1. el 2012
SISTEMAS EXPERTOS
SI SE PUEDE IMAGINAR… SE PUEDE
PROGRAMAR
TIPOS DE SISTEMAS EXPERTOS
ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS
EXPERTOS
VENTAJAS Y LIMITACIONES
TAREAS DE UN SISTEMA EXPERTO
EDITORAS: MIDORY CHULIM, LOURDES GALVAN, ITZEL VAZQUEZ
16/11/2012

2. INDICE
I. Carta del editor…………………………………………………… 3
II. Que son los sistemas expertos…………………………….. 4
III. Tipos de sistemas expertos………………………………….. 7
IV. Estructura de los sistemas expertos……………………..10
V. Ventajas y Limitaciones de…………………………………….12
Los sistemas expertos
VI. Tareas de un sistema experto………………………………..13
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3. CARTA DEL EDITOR
ESTIMADO LECTOR:
E n este artículo es importante destacar que, el tema a desarrollar ha
de tratarse sobre Sistemas Expertos (SE) para demostrar una amplia y
precisa descripción de estos sistemas, los cuales también son conocidos
como Sistemas Basados en Conocimiento. Es bueno mirar hacia
adelante y pensar en el futuro de nuestra tecnología aunque, también
es bueno detenerse y mirar hacia atrás para apreciar cuanto se ha
avanzado.
Trataremos sobre temas de interés para el lector acerca de los ya
mencionados “SISTEMAS EXPERTOS”. Es necesario conocer las
definiciones y características de dichos sistemas, conocer y aplicar
adecuadamente los usos que estos ofrecen al público en general, sus
ventajas y limitaciones, la forma estructurada en la que están creados,
las tareas que son capaces de realizar ya que, conllevan ciertas
características: monitorización, planificación, control, simulaciones,
instrucciones y cómo es posible recuperar informaciones que en algún
determinado descuido, pudieran perderse o formatearse.
Itzel Donaji Vázquez Tuz
Editora en Jefe
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4. ¿QUE SON LOS SISTEMAS EXPERTOS ?
S una aplicación informática (hechos sobre objetos, situaciones)
E capaz de solucionar un conjunto
de problemas que exigen un gran
y el conocimiento de
(información sobre el seguimiento
control
conocimiento sobre un determinado de una acción).
tema. Un sistema experto es un
Para que un sistema experto sea
conjunto de
herramienta efectiva,
programas que,
los usuarios deben
sobre una base
interactuar de una
de
forma fácil,
conocimientos,
reuniendo dos
posee
capacidades para
información de
poder cumplirlo:
uno o más
expertos en un Explicar sus
área razonamientos o
específica. Se base del
puede entender conocimiento: los
como una rama sistemas expertos se
de la inteligencia deben realizar
artificial, donde el siguiendo ciertas
poder de resolución de un problema reglas o pasos comprensibles de
en un programa de computadora manera que se pueda generar la
viene del conocimiento de un explicación para cada una de estas
dominio específico. Estos sistemas reglas, que a la vez se basan en
imitan las actividades de un humano hechos.
para resolver problemas de distinta
Adquisición de nuevos
índole (no necesariamente tiene que
conocimientos o integrador del
ser de inteligencia artificial).
sistema: son mecanismos de
También se dice que un SE se basa
razonamiento que sirven para
en el conocimiento declarativo
modificar los conocimientos
4

5. anteriores. Sobre la base de lo ventajas que cada una de estas
anterior se puede decir que los ofrece para poder tener empresas
sistemas más seguras.
expertos son el Un ejemplo de
producto de estas técnicas
investigaciones sería los
en el campo de agentes que
la inteligencia tienen la
artificial ya que capacidad de
ésta no intenta negociar y
sustituir a los navegar a
expertos través de
humanos, sino recursos en
que se desea línea; y es por
ayudarlos a eso que en la
realizar con más actualidad
rapidez y juega un papel
eficacia todas las tareas que realiza. preponderante en los sistemas
Debido a esto en la actualidad se expertos.
están mezclando diferentes técnicas
o aplicaciones aprovechando las
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6. 6

