Ekspertnisustavi
SeminarskiradizkolegijaUmjetnainteligencija
Fakultetstrojarstvaibrodogradnje
LukaDrobilo
Ekspertnisustavi
SadrajEkspertnisustavipojam........................................................................................................................2
Prednostiekspertnihsustava..................................................................................................................2
Arhitekturaekspertnihsustava...............................................................................................................3
Svojstvaekspertnihsustava....................................................................................................................6
Inenjerstvoznanja
.................................................................................................................................8
.
Prikupljanjeznanja..........................................................................................................................9
Razlikaodkonvencionalnihprograma..................................................................................................10
Bazepravila...........................................................................................................................................11
Ulanavanje...........................................................................................................................................12
Ulanavanjeunaprijed...................................................................................................................12
. Ulanavanjeunatrag
.....................................................................................................................13
Kojumetodukoristiti?...................................................................................................................14
Primjena................................................................................................................................................14
Primjer:Ekspertnisustavinteligentnogadizelskogmotora..................................................................15
Zakljuak................................................................................................................................................18
Literatura...............................................................................................................................................19
1
Ekspertnisustavi
EkspertnisustavipojamEkspertnisustav(ES)jeprogramkojijeprojektirantakodasvojimmodelomoponaa
sposobnostirjeavanjaproblemaljudskogekspertaunekompodruju.
Podekspertnimsustavimapodrazumijevaseuspostavljanjedijelavjetinenekogeksperta
unutarsamograunalaitoutakvomoblikudasustavmoeponuditiinteligentansavjetilidonijeti
inteligentnuodlukuooperacijikojajeutijeku.Ekspertnisustavposjedujeikarakteristikudana
zahtjevizloisvojunainrazmiljanjatakodadirektnoobavjetavakorisnikakojipostavljapitanje.
Drugimrijeima,ekspertnisustavjeinteligentniraunalniprogramkojikoristiznanjei
postupkezakljuivanjauprocesurjeavanjaproblemaitotakvihproblemazaijejerjeavanje
potrebanvisokstupanjstrunostiiiskustvaizpodrujakojimajeekspertnisustavnamijenjen.Naziv
ekspertnipotjeeupravoodtogatoseovisustaviponaajukaovrhunskistrunjaci(engl.expert)na
svompodruju.Njegovuosnovuiniposebansoftwarekojimodeliraoneelementeovjekovog
rjeavanjaproblemazakojesesmatradaineovjekovuinteligenciju:zakljuivanje,prosuivanje,
odluivanjenaosnovunepouzdanihinepotpunihinformacijaitumaenjesvogponaanja.
Ekspertnisustavmoraomoguititriosnovnazadatakainenjerstvaznanja:
prezentacijaimemoriranjevelikekoliineznanjaproblemskogpobrujauraunalo
aktiviranjekoritenjaznanjaproblemskogpodrujazarjeavanjeproblema
odgovornakorisnikovopitanje
Dvijestvariseprijesvegamodelirajuuekspertnomsustavu:znanjeekspertainjegovo
zakljuivanje.Zatoseekspertnisustavmeuostalimsastojiiodbazeznanjaisustavazakljuivanja
(inferenceengine).Znanjekojenamekspertpruamoesepredstavljatiinjenicama,pravilima,
konceptimailirelacijama.Nainiproblemnjegovogpredstavljanjajereprezentacijaznanja,doknain
iproblemzakljuivanjanaosnovubazeznanjaizadatihupitajepitanjetehnikezakljuivanja.Ekspert
jeestoneophodnaosobaumnogimorganizacijama,ipostavljaseondapitanjezatogauope
pokuavatizamijenitistrojem?Prijesvega,donekleslinozamjeninekihljudiinjihovihposlova
strojevimatijekomindustrijskerevolucije,ekspertnisustavmoebitikoristankaopomokadaovjek
nijeraspoloivilijednostavnokaoalatkojiolakavaposaoiomoguavaautomatizacijunekih
postupaka,radisaveimstupnjemformalizmakojiiskljuujemogunostgrekeilislabostizbog
ljudskogfaktoraisl.Postojiijednadodatnaprednostznanjemkaoopimdobromilikapitalomneke
organizacijeselakeupravlja,lakeseprenosiiprimjenjujejerneovisiutojmjeriodpojedinca
ekspertaakosekoristiekspertnisustav.Gotovodainemapodrujaljudskihdjelatnostigdjenije
napravljennekiekspertnisustaviuspjenoprimijenjen,anjihovbrojidaljegeometrijskiraste.
Prednostiekspertnihsustava
Ekspertnisustaviposjedujunizkorisnihsvojstava:
Poveanadostupnoststrunostjedostupnanasvakomraunaluprimjerenih
performansi,moglobisezapravoreidajeekspertnisustavjedannainmasovne
proizvodnjestrunosti.
2
Ekspertnisustavi
SnienacijenaCijenapruanjastrunostipokorisnikujeznatnosniena.
PoveanjesigurnostiEkspertnisustavimogubitikoriteniuokruenjimakojamogu
bitipotencijalnoopasnapoljudskozdravlje.
TrajnostStrunostjetrajna.Zarazlikuodljudskihstrunjakakojimoguotiiu
mirovinu,datiotkaziliumrijeti,znanjeistrunostugraeniuekspertnisustavne
posjedujuroktrajanja.
ViestrukastrunostPomouekspernihsustavaznanjeveegbrojastrunjakamoe
bitiiskoritenodaistovremenoineprekidnoradinarjeavanjuproblemaubilokoje
dobadanainoi.Razinastrunostiveegbrojastrunjakaznanjemiopirnouznatno
nadmaujeznanjesamojednogstrunjaka.
PoveanapouzdanostEkspertnisustavipoveavajupouzdanostudonoenjepravilne
odlukepruajuidrugomiljenjeljudskomstrunjakuilimogupomoiudonoenju
odlukeusluajukadaseveibrojljudskihstrunjakanemoeusuglasitiokorjeenja.
