Sistemi Esperti

Una delle aree di maggior sviluppo dell’ intelligenza artificiale è lo studio e la progettazione di Sistemi Esperti (S.E.) . Sono programmi di calcolatore che hanno l’obiettivo di fornire consigli utili per risolvere i problemi, basandosi sulla conoscenza di un "esperto”, che abbia notevole esperienza in un ambito ben definito, e sia quindi in grado di dare risposte corrette. I S.E. combinano regole e fatti per avere conclusioni attraverso un processo che si basa su teorie di deduzione logica sviluppate da matematici e filosofi, poi adattate ad una vasta gamma di teorie. Ciò è ottenuto simulando il processo di ragionamento umano mediante l’applicazione di conoscenze e di inferenze specifiche.

I S.E. vengono utilizzati in svariati contesti applicativi per l’ esecuzione di compiti anche molto complessi che erano, fino a poco tempo fa, dominio esclusivo di esperti umani altamente specializzati. In altri termini un sistema esperto è un vero e proprio assistente; una guida che accompagna l’utente, attraverso l’utilizzo di semplici proposizioni logiche (alberi di decisione, tabelle di verità e domande ad esclusione), ad una scelta ponderata. In questo modo l’utente, pur non possedendo tutte le nozioni della materia in questione, potrà giungere in maniera "indipendente" alla risoluzione del proprio problema.

Schema di utilizzo di un S.E.:

CARATTERISTICHE DEI S.E.

· Simulano il processo di ragionamento umano mediante l’applicazione di regole dedotte dal comportamento di esperti reali.

· Sono sistemi deduttivi, infatti non hanno capacità di apprendere e la loro capacità non aumenta col numero degli utilizzi implementati dall’utente;

· Devono essere in grado di spiegare il proprio comportamento e giustificare le proprie azioni esibendo delle spiegazioni sulle conclusioni raggiunte

Affinché la realizzazione di un S.E. risulti fattibile ed utile devono sussistere alcune condizioni:

· La classe di problemi da risolvere deve essere non banale e non facilmente affrontabile con metodi informatici tradizionali;

· I problemi devono essere risolubili sulla base di conoscenze di tipo specialistico, evitando ricorso al “buon senso”;

· Devono esistere esperti umani capaci di risolvere il problema e quindi in possesso delle conoscenze necessarie.

COMPONENTI DI UN S.E.

Per la costruzione di un S.E. occorrono:

Dove:

· Utente finale: colui che si servirà del sistema come supporto per risolvere problemi;

· Esperto: detentore delle conoscenza “euristica”, ossia il sapere che deriva dalla pratica consuetudinaria;

· Ingegnere della conoscenza: colui che osservando l’esperto al lavoro traduce il sapere in regole;

· Base delle conoscenze: insieme delle regole dedotte;

· Motore inferenziale: criterio logico di attivazione delle regole. E’ la parte del sistema che lavora sulla conoscenza, al fine di raggiungere le conclusioni; esso porta avanti ragionamenti, seleziona le parti della conoscenza utili in un determinato momento, chiede l’interazione con l’utente.

La varietà degli argomenti che possono essere trattati dai S.E. fa sì che al loro interno ci siano due grandi branche:

Quelli classici , basati sulla logica certa detta anche "deterministica";

Quelli in cui interviene il trattamento dell’ incertezza dei dati di input: per esempio la logica Fuzzy e le reti Bayesiane.

I primi prevedono domande a risposte autoescludentesi arrivando così a soluzioni certe, in quanto un evento si verifica con certezza unitaria o nulla; i secondi invece, utilizzando i dati in ingresso con un campo di certezza che investe tutti i valori inclusi tra l’unità e lo zero, associano ad ogni risposta un grado di incertezza fornendo alla fine uno spettro di soluzioni affiancate dalla propria probabilità di accadimento.

I S.E. deterministici del primo tipo, per come sono costruiti, presentano, rispetto agli altri, due vantaggi e uno svantaggio:

Vantaggi

· Consegnano all’utente una soluzione unica che soddisfa tutte le richieste;

· Evitano a chi lo costruisce di attribuire diversi pesi a domande e risposte.

Svantaggio

· Non sanno affrontare l’eventuale incertezza dell’utente nel dare le risposte, negandogli la possibilità di darne più di una.