7. TIPOS DE SISTEMAS EXPERTOS
P rincipalmente existen tres tipos
de sistemas expertos:
es el proceso de solucionar nuevos
problemas basándose en las
soluciones de problemas anteriores.
Basados en reglas
Un mecánico de automóviles que
previamente establecidas.
repara un motor porque recordó que
otro auto presentaba los mismos
Trabajan mediante la aplicación de
síntomas está usando razonamiento
reglas, comparación de resultados y
basado en casos. Un abogado que
aplicación de las nuevas reglas
apela a precedentes legales para
basadas en situación modificada.
defender alguna causa está usando
También pueden trabajar por
razonamiento basado en casos.
inferencia lógica dirigida, bien
También un ingeniero cuando copia
empezando con una evidencia
elementos de la naturaleza, está
inicial en una determinada situación
tratando a esta como una “base de
y dirigiéndose hacia la obtención de
datos de soluciones”. El
una solución, o bien
Razonamiento basado en casos es
con hipótesis sobre las posibles
una manera de razonar haciendo
soluciones y volviendo hacia atrás
analogías. Se ha argumentado que
para encontrar una evidencia
el razonamiento basado en casos
existente (o una deducción de una
no sólo es un método poderoso
evidencia existente) que apoye una
para el razonamiento de
hipótesis en particular.
computadoras, sino que es usado
Este sistema ilustra la solución
por las personas para solucionar
común de resolver problemas en
problemas cotidianos. Más
Inteligencia Artificial (IA)
radicalmente se ha sostenido que
de generación y prueba.
todo razonamiento es basado en
casos porque está basado en la
Basados en casos o CBR experiencia previa
(Case Based Reasoning).
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8. Basados en redes el Teorema de Bayes, las redes
bayesianas. bayesianas son una herramienta
extremadamente útil en la
Es un modelo probabilístico
estimación de probabilidades ante
Multivariado que relaciona nuevas evidencias1 .
un conjunto de variables
Una red bayesiana es un tipo de red
aleatorias mediante un grafo dirigido
causal. Un híbrido de red bayesiana
que indica explícitamente influencia
y Teoría de la Utilidad es un
causal. Gracias a su motor de
diagrama de influencia
actualización de probabilidades,
.
RED BAYESIANA
RED BASADA EN
CASOS
8

9. 9

10. ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS EXPERTOS
U n Sistema Experto está
conformado por:
sobre el conocimiento en la base de
conocimiento. Este tipo de bases de
conocimiento son utilizadas por
Base de conocimientos (BC): la Web semántica
Contiene conocimiento modelado
Bases de conocimiento leíbles por
extraído del diálogo con un experto.
Humanos están diseñadas para
Provee los medios para la
permitir a las personas acceder al
recolección, organización
conocimiento que ellas contienen,
y recuperación computarizada
principalmente para propósitos de
de conocimiento. Las bases de
aprendizaje. Estas son
conocimiento se han clasificado en
comúnmente usadas para obtener y
dos grandes tipos:
manejar conocimiento explicito de
Bases de conocimiento leíbles por las organizaciones, incluyen
máquinas, diseñadas para artículos, White papers, manuales
almacenar conocimiento en una de usuario y otros. El principal
forma legible por el computador, beneficio que proveen las bases de
usualmente con el fin de obtener conocimiento es proporcionar
razonamiento deductivo automático medios de descubrir soluciones
aplicado a ellas. Contienen una
serie de datos, usualmente en la
forma de reglas que describen el
conocimiento de manera
lógicamente consistente.
Operadores lógicos
como Y(conjunción), O (disyunción)
, condición lógica y negación son
utilizada para aumentarla desde el
conocimiento atómico. En
consecuencia la deducción clásica
puede ser utilizada para razonar
10

11. aproblemas ya resueltos, los cuales  Motor de inferencia: Modela el
podrían ser aplicados como base a proceso de razonamiento humano.
otros problemas dentro o fuera del  Módulos de justificación: Explica el
mismo área de conocimiento. razonamiento utilizado por el
sistema para llegar a una
 Base de hechos (Memoria de
determinada conclusión.
trabajo): contiene los hechos sobre
 Interfaz de usuario: es la interacción
un problema que se ha descubierto
entre el SE y el usuario, y se realiza
durante el análisis.
mediante el lenguaje natural.
11

12. VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS SISTEMAS EXPERTOS
1. Ventajas
Apoyo Académico.
P Ermanencia: A diferencia de un
experto humano un SE (sistema
experto) no
2. Limitaciones
Sentido
envejece, y
común: Para un
por tanto no
Sistema Experto
sufre pérdida
no hay nada
de
obvio. Por
facultades
ejemplo, un
con el paso
sistema experto
del tiempo.
sobre medicina
podría admitir que
Replicaci
un hombre lleva
ón: Una
40 meses
vez
embarazado, a no
programado un SE lo
ser que se especifique que
podemos replicar infinidad de
esto no es posible ya que un
veces.
hombre no puede gestar
hijos.
Rapidez: Un SE puede
obtener información de
Lenguaje natural: Con un
una base de datos y realizar
experto humano podemos
cálculos numéricos mucho
mantener una conversación
más rápido que cualquier ser
informal mientras que con un
humano.
SE no podemos.
Bajo costo: A pesar de que el
Capacidad de aprendizaje:
costo inicial pueda ser
Cualquier persona aprende
elevado, gracias a la
con relativa facilidad de sus
capacidad de duplicación el
errores y de errores ajenos,
coste finalmente es bajo.
que un SE haga esto es muy
complicado.
Entornos peligrosos: Un SE
puede trabajar en entornos
Perspectiva global: Un
peligrosos o dañinos para el
experto humano es capaz de
ser humano.
distinguir cuales son las
cuestiones relevantes de un
Fiabilidad: Los SE no se ven
problema y separarlas de
afectados por condiciones
cuestiones secundarias.
externas, un humano sí
(cansancio, presión, etc.).
Capacidad sensorial: Un SE
carece de sentidos.
Consolidar varios
conocimientos.
Flexibilidad: Un humano es
sumamente flexible a la hora
12