Naravnoovametodavjerojatnonijeprimjenjivaakojejedanodtihstrunjaka
programiraosamekspertnisutavbuduibise,ukolikostrunjaknijepoinionekakvu
pogreku,ekspertnisustavuvijektrebaoslagatisastrunjakomnabaziijegznanjaje
oformljen.
ObjanjavanjeEkspertnisustavmoeeksplicitnoudetaljeobjasnitirazmiljanjekoje
gajedovelodonekogzakljuka.Ljudskistrunjakbimodabiopreumoran,u
nemogunostiilibinevoljkotoradiocijelovrijemeiuvijekkadajepotrebno.Ovo
poveavapouzdanjeuispravnostdoneseneodluke.
KratkovrijemereakcijeBrzailireakcijaustvarnomvremenumoenekadbiti
krucijalnazanekapodrujaprimjene.Ovisnookoritenomsoftwareuihardwareu,
ekspertnisustavmoeodgovaratinaupitebreispremnijeodljudskogstrunjaka.
Nekehitnesituacijemodazahtjevajureakcijubrunegotojujeljudskistrunjaku
mogunostipruitipaseutakvimsluajevimaekspertnisustavisareakcijomu
stvarnomvremenunameukaodobrorjeenje.
Uravnoteene,kompletnereakcijebezprisutstvaosjeajaOvosvojstvoje
potencijalnoizrazitobitnoustvarnimstresnimsituacijamailihitnimsluajevimakada
ljudskistrunjakmodanijeumogunostidjelovatiprivrnojuinkovitostikao
posljedicastresailiumora.
InteligentnisustavzauenjeEkspertnisustavmoesekoristitiikaointeligentni
sustavzauenjekojiomoguavauenikupokretanjeiprouavanjeprimjerateujednoi
objanjavanainrazmatranjasustavapremadatimprimjerima.
InteligentnabazapodatakaEkspertnisustavimogubitikoritenizapristupbazi
podatakanainteligentannain.
ArhitekturaekspertnihsustavaTemeljnakonfiguracijaekspertnihsustavaukljuujetriglavnadijela:
bazaznanja(engl.KnowledgeBaseKB)
mehanizamzakljuivanja(engl.InferenceMechanismiliInferenceEngineIE)
korisnikosuelje(engl.UserInterfaceUI)
3
Ekspertnisustavi
Slika1
Bazaznanjajebazainjenicaiheuristikapridruenihproblemuupodrujuzakojeje
namjenjenekspertnisustav.Bazaznanjaukljuujeinjenice,relacijeizmeuinjenicaimogue
metodezarjeavanjeproblemaupodrujudateaplikacije.Upredstavljanjuznanjakoristesetzv.
proizvodnapravila(IFTHEN),okviriisemantikemree.Prikupljanjeznanjavriseintervjuiranjem
strunjakaitzv.strojnimuenjem.
Mehanizamzakljuivanjajesoftwaresposobannaosnovupravilaizbazeznanjashvatiti
informacijeizbazeznanjainaosnovutogaizvoditizakljuke.Onfunkcioniranatajnaindainjenice
izbazeznanjakombinirasainformacijamadobivenimodkorisnikauciljuizvoenjaspecifinih
zakljuaka.Priradusekoristekontrolnestrategijekojeodluujuukojemtrenutkutrebaprimjeniti
nekoodpravilaizbazeznanjananoveinjenicedobivenetijekomkonzultiranjasakorisnikom.Nataj
nainsesimuliraljudskorazmiljanje.Postojedvijeosnovneprocedurezakljuivanja,odnosno
rezoniranja:
zakljuivanjekojepoinjestzv.potvrenimpronalascimaidjelujeunaprijedda
pronaezakljuak,tzv.zakljuivanjevoenopodacima(engl.Forwardchaining)
zakljuivanjekojepoinjeshipotezomidjelujeunatragpremalakopotvrenim
pronalascima,tzv.zakljuivanjevoenociljem(engl.Backwardchaining)
Korisnikosueljejediokojiomoguavadijalogizmeudonosiocaodluke(korisnika)i
sustava,sluizaunosiprikazpodataka,prezentiramogueodluke,prikazujeinformacije,pitanja,
odgovoreteodvraakorisnikadaunosigreke.Sajednestraneomoguavakorisnikudatijekomrada
sustavadostaviinformacijekojesustavizbazeznanjanijeuspiodobiti,asadrugestraneomoguava
korisnikudazasvakuodlukuekspertnogsustavazatraidodatnoobjanjenjeotomekojisuga
zakljucivodilidadonesetakvuodlukuodgovaranjemnapitanjazato''ikako.
Ovakavsustavuteorijiumjetneinteligencijenazivasezakljuivanjenatemeljupravila(engl.
RulebasedReasoning).Ekspertniilinaznanjutemeljenisustavijedansuoduspjenihpodrujaiz
podrujaumjetneinteligencije.Vieod25godinajeproloodrealizacijeprvihekspertnihsustava
(DENDRAL,MYCINiPROSPECTOR).Arhitekturaekspertnihilinaznanjutemeljenihsustavanije
4
Ekspertnisustavi
znaajnijemijenjanaiviejepoznatihproblemaunjihovurazvoju:prikupljanjeznanjavrlojeteaki
dugotrajanproces,implementacijaiuspjenokoritenjeovakvihsustavazahtijevavisokustrunosti
iskustvo,implementiraniekspertnisustaviestosusporiitekizaodravanje.Uztrinavedena
osnovnadijela,ekspertnisustavisadreibazupodatakaimesemogunostisustavaznatnoproiruju
ipoveavaju.
