Sistemas Especialistas Probabilísticos -Sistemas Especialistas Probabilísticos -SEPSEP

Sílvia Modesto NassarSílvia Modesto Nassar silvia@inf.ufsc.brsilvia@inf.ufsc.br

Departamento de Informática e de Departamento de Informática e de Estatística - INEEstatística - INE

Centro Tecnológico - CTCCentro Tecnológico - CTCUniversidade Federal de Santa CatarinaUniversidade Federal de Santa Catarina

RoteiroRoteiro

Introdução Sistemas Especialistas x Sistemas Convencionais Especialistas Reais x Especialistas Virtuais Arquitetura Simplificada de um SE Recursos Humanos para o desenvolvimento de um SE Aplicações: experiência na UFSC Sistema Pediátrico de Avaliação Nutricional: SISPAN Sistemas Especialistas Probabilísticos: potencialidades.

IntroduçãoIntrodução

Ciência da ComputaçãoCiência da Computação

Inteligência ArtificialInteligência Artificial

Sistemas EspecialistasSistemas Especialistas

INE - LISA - UFSC

IntroduçãoIntrodução

Inteligência Artificial (IA)Inteligência Artificial (IA) busca representar um comportamento inteligente utilizando modelos computacionais.

INE - LISA - UFSC

IntroduçãoIntrodução

O que é um Sistema Especialista ?O que é um Sistema Especialista ?

– É um programa computacional que toma decisões ou soluciona problemas em um domínio de aplicação.

– Utiliza o conhecimento explicitado por um especialista(s) em determinado domínio.

– Têm aplicação em uma grande variedade de problemas.

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Sistemas Especialistas:Sistemas Especialistas:

Simbólicos: regras SE_ENTÃOSimbólicos: regras SE_ENTÃO

SUB-SIMBÓLICOS: redes neuraisSUB-SIMBÓLICOS: redes neurais

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Sistemas Especialistas Sistemas Especialistas Sistemas Convencionais Sistemas Convencionais

Sistemas ConvencionaisSistemas Convencionais- manipulam dados.- soluções algorítmicas.- trabalham com processos procedurais.- somente a resposta correta interessa.

Sistemas EspecialistasSistemas Especialistas- manipulam conhecimento.- soluções heurísticas.- trabalham com processos de inferência.- algumas respostas incorretas são toleradas.- respostas satisfatórias usualmente são aceitas.

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Especialista Real X Virtual

Especialista Especialista RealReal::– Presença– Imprevisível– Alto custo– Impermanente

Especialista Especialista RealReal::– Criativo– Adaptativo– Foco aberto– Experiência sensorial– Também é

GENERALISTA

Especialista Especialista VirtualVirtual:: – Fácil transferência– Fácil documentação– Consistente– Relativamente barato– Permanente

Especialista Especialista VirtualVirtual: : – Sem inspiração– É ensinado– Foco limitado– Conhecimento técnico– Somente ESPECIALISTA

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Sistemas Especialistas: Sistemas Especialistas: vantagensvantagens

Vantagens:Vantagens: Custo reduzido. Não esquece o conhecimento. Rapidez de resposta. Respostas estáveis. Capacidade de explicação. Capacidade de continuar aprendendo. Disponibilidade: FÁCIL CLONAGEMFÁCIL CLONAGEM

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Recursos Recursos HumanosHumanos: : interatividadeinteratividade

• EspecialistaEspecialista

• Engenheiro de ConhecimentoEngenheiro de Conhecimento

• UsuárioUsuárioComo implementar o Sistema Especialista ?

O Sistema Especialista é útil ? Confiável ? Caro ?

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Como transmitir o conhecimento para o Engenheiro de Conhecimento ?

Arquitetura Simplificada de um SEArquitetura Simplificada de um SE

UsuárioInformações

ConclusõesExplicações

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Conhecimento sob Conhecimento sob IncertezaIncerteza

Abordagens matemáticas para representação do conhecimento incerto:

CPGCC - LISA - UFSC

• Fatores de CertezaFatores de Certeza• Lógica DifusaLógica Difusa•Teoria de Dempster-ShaferTeoria de Dempster-Shafer• Modelo ProbabilísticoModelo Probabilístico

Este curso apresentará o Modelo ProbabilísticoModelo Probabilístico

CPGCC - LISA - UFSC

Inteligência Inteligência ArtificialArtificial

Sistemas Sistemas EspecialistasEspecialistas

Problema: Problema: Tratamento da IncertezaTratamento da Incerteza

Natureza doNatureza doProblemaProblema

DadosDados

Base de Conhecimento: redes bayesianas-

» Probabilidade Condicional» Teorema de Bayes

Ciências daComputação

SistemasEspecialistas

InteligênciaArtificial

SistemasEspecialistasProbabilísticos

SE Probabilísticos

SISPAN:SISPAN: base de conhecimento base de conhecimento

INE - LISA - UFSC

SISPAN:SISPAN: entrada de sintomasentrada de sintomas

INE - LISA - UFSC

SISPAN: SISPAN: perfil epidemiólógicoperfil epidemiólógico

INE - LISA - UFSC

SISPAN:SISPAN: textos explicativostextos explicativos

INE - LISA - UFSC

SISPAN: textos explicativostextos explicativos

INE - LISA - UFSC

SISPAN: SISPAN: raciocínio probabilísticoraciocínio probabilístico

INE - LISA - UFSC

P(DEP | sintoma) =P(DEP | sintoma) = P(DEP ^ sintoma)P(DEP ^ sintoma)

P(sintoma)P(sintoma)

Entrada : sintomas Saída : probabilidade de cada uma das

hipóteses diagnósticas Raciocínio classificatório: teorema de

Bayes

Uma aplicação médicaUma aplicação médica : : SISPANSISPAN

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Projeto de Cooperação: UFSC– Centro de Ciências da Saúde – Hospital Universitário– Centro Tecnológico

Sistema Pediátrico de Avaliação Nutricional : SISPANSISPAN– Especialista: Dra. Maria Marlene de Souza PiresDra. Maria Marlene de Souza Pires

Depto. de PEDIATRIA

Depto. de Informática e de Estatística

Aplicações de SEP na Aplicações de SEP na UFSC:UFSC:

•Diagnóstico de Desnutrição Energético-Protéica, SISPAN,1998.

•Sistema Pediátrico de Avaliação do Crescimento Infantil, SACI, 2001.

•Sistema de Apoio à Nutrição Enteral Pediátrica, SANEP, 2001.

•Sistema Especialista com Baseline Dinâmica para Apoio à Gerência de Redes, 1999.

•Sistema Especialista com Base Dinâmica, 2000.

•Sistema Híbrido Difuso Probabilístico, 2001 e 2005.

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Aplicações de SEP na Aplicações de SEP na UFSC:UFSC:

•Sistema Especialista Probabilítico para Análise da Evasão Escolar em um Curso Universitário, E-BAYES, 2002.

•Sistema Especialista para Avaliação de Potencial Econômico, SEPE, 2002.

•Agente Bayesiano para Infecção Hospitalar, 2002.

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Sistemas Especialistas Probabilísticos : Sistemas Especialistas Probabilísticos : potencialidadespotencialidades

INE - LISA - UFSC

Sistemas de classificação: diferentes domínios de aplicação.

Agente de monitorização de um ambiente. Suporte ao treinamento de profissionais. Ferramenta de apoio ao processo de ensino-

aprendizagem.