Sistemas EspecialistasSistemas Especialistas

Inteligência ArtificialInteligência Artificial

Profa. Ligia Flávia A. BatistaProfa. Ligia Flávia A. Batista

DefiniçãoDefinição

• S.E. ou Sistemas baseados em S.E. ou Sistemas baseados em conhecimentoconhecimento– São sistemas que reproduzem o São sistemas que reproduzem o

conhecimento de um especialista conhecimento de um especialista adquirido ao longo do tempoadquirido ao longo do tempo

– Portanto, o especialista é fundamental Portanto, o especialista é fundamental para fornecer informações específicas para fornecer informações específicas do domíniodo domínio

DificuldadesDificuldades

• Especialistas têm Especialistas têm dificuldade em dificuldade em explicitar seu modo explicitar seu modo de raciocínio de de raciocínio de uma maneira uma maneira analíticaanalítica

CaracterísticasCaracterísticas

• Separação do conhecimento específico do Separação do conhecimento específico do especialista e a metodologia de solução de especialista e a metodologia de solução de problemasproblemas

• Transferência interativa do conhecimento Transferência interativa do conhecimento (manutenção da base)(manutenção da base)

• Estratégia de controle transparente ao Estratégia de controle transparente ao usuário, que pode compreender os efeitos usuário, que pode compreender os efeitos de alteração da base de conhecimento de alteração da base de conhecimento (BC)(BC)

• Não é necessário reescrever o código do Não é necessário reescrever o código do S.E. quando há alteração da BCS.E. quando há alteração da BC

Surgimento: década de 70Surgimento: década de 70

• Pesquisadores de IA Pesquisadores de IA queriam desenvolvier queriam desenvolvier programas que pudessem programas que pudessem “pensar”“pensar”

• Ou seja, resolver problemas Ou seja, resolver problemas de uma maneira que seria de uma maneira que seria considerada inteligente se considerada inteligente se fosse seguida pelo homemfosse seguida pelo homem

MYCIN - StanfordMYCIN - Stanford

• Campo de doenças infecciosasCampo de doenças infecciosas

• Projetado para auxiliar no diagnóstico e Projetado para auxiliar no diagnóstico e tratamento de meningite e bacteriemia tratamento de meningite e bacteriemia (infecção bacteriana no sangue)(infecção bacteriana no sangue)

• Formalismo de Representação do Formalismo de Representação do conhecimento: regrasconhecimento: regras

• Uso de fatores de certeza Uso de fatores de certeza (probabilidade)(probabilidade)

Exemplo de regra - IExemplo de regra - I

Se a infecção é meningiteSe a infecção é meningiteE organismos não foram vistos na culturaE organismos não foram vistos na culturaE o tipo de infecção é bacterialE o tipo de infecção é bacterialE o paciente não tem lesões na cabeçaE o paciente não tem lesões na cabeçaE a idade do paciente está entre 15 e 55 anosE a idade do paciente está entre 15 e 55 anosENTÃOENTÃOOs organismos que podem estar causando a Os organismos que podem estar causando a

infecção são infecção são diplococcus-pneumoniae diplococcus-pneumoniae (0.75) (0.75) EEneisseria-meningitidisneisseria-meningitidis (0.74) (0.74)

Exemplo de regra - IIExemplo de regra - II

SE o paciente tem dor de cabeçaSE o paciente tem dor de cabeça

E a dor é muito forteE a dor é muito forte

E a dor é constanteE a dor é constante

E a dor aumenta com o barulhoE a dor aumenta com o barulho

E a dor aumenta com a luzE a dor aumenta com a luz

ENTÃO o diagnóstico é enxaquecaENTÃO o diagnóstico é enxaqueca

ReutilizaçãoReutilização

• A BC do MYCYN foi posteriormente A BC do MYCYN foi posteriormente incorporada ao Sistema Tutor incorporada ao Sistema Tutor Inteligente GUIDON, utilizado para Inteligente GUIDON, utilizado para fins educacionaisfins educacionais

