un conjunto de variables 6
  7. 7. aleatorias mediante la estimación de probabilidades ante un grafo dirigido que indica nuevas evidencias1 . explícitamente influencia causal. Una red bayesiana es un tipo de red Gracias a su motor de actualización causal. Un híbrido de red bayesiana de probabilidades, el Teorema de y Teoría de la Utilidad es un Bayes, las redes bayesianas son una diagrama de influencia herramienta extremadamente útil en. RED BAYESIANA RED BASADA EN CASOS 7
  8. 8. 8
  9. 9. U n Sistema Experto está conformado por: Base de conocimientos (BC): conocimiento atómico. En Contiene conocimiento modelado consecuencia la deducción clásica extraído del diálogo con un puede ser utilizada para razonar experto. Provee los medios para la sobre el conocimiento en la base de recolección, organización conocimiento. Este tipo de bases de y recuperación computarizada conocimiento son utilizadas por de conocimiento. Las bases de la Web semántica conocimiento se han clasificado en Bases de conocimiento leíbles por dos grandes tipos: Humanos están diseñadas para Bases de conocimiento leíbles por permitir a las personas acceder al máquinas, diseñadas para conocimiento que ellas contienen, almacenar conocimiento en una principalmente para propósitos de forma legible por el computador, aprendizaje. Estas son comúnmente usualmente con el fin de obtener usadas para obtener y manejar razonamiento deductivo automático conocimiento explicito de las aplicado a ellas. Contienen una serie organizaciones, incluyen de datos, usualmente en la forma de artículos, White papers, manuales reglas que describen el de usuario y otros. El principal conocimiento de manera beneficio que proveen las bases de lógicamente consistente. conocimiento es proporcionar Operadores lógicos medios de descubrir soluciones a como Y(conjunción), O (disyunción) problemas ya resueltos, los cuales , condición lógica y negación son podrían ser aplicados como base a utilizada para aumentarla desde el 9
  10. 10. otros problemas dentro o fuera del mismo área de conocimiento. Base de de razonamiento  Interfaz de usuario: hechos (Memoria de humano. es la interacción trabajo): contiene los  Módulos de entre el SE y el hechos sobre un justificación: Explica usuario, y se realiza problema que se ha el razonamiento mediante el lenguaje descubierto durante utilizado por el natural. el análisis. sistema para llegar a Motor de inferencia: una determinada Modela el proceso conclusión. experto) no envejece, y por tanto no Ventajas sufre pérdida de facultades con el paso del tiempo. P Ermanencia: A diferencia de un experto humano un SE (sistema  Replicación: Una vez programado un SE lo podemos replicar infinidad de veces. 10
  11. 11.  Rapidez: Un SE puede obtener  Entornos peligrosos: Un SE puede información de una base de datos y trabajar en entornos peligrosos o realizar cálculos numéricos mucho dañinos para el ser humano. más rápido que cualquier ser  Fiabilidad: Los SE no se ven humano. afectados por condiciones externas, un humano sí (cansancio, presión, etc.). Consolidar varios conocimient Bajo costo: A os. pesar de que el costo inicial  Apoyo pueda ser Académi elevado, co. gracias a la capacidad de duplicación el coste finalmente es bajo. 1. Limitaciones  Sentido común: Para un Sistema Experto no hay nada obvio. Por ejemplo, un sistema experto sobre  Capacidad de aprendizaje: medicina podría admitir que un Cualquier persona aprende con hombre lleva 40 meses relativa facilidad de sus errores y embarazado, a no ser que se de errores ajenos, que un SE haga especifique que esto no es posible esto es muy complicado. ya que un hombre no puede gestar  Perspectiva global: Un experto hijos. humano es capaz de distinguir Lenguaje natural: Con un experto cuales son las cuestiones relevantes humano podemos mantener una de un problema y separarlas de conversación informal mientras que cuestiones secundarias. con un SE no podemos. 11
  12. 12.  Capacidad sensorial: Un SE carece Conocimiento no estructurado: de sentidos. Un SE no es capaz de manejar Flexibilidad: Un humano es conocimiento poco sumamente flexible a la hora de estructurado. aceptar datos para la resolución de un problema. 12
  13. 13. Tareas de un Sistema Operativo MONOTORIZACION PLANIFI-CACION CONTROL DISEÑO INSTRUCCION RECUPERACION DE INFORMACION SIMULACION comparaciónL Monito rizació continua de los n valores de las a señales o datos demonitorización es un entrada y unoscaso particular de la valores que actúaninterpretación, y como criterios deconsiste en la normalidad o 13
  14. 14. estándares. En el campo del conocidas de antemano o se puedenmantenimiento predictivo los generar automáticamenteSistemas Expertos se utilizan probándose distintos diseños parafundamentalmente como verificar cuáles de ellos cumplen losherramientas de diagnóstico. Se requerimientos solicitados por eltrata de que el programa pueda usuario, ésta técnica es llamadadeterminar en cada momento el “generación y prueba”, por lo tantoestado de funcionamiento de estos SE son llamados de selección.sistemas complejos, anticipándose a En áreas de aplicación, la prueba selos posibles incidentes que pudieran termina cuando se encuentra laacontecer. Así, usando un modelo primera solución; sin embargo,computacional del razonamiento de existen problemas más complejos enun experto humano, proporciona los los que el objetivo es encontrar lamismos resultados que alcanzaría solución óptima.dicho experto. Planificación Diseño La planificación es la realización deDiseño es