Fundamentos de Sistemas Expertos

1. Fundamento de
Sistemas Expertos

2. Tópicos
●Definición
●Características
●¿Cuándo usar y no usar un SBC?
●Aplicaciones
●Ventajas y desventajas

3. ●Es un programa de
computación Inteligente
que usa el conocimiento y
los procedimiento de
inferencia para resolver
problemas que son
suficientemente difíciles
como para requerir
significada experiencia
humana para su solución. Edward Feigenbaum (1982)

4. ●Los programas de IA que consiguen una
capacidad a nivel de experto en la resolución de
problemas mediante la reproducción de un cuerpo
de conocimiento se denominan sistemas basados
en conocimiento, o sistemas expertos.
Feigenbaum, McCorduck y Nii (1988)
●Los sistemas basados en conocimiento denotan
los programas que razonan utilizando grandes
bases de conocimiento. Nils J. Nilsson(2000)

5. ●Los sistemas expertos son
una rama de la IA que hace
un amplio uso del
conocimiento especializado
para resolver problemas
como un especialista
humano (persona que tiene
experiencia desarrollada en
cierta área).
Giarratano – Riley (2001)

6. ●Alto desempeño. El sistema debe tener la capacidad de
responder a un nivel de competencia igual o superior al
de un especialista en el campo. Esto significa que la
calidad del consejo dado por el sistema debe ser muy
alta.
●Comprensible. El sistema debe ser capaz de explicar los
pasos de su razonamiento. Este rasgo es importante
porque: proporciona una revisión del razonamiento y
permite asegurar en la fase de desarrollo de que el
sistema ha adquirido el conocimiento y lo está usando de
manera correcta.

7. ●Flexibilidad. Debido a la gran cantidad de conocimiento
que puede albergar un SE es importante contar con un
mecanismo eficiente para añadir, modificar y eliminar el
conocimiento.
●Tiempo de respuesta adecuado. El sistema debe actuar
en un tiempo razonable, comparable o mejor al tiempo
requerido por un especialista para alcanzar una decisión.
●Confiabilidad. El sistema experto debe ser confiable y no
propenso a fallos.

8. ¿ Cuando usar un SE ?
●EL problema puede ser resuelto usando conocimiento
y/o experiencia
●El conocimiento debe ser claro, preciso y bien definido.
●El conocimiento debe ser colocado en forma explícita
(conocimiento tácito).
●El conocimiento debe proporcionar soluciones
satisfactoria.

9. ¿ Cuando NO usar un SE ?
●Problemas de optimización.
●Cantidad de conocimiento inconmensurable
●Problemas basados en búsqueda (juegos inteligentes)
●Problemas basados en conocimiento no explícito.

10. Recordar:
●Se trata de apoyar al experto humano
(quien toma decisión)
●Se trata de criticar las decisiones del
experto humano.
●Se trata de suplantar al experto humano

11. Industria:
●Identificación de materiales
●Sistemas de detección de fallas
●Sistemas de clasificación
●Monitoreo y administración de la producción
●Control de sistemas críticos

12. Servicio:
●Diagnóstico de enfermedades
●Segmentación
●Tutor inteligente
●Software Educativo
●Auditoria
●Control estratégico
●Alineamiento de presupuestos

13. Desventaja
●No tiene capacidad de aprender.
●No tiene capacidad de generalizar conocimiento.
●No tiene capacidad de hacer analogías.
5. Ventajas y Desventajas

14. Ventajas
●Peligro reducido. Los sistemas expertos pueden usarse
en ambientes que podrían ser peligrosos para un ser
humano.
●Experiencia Permanente. La experiencia es permanente
y no depende de causas externas.
●Experiencia múltiple. El conocimiento de varios
especialistas puede estar disponible de manera
simultánea.
●Mayor confiabilidad. Al proporcionar una segunda opinión
los sistemas expertos incrementan la confianza en que
un especialista ha tomado la decisión correcta.
5. Ventajas y Desventajas