Slika2
Suvremeniekspertnisustaviimajumogunostprikupljanjaznanjaiuenja.Naslici3
prikazanajepunakonfiguracijaekspertnogsustavakojiuztemeljnukonfiguracijuibazupodataka
sadrirazvojnidioimodulzauenje.Razvojnidioekspertnihsustavazaduenjezaprikupljanje
znanjakojejemoguetzv.strojnimuenjemilipreuzimanjemznanjaodstrunjaka.Prikupljanje
znanjakodovakvihsustavausvakomjesluajuvrlotekoizahtijevatzv.ekspertezaprikupljanje
znanja.Modulzauenjeusuvremenimekspertnimsustavimavaanjediokojiomoguujetzv.
samouenjesustava.Glavniproblemiekspertnihsustavajesunedostataktzv.dubokogznanja,zatim
tonostrezultataiskupouenje.Nedostatakdubokogznanjaustvariznaiestnedostatakuskih
specijalistikihznanjazauspjenorjeavanjeproblema.Procesobjanjenjapostupkazakljuivanja
takoerjeestonerazumljiv.Tonostrezultataestomoebitiupitna.Ovojeozbiljanproblem,
posebnourizinimpodrujimakaotojeupravljanjezranimprometom,upravljanjenuklearnim
pogonima,vojnimsustavimaitd.Uenjetemeljenonaiskustvujeoskudno.Proceszakljuivanjanije
predmetunapreenjatijekomkoritenjaekspertnihsustava.
5
Ekspertnisustavi
Slika3
SvojstvaekspertnihsustavaSrcesvakogekspertnogsustavajeznanjeakumuliranouprocesuizgradnjetogsustava.
"Znanje"ekspertnogsustavaineinjeniceiheuristika(iskustvoiosjeajzaizborrjeenja).
injeniceineglavnidiopodatakaoprirodisustava,njegovimaktivnostimaiciljevimakoje
sustavostvarujekrozteaktivnosti.Odreenepojaveimanifestacijeregularnogineregularnogstanja
usustavuimajusvojeuzrokeiposljediceitakoerseopisujuskupovimapodataka.Sviovipodaci
uglavnommogubitiraspoloivi,dokumentiraniiverificiraniudomeniekspertnogsustava.
Heuristikuinevlastitapravilarasuivanjaivjetinauizboruidonoenjuodlukakojimase
utjenapromjenustanjasustava.Onajeuglavnomslabodokumentiranaiosobinajevrhunskih
specijalistazapodrujezakojeseekspertnisustavkreira.Nivoperformansiekspertnogsustavaje
prijesvegafunkcijaveliineikvalitetebazeznanjatogsustavaukojojsuobjedinjeneinjenicei
heuristika,aneodreenogformalizmazakljuivanjaipostupkakojisekoristeupretraivanju
injenica. Uprincipurazlikujemodvatipaznanja:
eksplicitnoznanjeznanjedatoupisanojilidrugojprijenosnojformiinalazimoga
uknjigama,asopisimaisl.Ovoznanjejeobinoprihvaenokaouniverzalnotono.
6
Ekspertnisustavi
implicitnoznanjeheuristikoznanje,onoznanjekojeovjekekspertgradina
osnovuiskustvaikoje,kombiniranosaprvimtipomznanjainiovjekaekspertom.
Znanjejedostupnoimoeseprenositiputemknjigailekcija.
Slika4
Vanosvojstvoekspertnogsustavajeekspertizavisokognivoakojuosiguravakaopomou
rjeavanjuproblema.Taekspertizapredstavljanajboljarazmiljanjavrhunskiheksperataudatom
podruju,sakupljenaiugraenauprogramtakodaupostupkurjeavanjaproblemamogudovestido
preciznihiefikasnihreenja.
Mogunostpredvianjajesvojstvokojepotjeeizmogunostidaseekspertnisustavkoristi
kaomodelzarjeavanjeproblemaudatompodrujukojie,kaotakav,davatiodgovorenazadane
problemeipokazivatikakoesetiodgovorimijenjatiovisnoonovimsituacijama.
Cjelokupnoznanjeugraenouekspertnisustavprikupljenojekrozinterakcijusakljunim
osobljemunekojslubi,odjeluilipodruju,takodaonooslikavaitekuupolitikuinainradate
grupe.Natajnain,ovaskupznanjapostajetrajnizapisusklaenihnajboljihmetodaipostupakakoje
tiljudikoristeprirjeavanjuproblema.Ikadtiljudioduizodreenefirmeovoznanjeeostati
sauvano.Ovojeveomavanouposlovnimsistemima,akritinouvojsciidravnimustanovama
zbogestihpremjetajaiizmjenekadrova.Prikupljenoznanjejenatajnainpostaloinstitucionalna
memorija,kojaublaava(iakonikadnemoepotpunoukloniti)nedostatkeproistekleizestih
fluktuacijaljudi.
Jojednovanosvojstvosvakogekspertnogsustavajeimogunostobuavanja.Ekspertni
sustavmoebitioblikovantakodaomoguiobukunovihkadrova.Oniveimajuodreenaznanjai
sposobnostiipotrebnojenanjihprenijetiznanjeiiskustvoprikupljenoisauvanoubaziznanjau
viduinstitucionalnememorije.Neophodnojedaprogramposjedujemogunosttenog,prijateljskog
dijalogasaovjekom,kaoiugraenemetodeuenja.Ekspertnisustavmoebitipodeenkakoza
obukustrunihljudi,takoizauvoenjeuposaotekpridolihpoetnika.
Ovisnoosustavu,nainiobjanjavanjairazlaganjadonesenihodlukamogubitijednostavniili
sloeni.Jednostavnisustaviupravilusamonavodeinjenicekojesuihzakljuivanjemdovelido
posljednjegizvedenogpravila.Sloenijisustavisusposobniuiniinetoodsljedeeg:
7
Ekspertnisustavi
NavestisverazlogezaiprotivodreenehipotezeHipotezajeciljkojitrebabiti
dokazan,patakokaoprimjermoemouzetizakljuakmedicinskogekspertnog
sustava:pacijentbolujeodtetanusa.Ustvarnomproblemumoepostojativei
brojhipotezaistokaotoipacijentmoeimativiebolestiistovremeno.Nahipotezu
setakoermoegledatikaonainjenicuuijuseistinitostsumnjaikojamorabiti
dokazana. Navestisvehipotezekojemoguobjasnitidostupnedokaze
ObjasnitisveposljedicehipotezePrimjerice,akopretpostavljamodapacijent
bolujeodtetanusananjemubitakoertrebalibitiprisutniznakovivruicekako
infekcijanapreduje.Akosuovisimptomistvarnoprisutnionidodajunasigurnostida
jehipotezaispravna.Akosimptominisuprisutnisigurnostutonosthipotezese
smanjuje.
