Este documento describe los sistemas expertos, incluyendo su definición, estructura y tipos. Los sistemas expertos son aplicaciones informáticas capaces de resolver problemas complejos basados en el conocimiento de uno o más expertos humanos. Están compuestos de una base de conocimientos que almacena el conocimiento del dominio extraído de expertos humanos, y un motor de inferencia que aplica reglas lógicas a la base de conocimientos para resolver problemas. Existen tres tipos principales de sistemas expertos: basados en reglas, basados en casos, y

1. el
2012
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
Los sistemas expertos………………………………. 12
VI. Tareas de un sistema
experto…………………………………………………..13
2

3. CARTA DEL EDITOR
E STIMADO LECTOR:
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 SE se basa en el conocimiento
E capaz de solucionar un conjunto declarativo (hechos sobre objetos,
de problemas que exigen un gran situaciones) y el conocimiento de
conocimiento sobre un determinado control (información sobre el
tema. Un sistema experto es un seguimiento de una acción).
conjunto de Para que un sistema
programas que, experto sea
sobre una base de herramienta
conocimientos, efectiva, los
posee información usuarios deben
de uno o más interactuar de una
expertos en un
forma fácil,
área específica. Se reuniendo dos
puede entender capacidades para
como una rama de poder cumplirlo:
la inteligencia artificial, donde el
poder de resolución de un problema Explicar sus razonamientos o base
en un programa de computadora del conocimiento: los sistemas
viene del conocimiento de un expertos se deben realizar siguiendo
dominio específico. Estos sistemas ciertas reglas o pasos comprensibles
imitan las actividades de un de manera que se pueda generar la
humano para resolver problemas de explicación para cada una de estas
distinta índole (no necesariamente reglas, que a la vez se basan en
tiene que ser de inteligencia hechos.
artificial). También se dice que un
4

5. Adquisición de nuevos Debido a esto en la actualidad se
conocimientos o integrador del están mezclando diferentes técnicas
sistema: son o aplicaciones
mecanismos de aprovechando
razonamiento las ventajas que
que sirven para cada una de
modificar los estas ofrece
conocimientos para poder
anteriores. Sobre tener empresas
la base de lo más seguras.
anterior se puede Un ejemplo de
decir que los estas técnicas
sistemas sería los
expertos son el agentes que
producto de tienen la
investigaciones en el campo de la capacidad de negociar y navegar a
inteligencia artificial ya que ésta no través de recursos en línea; y es por
intenta sustituir a los expertos eso que en la actualidad juega un
humanos, sino que se desea papel preponderante en los sistemas
ayudarlos a realizar con más expertos.
rapidez y eficacia todas las tareas
que realiza.
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6. P rincipalmente existen tres
tipos de sistemas expertos:
 Basados en casos o CBR (Case
Based Reasoning).
es el proceso de solucionar nuevos
 Basados en reglas
problemas basándose en las
previamente establecidas.
soluciones de problemas anteriores.
Trabajan mediante la aplicación de Un mecánico de automóviles que
reglas, comparación de resultados y repara un motor porque recordó
aplicación de las nuevas reglas que otro auto presentaba los mismos
basadas en situación modificada. síntomas está usando razonamiento
También pueden trabajar por basado en casos. Un abogado que
inferencia lógica dirigida, bien apela a precedentes legales para
empezando con una evidencia defender alguna causa está usando
inicial en una determinada situación razonamiento basado en casos.
y dirigiéndose hacia la obtención de También un ingeniero cuando copia
una solución, o bien elementos de la naturaleza, está
con hipótesis sobre las posibles tratando a esta como una “base de
soluciones y volviendo hacia atrás datos de soluciones”. El
para encontrar una evidencia Razonamiento basado en casos es
existente (o una deducción de una una manera de razonar haciendo
evidencia existente) que apoye una analogías. Se ha argumentado que el
hipótesis en particular. razonamiento basado en casos no
sólo es un método poderoso para el
Este sistema ilustra la solución
razonamiento de computadoras,
común de resolver problemas en
sino que es usado por las personas
Inteligencia Artificial (IA)
para solucionar problemas
de generación y prueba.
cotidianos. Más radicalmente se ha
sostenido que todo razonamiento es
6

7. basado en casos porque está basado Gracias a su motor de actualización
en la experiencia previa de probabilidades, el Teorema de
Bayes, las redes bayesianas son una
 Basados en redes bayesianas. herramienta extremadamente útil en
Es un modelo probabilística la estimación de probabilidades ante
nuevas evidencias1 .
Multivariado que relaciona
un conjunto de variables Una red bayesiana es un tipo de red
aleatorias mediante causal. Un híbrido de red bayesiana
un grafo dirigido que indica y Teoría de la Utilidad es un
explícitamente influencia causal. diagrama de influencia
.
RED BAYESIANA
RED BASADA EN
CASOS
7