13. de aceptar datos para la capaz de manejar
resolución de un problema. conocimiento poco
estructurado.
Conocimiento no
estructurado: Un SE no es
TAREAS DE UN SISTEMA EXPERTO
Monitorización
L a monitorización es un caso
particular de la interpretación, y
consiste en la comparación continua
de los valores de las señales o
El diseño en ingeniería es el
uso de principios científicos,
información técnica e
imaginación en la definición
de una estructura mecánica,
datos de entrada y unos valores que máquina o sistema que
actúan como criterios de normalidad ejecute funciones específicas
o estándares. En el campo del con el máximo de economía
mantenimiento predictivo los y eficiencia.
Sistemas Expertos se utilizan
fundamentalmente como El diseño industrial busca
herramientas de diagnóstico. Se rectificar las
trata de que el omisiones de la
programa pueda ingeniería, es un
determinar en cada intento consciente de
momento el estado traer forma y orden
de funcionamiento visual a la ingeniería
de sistemas de hardware donde la
complejos, tecnología no provee
anticipándose a los estas características.
posibles incidentes
que pudieran Los SE en diseño ven
acontecer. Así, este proceso como un
usando un modelo problema de
computacional del búsqueda de una
razonamiento de solución óptima o
un experto adecuada. Las
humano, proporciona los mismos soluciones alternas
resultados que alcanzaría dicho pueden ser conocidas de antemano
experto. o se pueden generar
automáticamente probándose
Diseño distintos diseños para verificar
Diseño es el proceso de especificar cuáles de ellos cumplen los
una descripción de un artefacto que requerimientos solicitados por el
satisface varias características usuario, ésta técnica es llamada
desde un número de fuentes de “generación y prueba”, por lo tanto
conocimiento. estos SE son llamados de
selección. En áreas de aplicación, la
El diseño se concibe de distintas prueba se termina cuando se
formas: encuentra la primera solución; sin
embargo, existen problemas más
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14. complejos en los que el objetivo es deben manejar y el gran número de
encontrar la solución óptima. factores que deben considerar; esta
complejidad creciente es otra de las
Planificación
razones que apuntan al uso del
La planificación es la realización de conocimiento, y por tanto de los SE.
planes o secuencias de acciones y
es un caso particular de la Cabe aclarar que los sistemas de
simulación. Está compuesto por un control pueden ser en lazo abierto,
simulador y un sistema de control. si en el mismo la realimentación o el
El efecto finales la ordenación de un paso de un proceso a otro lo realiza
conjunto de acciones con el fin de el operador, o en lazo cerrado si no
conseguir un objetivo global. tiene que intervenir el operador en
ninguna parte del mismo.
Los problemas que presentan la Reparación, correcta o terapia.
planificación mediante SE son los
siguientes: La reparación, corrección, terapia o
tratamiento consiste en la
 Existen consecuencias no proposición de las acciones
previsibles, de forma que hay correctoras necesarias para la
que explorar y explicar varios resolución de un problema. Los SE
planes. en reparación tienen que cumplir
diversos objetivos, como son:
 Existen muchas consideraciones
Reparación lo más rápida y
que deben ser valoradas o
económicamente posible. Orden de
incluirles un factor de peso.
las reparaciones cuando hay que
 Suelen existir interacciones
realizar varias. Evitar los efectos
entre planes de subobjetivos
secundarios de la reparación, es
diversos, por lo que
decir la aparición de
deben elegirse
nuevas averías por la
soluciones de
reparación.
compromiso.
 Trabajo frecuente Simulación
con incertidumbre, La simulación es una
pues la mayoría de técnica que consistente
los datos con los en crear modelos
que se trabaja son basados en hechos,
más o menos observaciones e
probables pero no interpretaciones sobre la
seguros. computadora, a fin de
 Es necesario hacer uso de estudiar el comportamiento de los
fuentes diversas tales como mismos mediante la observación de
bases de datos. las salidas para un conjunto de
Control entradas. Las técnicas tradicionales
Un sistema de control participa en la de simulación requieren modelos
realización de las tareas de matemáticos y lógicos, que
interpretación, diagnóstico y describen el comportamiento del
reparación de forma secuencial. sistema bajo estudio.
Con ello se consigue conducir o El empleo de los SE para la
guiar un proceso o sistema. Los simulación viene motivado por la
sistemas de control son complejos principal característica de los SE,
debido al número de funciones que que es su capacidad para la
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15. simulación del razonamiento de un errores ya sea de una persona con
experto humano, que es un proceso conocimientos e identifica el
complejo. remedio adecuado, es decir,
desarrolla un plan deenseñanza que
En la aplicación de los SE para
facilita el proceso de aprendizaje y
simulación hay que diferenciar cinco
la corrección de errores.
configuraciones posibles:
Recuperación de información
1. Un SE puede disponer de un Los Sistemas Expertos, con su
simulador con el fin de capacidad para combinar
comprobar las soluciones y información y reglas de actuación,
en su caso rectificar el han sido vistos como una de las
proceso posibles
que sigue. soluciones al
2. Un sistema tratamiento y
de recuperación de
simulación información, no
puede sólo
contener documental. La
como parte década de 1980
del mismo fue prolija en
a un SE y investigación y
por lo tanto publicaciones
el SE no sobre
tiene que experimentos
ser necesariamente de de este orden, interés que continua
simulación. en la actualidad.
3. Un SE puede controlar un
proceso de simulación, es Lo que diferencia a estos sistemas
decir que el modelo está en de un sistema tradicional de
la base de conocimiento del recuperación de información es que
SE y su evolución es función éstos últimos sólo son capaces de
de la base de hechos, la recuperar lo que existe
base de conocimientos y el explícitamente, mientras que un
motor de inferencia, y no de Sistema Experto debe ser capaz de
un conjunto de ecuaciones generar información no explícita,
aritmético – lógicas. razonando con los elementos que
se le dan. Pero la capacidad de los
4. Un SE puede utilizarse como
SE en el ámbito de la recuperación
consejero del usuario y del
de la información no se limita a la
sistema de simulación.
recuperación. Pueden utilizarse
5. Un SE puede utilizarse como para ayudar al usuario, en selección
máscara o sistema frontal de de recursos de información, en
un simulador con el fin de filtrado de respuestas, etc. Un SE
que el usuario reciba puede actuar como un intermediario
explicación y justificación de inteligente que guía y apoya el
los procesos. trabajo del usuario final.
Instrucción
Un sistema de instrucción realizara
un seguimiento del proceso de
aprendizaje. El sistema detecta
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