Datiprognozuilipredvianjetoesedogoditiusluajudajehipotezaispravna
Opravdatipitanjakojaprogrampostavljakorisnikukakobidobiododatne
informacijeOvapitanjamogubitikoritenakakobiseusmjerionainrazmiljanjau
smjeruvjerojatnihdijagnostikihpravaca.Uveinirealnihproblemarazmatranjesvih
mogunostijepreskupoitrajepredugotakodajepotrebnoosiguratinekinain
navoenjapotrageprematonomrjeenju.Primjericemoemorazmotritikolikobi
sredstavaivremenapotroiliakakvibibiliefektiprimjenivanjasvihmoguih
medicinskihispitivanjanapacijentakojisealinabolugrlu.
OpravdatiznanjeprogramaRecimodaprogramtvrdikakojehipotezapacijent
bolujeodtetanusatona,korisnikbiodsustavamogaozatraitiobjanjenje.
Programbimogaoopravdatiovajzakljuakpremapravilukojemugovoridaako
rezultatikrvnogtestapokazujudajepacijentpozitivannatetanus,ondaonstvarnoi
bolujeodtetanusa.Tadabikorisnikodsustavamogaozatraitidaopravdaito
pravilonatobionmogaoodgovoritikakojepozitivankrvnitestdokazbolesti.
Inenjerstvoznanja
Sveukupnostprocesaizgradnjeekspertnogsustavanazivaseinenjerstvoznanja,timese
obuhvaaskupmetodaipostupakakojeseodnosenaprikupljanje,raunalnopredstavljanjei
memoriranje,kaoiupotrebuljudskogznanjaurjeavanjusloenihproblemskihsituacija.Tajproces
ukljuujeposebnuvrstuinterakcijeizmeugraditeljaekspertnogsustava,kogazovemoinenjer
znanjaijedneilivieosobakojesuekspertiuodreenomproblemskompodrujuzakojese
ekspertnisustavizgrauje.
Inenjerznanjaodeksperata"vriekstrakciju"njihovihprocedura,strategijaipostupakaza
rjeavanjeproblemaiugraujetoznanjeuekspertnisustav.Rezultatprocesajeskupprogramakoji
rjeavajuproblemeudatompodrujunanainnakojitoradiovjekekspert.
Kaotojeprikazanonasljedeojslici,uprocesizgradnjeekspertnogsustavaukljuenisu:
ekspert,inenjerznanjaikorisnik.Ucijelomposluvanomjestozauzimaialatzaizgradnju
ekspertnogsustavaanesmijesezaboravitinisamekspertnisustav.
8
Ekspertnisustavi
Slika5
Ekspertjeosobakojajesteklareputacijuusvojempodrujuzbogstrunihsposobnosti
kvalitetnogrjeavanjaproblema.Onkoristisvojeznanje,sposobnostiivjetinesteenekrozbogato
iskustvokakobiskratioprocespronalaenjarjeenja.Znanjeekspertajenadgradnjaznanjakojese
moedobitiitanjemknjiga.Onnemoeuvijekobjasnitirazlogesvojeodluke,nezatotoihneeli
objasniti,vezatotosekrozsvojeodlukevodiintuicijom.Onistotakovjerojatnoznamnogovie
negotojesvjestan.Ekspertnisustavtrebaobuhvatitiiobjedinititesposobnosti,vjetineiiskustvo
jednogilivieeksperata.Znanjese,naravno,moeprikupljatiiizstrunihknjigaiasopisa.
Inenjerznanjajeosobakojapoznajepodrujeraunalnihznanostiiumjetneinteligencijete
znakakoseizraujuekspertnisustavi.Onkrozpitanjairazgovoresaekspertomodnjegaprikuplja
znanje,organiziraga,odluujekakoeonobitiprikazanousustavuipieprograme,samiliuzpomo
drugihprogramera.
Korisnikjeosobakojakoristiekspertnisustavkadjenjegovaizradaiuenjegotovoispreman
jezauporabu.
Osobljeukljuujesveonekojiunosepodatkeusustav(operateri,pomoniciisl.).
Alatzaizgradnjuekspertnihsustavajeprogramskijezikkojikoristiinenjerznanjai/ili
programerkakobitajsustavizradio.Podpojmomalatpodrazumjevajuseisviusluniprogramikoji
sunaraspolaganju(editori,debugeri,sredstvazaizdvajanjeznanja,grafikaidr.).Razvijenisu
specijaliziranialatizaizraduekspertnihsustava,kojisunazvani"koljke"(shells).Ovialatiserazlikuju
odkonvencionalnihprogramskihjezikapotometoosiguravajuodgovarajuenainepredstavljanja
sloenihkoncepataielemenataznanja.
PrikupljanjeznanjaUpravoprikupljanjeznanjajeuskogrlorazvojaekspertnihsustavajerjeestoveomateko
izvestiovufazu.Postojerazliitetehnikeotkrivanjaznanjaprilagoenerazliitimtipovimasustava,ali
osnovajerazgovor(strukturiraniinestrukturiraniintervju)saekspertomzatoopetpostoje
standardnipraktinipostupci.Nakonprikupljanjainformacijaodekspertaslijedianalizasakupljenog
znanjanaosnovuegaseizdvajajuvaneinjeniceistrukturekojepomauiutjeunadaljnjitijek
razvojasustava.Prikazgotovihprimjera(casestudies,retrospektivnoprouavanjeipromatrako
9
Ekspertnisustavi
uivo)kaoablonakrozkojusemoevritiprocjena,demonstracija,isl.Protokol(pojamkognitivne
psihologije)kaobiljekapostupakakojiosobailisustavinidabirjeioproblem.Otkrivanjeznanja:
Prikupljanje Interpretacija Analiza Razvojsljedeesesije
Razlikaodkonvencionalnihprograma
Dananjaraunalarjeavajuzadatkelogikomkonvencionalnihprograma.Programisesastoje
uosnoviizdvadijela: algoritam podaci
Algoritamodreujekakorijeitiodreenuvrstuproblemakoristeiniztonodefiniranih
pravila,apodacikarakterizirajuuparametreukonkretnomproblemu.