8. 8

9. U n Sistema
Experto está
conformado
por:
 Base de conocimientos (BC): conocimiento atómico. En
Contiene conocimiento modelado consecuencia la deducción clásica
extraído del diálogo con un puede ser utilizada para razonar
experto. Provee los medios para la sobre el conocimiento en la base de
recolección, organización conocimiento. Este tipo de bases de
y recuperación computarizada conocimiento son utilizadas por
de conocimiento. Las bases de la Web semántica
conocimiento se han clasificado en
Bases de conocimiento leíbles por
dos grandes tipos:
Humanos están diseñadas para
Bases de conocimiento leíbles por permitir a las personas acceder al
máquinas, diseñadas para conocimiento que ellas contienen,
almacenar conocimiento en una principalmente para propósitos de
forma legible por el computador, aprendizaje. Estas son comúnmente
usualmente con el fin de obtener usadas para obtener y manejar
razonamiento deductivo automático conocimiento explicito de las
aplicado a ellas. Contienen una serie organizaciones, incluyen
de datos, usualmente en la forma de artículos, White papers, manuales
reglas que describen el de usuario y otros. El principal
conocimiento de manera beneficio que proveen las bases de
lógicamente consistente. conocimiento es proporcionar
Operadores lógicos medios de descubrir soluciones a
como Y(conjunción), O (disyunción) problemas ya resueltos, los cuales
, condición lógica y negación son podrían ser aplicados como base a
utilizada para aumentarla desde el
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10. otros problemas dentro o fuera del mismo área de conocimiento.
 Base de de razonamiento  Interfaz de usuario:
hechos (Memoria de humano. es la interacción
trabajo): contiene los  Módulos de entre el SE y el
hechos sobre un justificación: Explica usuario, y se realiza
problema que se ha el razonamiento mediante el lenguaje
descubierto durante utilizado por el natural.
el análisis. sistema para llegar a
 Motor de inferencia: una determinada
Modela el proceso conclusión.
10

11. Bajo costo: A pesar de que el costo
Ventajas
inicial pueda ser elevado, gracias a
la capacidad de duplicación el coste
P Ermanencia: A diferencia de un
experto humano un SE (sistema
experto) no envejece, y por tanto no
finalmente es bajo.
 Entornos peligrosos: Un SE puede
sufre pérdida de facultades con el
trabajar en entornos peligrosos o
paso del tiempo.
dañinos para el ser humano.
 Replicación: Una vez programado  Fiabilidad: Los SE no se ven
un SE lo podemos replicar afectados por condiciones externas,
infinidad de veces. un humano sí (cansancio, presión,
 Rapidez: Un SE puede obtener
etc.).
información de una base de datos y
Consolidar varios conocimientos.
realizar cálculos numéricos mucho
más rápido que cualquier ser
 Apoyo Académico.
humano.


12. 1. Limitaciones  Sentido común: Para un Sistema
Experto no hay nada obvio. Por
 ejemplo, un sistema experto sobre  Perspectiva global: Un experto
medicina podría admitir que un humano es capaz de distinguir
hombre lleva 40 meses cuales son las cuestiones relevantes
embarazado, a no ser que se de un problema y separarlas de
especifique que esto no es posible cuestiones secundarias.
ya que un hombre no puede gestar  Capacidad sensorial: Un SE carece
hijos. de sentidos.
 Lenguaje natural: Con un experto  Flexibilidad: Un humano es
humano podemos mantener una sumamente flexible a la hora de
conversación informal mientras que aceptar datos para la resolución de
con un SE no podemos. un problema.
 Capacidad de aprendizaje:
Cualquier persona aprende con Conocimiento no estructurado:
relativa facilidad de sus errores y Un SE no es capaz de manejar
de errores ajenos, que un SE haga conocimiento poco
esto es muy complicado. estructurado.
12

13. Tareas de un Sistema
Operativo
MONOTORIZACION
PLANIFI-CACION
CONTROL
DISEÑO
INSTRUCCION
RECUPERACION DE
INFORMACION
SIMULACION
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14. funciones específicas con el
L
Monitorización
a monitorización es un caso máximo de economía y
particular de la interpretación, eficiencia.
y consiste en la comparación  El diseño industrial busca
continua de los valores de las rectificar las omisiones de la
señales o datos de entrada y unos ingeniería, es un intento
valores que actúan como criterios de consciente de traer forma y
normalidad o estándares. En el orden visual a la ingeniería de
campo del mantenimiento hardware donde la tecnología no
predictivo los Sistemas Expertos se provee estas características.
utilizan fundamentalmente como Los SE en diseño ven este proceso
herramientas de como un problema
diagnóstico. Se trata de búsqueda de una
de que el programa solución óptima o
pueda determinar en adecuada. Las
cada momento el soluciones alternas
estado de pueden ser
funcionamiento de conocidas de
sistemas complejos, antemano o se
anticipándose a los pueden generar
posibles incidentes automáticamente
que pudieran probándose
acontecer. Así, distintos diseños
usando un modelo para verificar cuáles
computacional del de ellos cumplen los
razonamiento de un experto requerimientos solicitados por el
humano, proporciona los mismos usuario, ésta técnica es llamada
resultados que alcanzaría dicho “generación y prueba”, por lo tanto
experto. estos SE son llamados de selección.
En áreas de aplicación, la prueba se
termina cuando se encuentra la
Diseño primera solución; sin embargo,
Diseño es el proceso de especificar existen problemas más complejos en
una descripción de un artefacto que los que el objetivo es encontrar la
satisface varias características desde solución óptima.
un número de fuentes de
conocimiento.
Planificación
El diseño se concibe de distintas
formas: La planificación es la realización de
planes o secuencias de acciones y es
 El diseño en ingeniería es el uso un caso particular de la simulación.
de principios científicos, Está compuesto por un simulador y
información técnica e un sistema de control. El efecto final
imaginación en la definición de es la ordenación de un conjunto de
una estructura mecánica, acciones con el fin de conseguir un
máquina o sistema que ejecute objetivo global.