Áreas de aplicaçãoÁreas de aplicação

• Setor bancário e financeiro de um Setor bancário e financeiro de um modo geral, para análise de créditomodo geral, para análise de crédito

• Análise química-qualitativa de mineraisAnálise química-qualitativa de minerais• Projeto SINTA (Sistemas Inteligentes Projeto SINTA (Sistemas Inteligentes

Aplicados): diagnóstico de pragas e Aplicados): diagnóstico de pragas e doenças do cajueirodoenças do cajueiro

• Gerência de redesGerência de redes• Código PenalCódigo Penal

Processo de Processo de desenvolvimentodesenvolvimento

• Engenharia do conhecimento: Engenharia do conhecimento: “extrai” do especialista humano seus “extrai” do especialista humano seus procedimentos, estratégias e regras procedimentos, estratégias e regras para solução de problemas e para solução de problemas e representa seu conhecimento no SE.representa seu conhecimento no SE.

E L I C I T A Ç Ã OE L I C I T A Ç Ã O

Estrutura do S.E.Estrutura do S.E.

Base de conhecimento

Máquina de Inferência

Aquisição de conhecimento

ExplicaçãoInterface com

o usuário

São opcionais

Base de conhecimentoBase de conhecimento

• Pode ser construída com diversos Pode ser construída com diversos formalismos, estruturas e formalismos, estruturas e linguagens:linguagens:– RegrasRegras– Frames Frames ou quadrosou quadros– Redes semânticasRedes semânticas– ScriptsScripts ou roteiros ou roteiros– LógicaLógica

Máquina de inferênciaMáquina de inferência

• Mecanismo que procura as respostas na BCMecanismo que procura as respostas na BC

• Busca as regras necessárias a serem Busca as regras necessárias a serem avaliadas e ordenadas de uma maneira avaliadas e ordenadas de uma maneira lógicalógica

• Define a busca das regras, comparando a Define a busca das regras, comparando a entrada do usuário com as regras da BC entrada do usuário com as regras da BC buscando “combinações” buscando “combinações”

• No Prolog este processo é denominado No Prolog este processo é denominado “matching” ou unificação“matching” ou unificação

Aquisicão de conhecimentoAquisicão de conhecimento

• É o “gargalo” no É o “gargalo” no processo de processo de construção do S.E.construção do S.E.

• Relacionado Relacionado também com a também com a manipulação da B.C.manipulação da B.C.

ExplicaçãoExplicação

• Explica ao usuário a linha de raciocínio Explica ao usuário a linha de raciocínio que o S.E. usou para chegar à conclusão que o S.E. usou para chegar à conclusão

• Pode ser utilizado para justificar porque Pode ser utilizado para justificar porque certas perguntas foram feitas. Ex.:certas perguntas foram feitas. Ex.:

O S.E. pede informação sobre sensor de O S.E. pede informação sobre sensor de temperatura e o usuário pergunta o temperatura e o usuário pergunta o porque deste dado ser necessárioporque deste dado ser necessário

InterfaceInterface

• MenusMenus

• PerguntasPerguntas

• Representações gráficasRepresentações gráficas

• HeurísticasHeurísticas

Abordagens de Engenharia Abordagens de Engenharia do conhecimentodo conhecimento

• Psicológica: tenta Psicológica: tenta reproduzir e analisar o reproduzir e analisar o processo mentalprocesso mental

• Baseada em modelos: Baseada em modelos: utiliza modelos de utiliza modelos de tarefas básicastarefas básicas– Exemplo: diagnósticoExemplo: diagnóstico– É mais estruturada e É mais estruturada e

estão sendo estão sendo desenvolvidas desenvolvidas ferramentas para talferramentas para tal

TrabalhoTrabalho

• Desenvolver um protótipo de sistema Desenvolver um protótipo de sistema especialista, usando linguagem e especialista, usando linguagem e aplicação de preferência, entrega: aplicação de preferência, entrega: dia da prova do 3º bimestre.dia da prova do 3º bimestre.