15. Ventajas
●El conocimiento que tiene es fácil de actualizar.
●Es capaz de utilizar grandes cantidades de conocimiento.
●Son fáciles de duplicar.
●Son consistentes.
●Son documentables.
●Explicación. El sistema experto puede explicar de forma
clara y detalladamente el razonamiento que conduce a
una conclusión aumentando la confianza.
●Respuesta rápida. Respuesta en tiempo real.
5. Ventajas y Desventajas

16. Ventajas
●Respuestas sólidas, completas y sin emociones. El
sistema experto siempre funciona a plena capacidad sin
tener presión ni fatiga.
●Inteligente. El sistema experto puede actuar como un
tutor inteligente, dejando que el estudiante ejecute
programas de ejemplo y explicando el razonamiento del
sistema.
●Base de datos inteligente. Los sistemas expertos pueden
usarse para tener acceso a una base de datos en forma
inteligente.
5. Ventajas y Desventajas

17. Arquitectura

18. Tópicos
●La Arquitectura y Funcionamiento
●La Base de Conocimiento.
●La Base de Hechos.
●El Motor de Inferencia.
●El Módulo de Adquisición del
Conocimiento.
●El Módulo de Explicación
●La Interface Usuario.

19. Módulo de
Adquisición
de
Conocimient
o
Módulo de
Explicación
Motor de
Inferencia
Interfase
Usuario
Adquisición de
Conocimiento
Representación del
Conocimiento
Tratamiento del
Conocimiento
Utilización del
Conocimiento
Base de
Hechos
Base de
Conocimiento

20. Los componentes principales de todo sistema experto son:
●La Base de Conocimiento. Es un repositorio en donde se almacena el
conocimiento y la experiencia asociada al problema a resolver.
●La Base de Hechos. Es un repositorio temporal en donde se almacenan los
hechos del problema a resolver.
●El Motor de Inferencia. Es el programa que tiene por objetivo resolver el
problema, esto adquirido los hechos, usa la base conocimiento y algún
mecanismo de inferencia, y con ello obtiene la solución al problema.
Las componente importantes pero no indispensables de un sistema expertos
son:
●El módulo de Interface de Usuario. A través del cual el usuario interactúa con
el sistema
●El módulo de Adquisición de Conocimiento. A través del cual el responsable
del conocimiento actualiza el conocimiento de la Base de Conocimiento.
●El módulo de Explicación. Este módulo tiene por finalidad explicar el
raciocinio del sistema en la obtención de la solución al problema.
Arquitectura de los Sistemas Expertos1.
Arquitectura y Funcionamiento

21. ●El usuario (quien usa el sistema), interactúa con el sistema
experto a través del módulo de interfase de usuario. Esto se
consigue a través del motor de inferencia, quien a su vez
interactúa con la Base de Conocimiento y la Base de
Hechos.
●El usuario también puede solicitar información sobre como
el sistema obtuvo sus conclusiones, esto se consigue
gracias al módulo de explicación.
●La adquisición y actualización del conocimiento del sistema,
lo realiza el responsable del conocimiento (que puede ser
un experto o un usuario designado por la organización).
Arquitectura de los Sistemas Expertos
Arquitectura y Funcionamiento

22. ●La Base de Conocimientos de un Sistema Experto
contiene el conocimiento y o experiencia de los expertos
en un dominio o área del saber determinado.
●La base de conocimientos es independiente del
mecanismo de inferencia que se utiliza para resolver los
problemas. De esta forma, cuando los conocimientos
almacenados se han quedado obsoletos, o cuando se
dispone de nuevos conocimientos, es relativamente fácil
añadir nuevas reglas y eliminar las antiguas sin necesidad
de modificar el motor de inferencia.
Arquitectura de los Sistemas Expertos
La Base de Conocimiento

23. La Base de Conocimiento está constituido de:
●Objetos y sus relaciones
●Situaciones particulares (meta – conocimiento,
meta-reglas)
●Estrategias de resolución y sus condiciones
(en algunos casos)
Arquitectura de los Sistemas Expertos
La Base de Conocimiento