Ljudskoznanjeseneuklapauovajmodel.Sisteminabaziznanjarazlikujuseod
konvencionalnihprogramaponainuorganizacije,potomedajeunjihugraenoznanje,ponainu
izvravanjaipoefektukojistvarajukrozinterakcijudijalogom.
Moesedaklereidajeglavnarazlikaizmeukonvencionalnihprogramaiekspertnih
sustavautometoprvimanipulirajupodacimaadrugiznanjem.Ostalerazlikeprikazanesuutablici1:
KONVENCIONALNI PROGRAM predstavljaialgoritamskikoristi
podatke,ponavljajuiproces efikasnomanipuliranjevelikim
bazamapodatakaznanjeimetodekorisnikog znanjasupomjeani
EKSPERTNI SUSTAVpredstavljaiheuristikikoristi
znanje,proceszakljuivanja efikasnomanipuliranjevelikim bazamaznanja
modelrjeavanjaproblemase pojavljujekaobazaznanjaa
njomupravljaodvojenidio mehanizamzakljuivanja (interpreterpravila)
znanjejeorganiziranoubartri nivoapodaci,bazaznanjai
mehanizamzakljuivanja novoznanjesedodajebez
reprogramiranja,proirivanjem bazeznanja
znanjejeorganiziranoudva nivoapodaciiprogram usluajunovogznanja
potrebnojereprogramiranje
Tablica1
10
Ekspertnisustavi
Osimtoga,konvencionalniprogramisuprojektiranitakodasvakiputdajukonkretne
rezultate,doksuekspertnisustaviprojektiraniuglavnomdadajukorektneodgovore,aimajui
mogunostdauenagrekama.
Ukonvencionalnimprogramimasuimplementiranipotpunodefiniranialgoritmiijasannain
nalaenjarjeenjaakikadsekoristikompleksnogrananje,rekurzivnepetljeidr.Sdrugestrane,
poslovikojeobavljajustrunjaciuglavnomsutakvidaihestonijemogueopisatiualgoritamskoj
formi.Strunjacineradepovrstomplanuveiskustvomiprosuivanjemodluujukakoesedalje
rjeavatiproblem,ne"vide"kompletanpostupakrjeavanjaodmah.Ekspertnisustavisupak
zasnovaninastrunojvjetiniakumuliranojubaziznanjatakodasuustanjuponuditiinteligentan
savjetinazahtjevmoguobjasnitisvojnainrazmiljanja.
Ukonvencionalnimprogramima,moduli(potprogrami)semeusobnopozivajupofiksnom,unaprijed
definiranompostupku.Uekspertnimsustavimamodulisenepozivajuizmeusebedirektno.Moduli
komunicirajusaokruenjempodataka.Strukturadozvoljavasimultanoizvrenjenekolikomodula
(onihkojeaktiviratrenutnostanjebazepodataka).
Bazepravila
Kaotosmovespomenuli,ekspertnisustavikoristepravilakakobiispitivaliuvjete,
razmiljaliitakodonosiliodlukeozadanimproblemima.Tapravilasepohranjujuunutarsustavau
bazupravila,ukljueneubazuznanja,kojasepriradupretraujeioitavailimodificiratetako
omoguujeradsustavaidaljnjirazvoj.Sustavprouavasveuvjetepravila(IF)iodreujepodset
pravilaukojisusmjeteniuvjetizaizvravanjepravilaizsetapravila.Tajpodsetsezatimkoristiza
usporeivanjezavrijemeradaiaktivirajedanoduvjetaunjemu.Kojioduvjetajeaktiviranovisio
strategijirjeavanjaproblema.KadajeuvjetaktiviranizvravajuseoperacijeodreeneTHENklauzom
dotinoguvjeta.Oveoperacijemogupromijenitistanjememorijesustava,modificiratibazupravilaili
uinitibilotodrugotoprogramerodluiukljuitiunjih.Tajselanacuvjetaizadovoljavanjanjihovih
pravilanastavljasvedokjedanoddvauvjetanijepostignut:nemaviepravilaijeuvjetetreba
zadovoljitiilijeaktiviranopraviloijomjeoperacijomdefiniranoprekidanjeprograma.
Kojepravilojeaktiviranoprirjeavanjuzadatkaovisiostrategijirjeavanjaproblema.Odabir
strategijemoebitiodreensamimproblemomilimoebitistvarpreferencijeosobekojaizvodii
ureujesustav.Usvakomsluajuodabirstrategijejeizrazitovaanbuduionakontrolirakojeod
primjenjivihpravilaebitiaktiviranotetimeikakoesecijelisustavponaati.Postojinekoliko
razliitihstrategijaodkojihsuovdjenavednenekeodnajeih:
PrvoprimjenjivoAkosupravilapohranjenapremanekomprincipu,aktiviranjeprvog
primjenjivogomoguavakontrolurasporedapokojemsupravilaaktivirana.Ovoje
najjednostavnijastrategijaizkojepotencijalnomoenastativelikiproblem:beskonana
petljanajednomistompravilu.Ukolikosestanjememorijesustavai/ilibazepravilane
promijenitadaseniuvjetiprvogpravilaneepromijenitiionoestalnoiznovabiti
aktivirano.Kakobiserijeioovajproblemuobiajenajepraksaomoguivanjeprekidatog
pravilaisprijeavanjenjegovogponovnogaktiviranjasvedoknisupromijenjenipodaciu
memorijisustavatakodazadovoljavajuuvjetilidoksamuvjetpravilanijemodificiran.