15. Los problemas que presentan la el operador, o en lazo cerrado si no
planificación mediante SE son los tiene que intervenir el operador en
siguientes: ninguna parte del mismo.
Reparación, correcta o terapia.
 Existen consecuencias no
La reparación, corrección, terapia o
previsibles, de forma que hay
tratamiento consiste en la
que explorar y explicar varios
proposición de las acciones
planes.
correctoras necesarias para la
 Existen muchas consideraciones resolución de un problema. Los SE
que deben ser valoradas o en reparación tienen que cumplir
incluirles un factor de peso. diversos objetivos, como son:
 Suelen existir interacciones entre Reparación lo más rápida y
planes de subobjetivos diversos, económicamente posible. Orden de
por lo que deben elegirse las reparaciones cuando hay que
soluciones de compromiso. realizar varias. Evitar los
 Trabajo frecuente con efectos secundarios de la
incertidumbre, pues reparación, es decir la
la mayoría de los aparición de nuevas averías
datos con los que se por la reparación.
trabaja son más o
menos probables
pero no seguros. Simulación
 Es necesario hacer La simulación es una
uso de fuentes diversas tales técnica que consistente en crear
como bases de datos. modelos basados en hechos,
observaciones e interpretaciones
sobre la computadora, a fin de
Control estudiar el comportamiento de los
Un sistema de control participa en la mismos mediante la observación de
realización de las tareas de las salidas para un conjunto de
interpretación, diagnóstico y entradas. Las técnicas tradicionales
reparación de forma secuencial. Con de simulación requieren modelos
ello se consigue conducir o guiar un matemáticos y lógicos, que
proceso o sistema. Los sistemas de describen el comportamiento del
control son complejos debido al sistema bajo estudio.
número de funciones que deben El empleo de los SE para la
manejar y el gran número de simulación viene motivado por la
factores que deben considerar; esta principal característica de los SE,
complejidad creciente es otra de las que es su capacidad para la
razones que apuntan al uso del simulación del razonamiento de un
conocimiento, y por tanto de los SE. experto humano, que es un proceso
Cabe aclarar que los sistemas de complejo.
control pueden ser en lazo abierto, si En la aplicación de los SE para
en el mismo la realimentación o el simulación hay que diferenciar cinco
paso de un proceso a otro lo realiza configuraciones posibles:
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16. 1. Un SE puede disponer de un remedio adecuado, es decir,
simulador con el fin de desarrolla un plan de enseñanza que
comprobar las soluciones y facilita el proceso de aprendizaje y
en su caso rectificar el la corrección de errores.
proceso que sigue.
2. Un sistema de simulación
puede contener como parte Recuperación de información
del mismo a un SE y por lo Los Sistemas Expertos, con su
tanto el SE no tiene que ser capacidad para combinar
necesariamente de información y reglas de actuación,
simulació han sido vistos
n. como una de las
3. Un SE posibles
puede soluciones al
controlar tratamiento y
un recuperación de
proceso información, no
de sólo documental.
simulació La década de 1980
n, es decir fue prolija en
que el investigación y
modelo publicaciones
está en la sobre
base de experimentos de
conocimiento del SE y su este orden, interés que continua en
evolución es función de la la actualidad.
base de hechos, la base de Lo que diferencia a estos sistemas
conocimientos y el motor de de un sistema tradicional de
inferencia, y no de un recuperación de información es que
conjunto de ecuaciones éstos últimos sólo son capaces de
aritmético – lógicas. recuperar lo que existe
4. Un SE puede utilizarse como explícitamente, mientras que un
consejero del usuario y del Sistema Experto debe ser capaz de
sistema de simulación. generar información no explícita,
5. Un SE puede utilizarse como razonando con los elementos que se
máscara o sistema frontal de le dan. Pero la capacidad de los SE
un simulador con el fin de en el ámbito de la recuperación de la
que el usuario reciba información no se limita a la
explicación y justificación de recuperación. Pueden utilizarse para
los procesos. ayudar al usuario, en selección de
Instrucción recursos de información, en filtrado
Un sistema de instrucción realizara de respuestas, etc. Un SE puede
un seguimiento del proceso de actuar como un intermediario
aprendizaje. El sistema detecta inteligente que guía y apoya el
errores ya sea de una persona con trabajo del usuario final.
conocimientos e identifica el
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17. 17