el proceso de especificar planes o secuencias de acciones y esuna descripción de un artefacto que un caso particular de la simulación.satisface varias características desde Está compuesto por un simulador yun número de fuentes de un sistema de control. El efecto finalconocimiento. es la ordenación de un conjunto de acciones con el fin de conseguir unEl diseño se concibe de distintas objetivo global.formas: Los problemas que presentan la El diseño en ingeniería es el uso planificación mediante SE son los de principios científicos, siguientes: información técnica e imaginación en la definición de  Existen consecuencias no una estructura mecánica, previsibles, de forma que hay máquina o sistema que ejecute que explorar y explicar varios funciones específicas con el planes. máximo de economía y  Existen muchas consideraciones eficiencia. que deben ser valoradas o El diseño industrial busca incluirles un factor de peso. rectificar las omisiones de la  Suelen existir interacciones entre ingeniería, es un intento planes de subobjetivos diversos, consciente de traer forma y por lo que deben elegirse orden visual a la ingeniería de soluciones de compromiso. hardware donde la tecnología no  Trabajo frecuente con provee estas características. incertidumbre, puesLos SE en diseño ven este proceso la mayoría de loscomo un problema de búsqueda de datos con los que seuna solución óptima o adecuada. trabaja son más oLas soluciones alternas pueden ser 14
  15. 15. menos probables pero no Simulación seguros. La simulación es una técnica que Es necesario hacer uso de fuentes consistente en crear modelos diversas tales como bases de basados en hechos, observaciones e datos. interpretaciones sobre la computadora, a fin de estudiar el comportamiento de los mismos Control mediante la observación de lasUn sistema de control participa en la salidas para un conjunto derealización de las tareas de entradas. Las técnicas tradicionalesinterpretación, diagnóstico y de simulación requieren modelosreparación de forma secuencial. Con matemáticos y lógicos, queello se consigue conducir o guiar un describen el comportamiento delproceso o sistema. Los sistemas de sistema bajo estudio.control son complejos debido al El empleo de los SE para lanúmero de funciones que deben simulación viene motivado por lamanejar y el gran número de principal característica de los SE,factores que deben considerar; esta que es su capacidad para lacomplejidad creciente es otra de las simulación del razonamiento de unrazones que apuntan al uso del experto humano, que es un procesoconocimiento, y por tanto de los SE. complejo.Cabe aclarar que los sistemas de En la aplicación de los SE paracontrol pueden ser en lazo abierto, si simulación hay que diferenciar cincoen el mismo la realimentación o el configuraciones posibles:paso de un proceso a otro lo realizael operador, o en lazo cerrado si no 1. Un SE puede disponer de untiene que intervenir el operador en simulador con el fin deninguna parte del mismo. comprobar las soluciones yReparación, correcta o terapia. en su caso rectificar elLa reparación, corrección, terapia o proceso que sigue.tratamiento consiste en la 2. Un sistema de simulaciónproposición de las acciones puede contener como partecorrectoras necesarias para la del mismo a un SE y por loresolución de un problema. Los SE tanto el SE no tiene que seren reparación tienen que cumplir necesariamente dediversos objetivos, como son: simReparación lo más rápida y ulaeconómicamente posible. Orden de ciólas reparaciones cuando hay que n.realizar varias. Evitar los efectos 3. Unsecundarios de la reparación, es SEdecir la aparición de nuevas averías puepor la reparación. de con trol 15
  16. 16. ar un proceso de simulación, éstos últimos sólo son capaces de es decir que el modelo está recuperar lo que existe en la base de conocimiento explícitamente, mientras que un del SE y su evolución es Sistema Experto debe ser capaz de función de la base de hechos, generar información no explícita, la base de conocimientos y el razonando con los elementos que se motor de inferencia, y no de le dan. Pero la capacidad de los SE un conjunto de ecuaciones en el ámbito de la recuperación de la aritmético – lógicas. información no se limita a la 4. Un SE puede utilizarse como recuperación. Pueden utilizarse para consejero del usuario y del ayudar al usuario, en selección de sistema de simulación. recursos de información, en filtrado 5. Un SE puede utilizarse como de respuestas, etc. Un SE puede máscara o sistema frontal de actuar como un intermediario un simulador con el fin de inteligente que guía y apoya el que el usuario reciba trabajo del usuario final. explicación y justificación de los procesos. InstrucciónUn sistema de instrucción realizaraun seguimiento del proceso deaprendizaje. El sistema detectaerrores ya sea de una persona conconocimientos e identifica elremedio adecuado, es decir,desarrolla un plan de enseñanza quefacilita el proceso de aprendizaje yla corrección de errores. Recuperación de informaciónLos Sistemas Expertos, con sucapacidad para combinarinformación y reglas de actuación,han sido vistos como una de lasposibles soluciones al tratamiento yrecuperación de información, nosólo documental. La década de 1980fue prolija en investigación ypublicaciones sobre experimentosde este orden, interés que continuaen la actualidad.Lo que diferencia a estos sistemasde un sistema tradicional derecuperación de información es que 16
  17. 17. 17

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