11
Ekspertnisustavi
NasumianodabirIakonepruapredvidljivostikontrolustrategijeprvogprimjenjivog
pravila,strategijanasuminogodabiraimasvojeprednosti.Kaoprvonjenanepredvidivost
dolazikaoprednostuodreenimokolnostima(npr.uigrama).Nasuminastrategija
jednostavnoodabirejednopraviloizpodsetakojeebitiaktivirano.Drugamogunostje
primjenasustavaneizrazitelogikeukojembisvakiodsustavaimaovjerojatnosttakvudae
nekaodpravilaimatveuansudabuduaktiviranaoddrugih.
NajkonkretnijiOvastrategijajebazirananabrojuuvjetapravila,pravilosanajveim
brojemuvjetajeodabranoizpodseta.Ovojebaziranonapretpostavcidajeukolikopravilo
imanajvieuvjetaizglednokakojetopraviloodnajveevanostiirelevantnostiza
postojeepodatke.
NajduljenekoritenoSvakoodpravilaposjedujevremenskuoznakukojaoznaavavrijeme
kadajeposljednjiputkoriteno.Ovopoveavabrojpojedinanihpravilakojasuaktivirana
baremjedanput.Akosusvapravilapotrebnazapostizanjerjeenjatadajeovosavrena
strategijazatajprimjer.
NajboljepraviloKakobiovakostrategijafunkcionirala,svakompraviludodijeljenaje
teinskavrijednostkojaodreujekolikobinekopravilotrebalobitivieuzetouobzirs
obziromnaalternative.Pravilosaeljenimishodomjeodabranoovisnoosvojojteinskoj
vrijednosti.
Ulanavanje
Dvijemetodeodluivanjakadasekoristepravilazakljuivanjasu:
ulanavanjeunaprijed ulanavanjeunatrag
Ulanavanjeunaprijed(slika6) zapoinjesadostupnimpodacimaikoristi
pravilazakljuivanjakakobirazmotrilovie
podatakasvedokeljeniciljnijepostignut.
Mehanizamzakljuivanjakojikoristimetodu
ulanavanjaunaprijedpretraujepravila
zakljuivanjasvedoknenaepraviloukojem
jeIFklauzaistinita.Zatimizvravaoperacije
zadaneTHENklauzomipridodajeovu informacijusvojojbazipodataka.Sustav
nastavljaovuprocedurusvedoknepostigne
zadanicilj.Buduidadostupnipodaci odreujukojaesepravilazakljuivanja
koristiti,ovametodasetakoerzovemetoda
voenapodacima(engl.datadriven).
baza pravila odredivanje pravila koja bi mogla biti aktivirana
radna memorija
podset
aktiviranje pravilapravilo pronadeno
odabir pravila za aktivaciju
strategija rjeavanja problema
pravilo nije pronadeno izlaz ako je tako odredeno pravilom
izlaz
S Slika6
12
Ekspertnisustavi
Ulanavanjeunatrag(slika7)zapoinjesapopisomciljevaidjelujeunatragkakobise
otkrilopostojelipodacikojiomoguavajuzakljuivanjenekihodciljeva.Mehanizamzakljuivanjakoji
koristiulanavanjeunatragetraitipravilazakljuivanjasvedoknenaepravilokojeimaTHEN
klauzukojaodgovarazadanomcilju.AkojeIFklauzatogapravilaistinitaonojetadadodanonalistu
ciljeva. baza pravila
unatrano ponavljaj svako stanje aktiviranog pravila kao
cilja
cilj
pretraivanje radne memorije i ciljeva radi provjere istititosti
izvrenja ciljeva
radna memorija
poalji signal istinito
da
poklapaju li se ciljevi s memorijom?
poalji signal nije istinito
ne
za svako stanje pravila napraviti unatrano ulanavanje sa stanjem
kao ciljem
odredi sljedee mogue pravilo za aktivaciju provjerom zakljuaka i
ciljevapodset
aktiviraj pravilo
pravilo pronaeno
odabir pravila za aktivaciju
strategija rjeavanja problema
pravilo nije pronaeno
izlaz rezultati svih ponavljanja su istiniti?
jedno ili vie pravila nije uspjelo, sljedee odgovarajauje
pravilo
ciljevi su ispunjeni, izlaz, vraa istinitu vrijednost
istinito
Slika7
13
Ekspertnisustavi
Kojumetodukoristiti?
Oddvijedostupnemetodeulanavanjaunaprijediliunatrag,odabirkojuemokoristitije
odreensamimproblemom.Usporedbastanjaioperacijaubazipravilamoepomoiodreditikoja
metodaulanavanjajepreferirana.Akoprosjenopraviloimavieuvjetanegozakljuaka,tj.da
tipinahipotezailicilj(zakljuci)moedovestidojomnogoviepitanja(uvjeti),preferirase
ulanavanjeunaprijed.Akojepakobrnutasituacijaiprosjenopraviloimaviezakljuakanego
uvjetatakodasesvakanovainjenicamoeproiritiuvelikbrojnovihinjenicaioperacija,idealnabi
bilauporabaulanavanjaunatrag.
Akonijednonijedominantno,brojinjenicauradnojmemorijimoepomoipriodluci.Ako
sesve(relevantne)injeniceveznaneisvrhasustavajeodreditikamoinformacijevodetrebalobi
odabratiulanavanjeunaprijed.Akojepaksdrugestraneznanosamonekolikoilinitijednainjenica
ilioperacija,ulanavanjeunatragjeidealnorjeenjeproblema.
Primjena
Expertnisustavikonstruiranisukakosebaviliproblemimauraunovodstvu,medicini,
upravljanju,financijskimuslugama,proizvodnji,ljudskimresursimaitd.Uobiajenosuproblemska
podrujatolikokompleksnadasujednostavnijitradicionalnialgoritminedostatniupruanju
odgovarajuegrjeenja.