24. ●La base de hechos o base de datos es una
memoria auxiliar que se utiliza para almacenar
los datos asociado al problema que se desea
resolver.
●Al memorizar todos los resultados intermedios,
conserva el vestigio de los razonamientos
efectuados; por lo tanto, se puede utilizar
explicar las deducciones y el comportamiento
del sistema.
Arquitectura de los Sistemas Expertos
La Base de Hechos

25. ●La base de hechos es temporal, salvo
necesidades del usuario, y depende
exclusivamente de la situación estudiada.
Arquitectura de los Sistemas Expertos
La Base de Hechos

26. ●El motor de inferencia (o mecanismo de inferencia) es
la componente principal del SE cuya misión es obtener
conclusiones mediante la aplicación del conocimiento
abstracto (metodología de inferencias) sobre al
conocimiento concreto (base de conocimiento) y los
datos (base de hechos).
●La metodología de inferencia puede ser:
oEncadenamiento hacia delante (forward chaining,
progresivo o deductivo)
oEncadenamiento hacia atrás (backward chaining,
regresivo o inductivo)
Arquitectura de los Sistemas Expertos
El Motor de Inferencia

27. ●Si el motor de inferencia no puede obtener
conclusión, el sistema podrá solicitar a través del
modulo de adquisición de conocimiento más
conocimiento o través del módulo de interfase
con el usuario más hechos, a fin de obtener
alguna conclusión válida.
Arquitectura de los Sistemas Expertos
El Motor de Inferencia

28. ●Es un subsistema que ayuda a la estructuración e
implementación del conocimiento en la Base de
Conocimiento. Este módulo permite que se puedan
añadir, eliminar o modificar elementos de conocimiento
en el sistema experto.
●El proceso de construir la Base de Conocimiento
(transferir conocimiento del experto para el SE) es
conocido como cognimática; las personas que realizan
este proceso son llamados de cognimáticos o ingenieros
Arquitectura de los Sistemas Expertos5. El
Módulo de Adquisición de Conocimiento

29. Algunas Consideraciones:
1. El conocimiento se debe introducirse de la forma
más sencilla posible.
2. Posibilidades de representación clara de todas
las informaciones contenidas en una base de
conocimientos.
3. Comprobación automática de la sintaxis.
4. Posibilidad constante de acceso al lenguaje de
programación.
Arquitectura de los Sistemas Expertos
El Módulo de Adquisición de Conocimiento

30. ●Está diseñado para aclarar al usuario la línea de
razonamiento seguida en el proceso de inferencia.
●Si el usuario pregunta al sistema cómo ha alcanzado una
conclusión, éste le presentará la secuencia completa de
reglas usada. Esta posibilidad de explicación es
especialmente valiosa cuando se tiene la necesidad de
tomar decisiones importantes amparándose en el consejo
del sistema experto.
●El subsistema de explicación también puede usarse para
depurar el sistema experto durante su desarrollo.
Arquitectura de los Sistemas Expertos6. El
Módulo de Explicación

31. ●También denominado de sistema de consulta, es la
componente que gobierna el dialogo entre el usuario y
el sistema. Su objetivo es permitir un dialogo casi–
natural con la máquina.
●El interfaz de usuario permite que el usuario pueda:
describir el problema al sistema experto, interpretar sus
preguntas, los comandos y la información ofrecida.
●Esta componente posibilita que la respuesta
proporcionada por el sistema sea inteligible para el
interesado.
Arquitectura de los Sistemas Expertos
La Interface de Usuario

32. Requisitos o Características de la interfaz
●El aprendizaje del manejo debe ser rápido.
●Debe evitarse en lo posible la entrada de datos
errónea.
●Los resultados deben presentarse en una forma
clara para el usuario.
●Las preguntas y explicaciones deben ser
comprensibles.
Arquitectura de los Sistemas Expertos
La Interface de Usuario