Dobarprimjerprimjeneekspertnihsustavaufinancijskompodrujusuekspertnisustaviza
kamate.Odjelizakreditesuzainteresiranizaekspertnesustavezakamatezbogsvevierastue
cijeneradakojerukovanjeiprihvaanjerelativnomalihkreditainemanjeisplativim.Uprimjeni
ekspertnihsustavatakoervideimogunoststandardizacijeteefikasnogbaratanjahipotekarnim
kreditima.Jojednaestaprimjenaekspertnihsustavaufinancijskompodrujujeuoblikupruanja
trgovakihpreporukauraznimtrgovinama.Ovakvetrgovineukljuujebrojnevarijableiljudske
osjeajekojebibilonemoguedeterministikiiskazatipasustoganatakvimpozicijamaprimjenjeni
ekspertnisustavitemeljeninapravilimastrunjakaisimulacijskimpodacima.Ekspertnisustaviovog
tipamoguvariratiodpruanjaregionalnihprodajnihpreporukaokofinancijskihodlukadonesenihod
stranenadlenihinstitucijailivlada.
Idoksuseekspertnisustavidokazaliupronalaskupraktineprimjenezarjeenjabaziranana
umjetnojinteligenciji,njihovaprimjenajeipakostalaograniena.Ekspertnisustavidjelujuuizrazito
uskompodrujuznanjaiukolikoimjezadanproblemkojinadilazitegranicemoguraditigrekekoje
biovjeklakoprimjetio.Istotakonakontojediomistinostivezaneuzekspertnesustavekao
primjerumjetneinteligencijepolakonestao,veinaprogramerajeshvatilakakosujednostavni
ekspertnisustaviusvojojbitisamomalorazraenijeverzijelogikeodluivanjakojusuvebilikoristili.
Stogasenekeodtehnikaekspertnihsustavamogupronaiunajkompleksnijimprogramimabezdase
dieikakvaprainaokotoga.
Primjeridobrademonstracijaogranienjaekspertnihsustavajeekspertnisustavkojivelik
brojljudikoristi:sustavzaotkrivanjegrekiinkorporiranuMicrosoftovoperativnisustavWindows.
Microsoftjeosmisliosvojekspertnisustavkakobipruaorjeenja,savjeteiprijedlogenaneke
14
Ekspertnisustavi
uobiajenepogrekekojesemogususrestitijekomkoritenjaoperativnogsustava.Samsustav
modaidjelujejednostavno,nopojedincimakojinisuuskovezaniuzrazvojoperativnogsustava,
dobivanjestrunetehnikepotporeprekotogsustavajeestozahtjevnoitekojedobitikonkretne
rezultatekojimaerijeitisvojproblem.
Uzprimjeneufinancijskimiproizvodnimpodrujima,tehnikeumjetneinteligencije,patakoi
ekspertnisustavi,nalisuiprimjenuusvevierastueminformatikompodrujuraunalnim
igrama.Ugotovosvimraunalnimigramapostojinekakavsustavumjetneinteligencijekojimse
pokuavadoaratiinteligencijaprotivnikailiraunalnogsuigraa.Tisustavisuestorazvijeniupravo
prekosamihekspertnihsustavaibazaznanjapremakojimaeseentitetiuvritualnimokruenjima
ponaatiovisnoogeometrijisamogokruenja,njihovimsvojstvimailiakcijamaigraa.
Primjer:Ekspertnisustavinteligentnogadizelskogmotora
Ekspertnisustavzadijagnostikustanjabrodskogadizelskogmotoratemeljisena
eksperimentalnimpodacimadobivenimamjerenjemrelevantnihznaajkibrodskogmotorai
kontinuiranimpraenjemnjegovarada.Bazaznanjapriizradidijagnostikogekspertnogsustavaje
datotekakvarovagdjeseunoseteorijskaipraktinaznanjastrunjaka.Osnovnizahtjevikojise
oekujuuradustroja,patakoibrodskogadizelskogmotora,jesumaksimalniradniuincis
minimalnimtrokovimaodravanja.
Uspjenostekspertnogsustavaizravnoovisiokvantitetiikvalitetiformiranihprimjerai
pravila.Poraditogajepotrebnouskladitiprikupljenepodatkesradnimznaajkamamotoraovisnoo
okolnostimakvara.Najveidiopodatakazabazuznanjadobivaseeksperimentalnimputem,mjerei
parametremotorauradnimuvjetima.Najprijeseuspostavljabazasirovihpodatakanatemeljuve
spomenutiheksperimentalnihvrijednosti,tj.laboratorijskihiservisnihpodataka,azatimse
dopunjujepodacimatijekom"eksperimentiranja"(testiranjima)uradu.Posebnimsoftverskim
postupkom,odprikupljenihpodatakaformirasebazakondenziranihpodataka,kojasadrava
statistikerezultatezakritineznaajke.
Konceptekspertnogsustavazadijagnostikukvarovaprikazanjenaslici.Nakontose
specificiraproblem,utvrujusezahtjevipotrebnidasedoedoinformacija.Podacisedobivajuiz
odgovarajuihizvoraiadekvatnoseorganizirajuubaziulaznihpodataka.Slijediizradamodela
problemasashemomprocesakojivodidorjeenja.Modelproblemazajednosbazomulaznih
podatakatvoriekspertnisustavzaanalizuinformacija.Onsluizadefiniranjedatotekeprimjera,iz
kojeseprimjenompogodnogsoftwareaizvodiprototip"sustavautemeljenognapravilima".Dabise
kompletiraoekspertnisustav,potrebanjemodulzadonoenjeodluke,kojikonzultirabazuznanjai
konstruiraoperacijskisustavbazeznanja.Dijagnostikausebisadravaodreivanjeianalizustatikihi
dinamikihznaajkaiprocjenusustava.
Promjenestanjausustavuprateseikvantitativnomjeretemeljemodgovarajuihznaajka
tehnikogsustava.Izbordijagnostikihznaajkasvakogasastavnogdijelailisustavaobnavljasena
osnovi:
15
Ekspertnisustavi prouavanjanjihovihfunkcija,nainaiuvjetarada
analizerazinenjihovafunkcioniranja
sastavljanjalogikihshemauzronoposljedinihvezaznaajkaiiniteljakojeutjeuna
radnusposobnosttehnikogsustava analizeotkazaidrugo.
ULAZNI PODACI
eksperimantalni podaci
teorijski simulacijski podaci
baza ulaznih podataka datoteka primjera strateki model
informacijskih analiza software za vezu
software za uvoenje pravila
redefinirana pravila generiranje pravila
ekspertno znanje
ULAZNI PODACI
prototip sustava utemeljenog na pravilima
poboljanja
modul za odluivanje baza znanja operacijski sustav baze
znanja
Slika8
Naslici8prikazanjeekspertnisustavinteligentnogdizelskogmotoraukojemujeprikazanopolje
POBOLJANJA.Poboljanjaseostvarujuspomoujedinicezakontrolucilindarailijedinicezakontrolu
motorapostupnimotklanjanjempojedinihvrijednostiodtrenutnih.Otvaranjeizatvaranjeispunih
ventilateubrizgavanjegorivavieseneobavljajuspomoubregasteosovineveseonielektroniki
upravljaju,patakovremenanisustrogodefinirana,vejemogueugaativremenaotvaranjai
zatvaranjaispunihventilatevremenainainubrizgavanjagorivaucilindar.Izravnimistraivanjem
tijekomradabrodskogmotora,promjenomodreenihparametaraunjihovimdoputenimgranicama
(dobiveniheksperimentalnimpodacimanaradnomstolu,teorijskimsimulacijskimpodacimai
ljudskimznanjem)moesedoidooptimalnepotronjegorivaimazivabezposljedicazaradmotora.
16
Ekspertnisustavi
Utablici2prikazjedijelabazeznanjazainteligentnimotorkojiseodnosinakontroluispunih
ventilaivremenaubrizgavanjagoriva.Uztoprikazanjesamomalidiodijagnostikogekspertnog
sustava,kojidjelujesasustavominteligentnogmotora. pravilo br. 30103
30104 30105 30106 30107 30108 30109 30418 AKO brojokretajaprevelik
tlakkompresijeu cilindrunizak tlakokompresijeu cilindrunizak
max.tlakizgaranjau cilindrunizak max.tlakizgaranjau cilindrunizak
max.tlakizgaranjau cilindrunizak max.tlakizgaranjau cilindrunizak
temperaturaispunog plinasepovisuje TEST AKCIJA
smanjenooptereenje smanjisedobavagorivaucilindar napropeleru
provjerastanjastapnih zamijenesestapniprstenovi prstenova
provjerazranosti ispuniseventildemontiraiubrusi ventila
provjeravisokotlane otklonisekvarilizamijene pumpegoriva
komponentepumpe provjeraubrizgaa ubrizgasedemontira,rastavi,oistii
goriva testiraapopotrebiseugradinovi smanjenadobava
poveasedobavagorivaucilindar gorivaucilindar zakanjeloubrizgavanje
ubrizgavanjegorivaucilindarpone gorivaucilindar prije poveabadobava
smanjisedobavagorivaucilindar gorivaucilindar Tablica2
Koristeiseraunalomonline
povezujusesveradnjeuvezisodravanjembroda
(preventivnoodravanje,odravanjenakonkvara,rezervnidijelovi...)pasetimepostiebolja
organiziranost,tojepreduvjetzasigurnijuplovidbu.Satelitskomvezombrodarusvakomtrenutku
(upodrujupokrivenostitelekomunikacijskomvezom)moedobitipodatkeostanjuporivnogmotora.
Takoseomoguujeekspertunakopnuuvidukvar,akokvarzahtijevanjegovuintervenciju.
Primjenomelektronikogureajakojipreuzimafunkcijubregasteosovinemotora,otvaraju
senovemogunostizadaljnjirazvojiispitivanjebrodskogaporivnogsustava.Centralizacijom
informacijapojedinihsustavaipodsustavamoeseostvaritiivezaonihelemenatakojinisuprijebile
vezanesustavomautomatizacije(npr.vezasustavarashladnemorskevodesvisokotemperaturnimi
niskotemperaturnimsustavomslatkevode,pazatimtihsustavasasustavimauputnogzraka,uljaza
podmazivanje,).Ovimbiseomoguilotonijezakljuivanjeekspertnograunalnogsustavaokakvu
sekvaruradi,teeventualnaredukcijaalarma
17
Ekspertnisustavi
Zakljuak
Pojamumjetneinteligencijekojismodoprijepardesetljeamoglisusretatisamou
znanstvenofantastikimfilmovimasadajepostaodiosvakodnevniceiposvenormalnapojava.Od
svojihpoetakanaslabanimraunalimapredkrajdvadesetogstoljea,ekspertnisustavisurazvojem
informatikeindustrijedobiliznatanporastmogunostiisveveibrojprimjenaurjeavanju
problemaumnogimsvakodnevnimsituacijama.Unekimpodrujimataprimjenajeostvarenana
veomavisokojrazini,olakavajuiradljudima,omoguavajuipohranuznanjatvrtki,prijenostoga
znanjananovezaposleniketevelikupomokrozsavjeteipredvianjaodatimproblemima,nozatou
nekimdrugimpodrujimasusepokazalineuspjeniminisuispunilioekivanjakojasunanjih
postavljena.Alirazvojidedalje,uzkombinacijuekspertnihsustavaiostalihoblikaumjetne
inteligencijeuoblikuhibridnihsustavapoveavajuseinjihovemogunostiaekspertnisustavisve
viepostajukorisnialatikojiusvojimkonkretnimpodrujimaprimjenenajedanilidruginain
izvravajusvojuprimarnuulogupomaganjeljudima.
18
Ekspertnisustavi
Literatura
AlempijeVeljovi:Menadmentinformacionisistemi(Kompjuterbiblioteka,Beograd)
MilenkoObad:CAD/CAMtehnologije(http://www2.fsr.ba/nastava/icad/ICADCBR.pdf)
ZoranPopovi:PrimenaVIEkspertnisustavi(http://users.hemo.net/shoom/es.pdf)
GiarratanoRiley:Expertsystemsprinciplesandprogramming(Brooks/ColePublishing
Co.,PacificGrove,CA,USA) http://en.wikipedia.org/wiki/Expert_system
http://aidepot.com/Tutorial/RuleBasedMethods.html
http://hrcak.srce.hr/file/12790
19
