INTRODUCCIÓN A LOS INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS EXPERTOSSISTEMAS EXPERTOSINTRODUCCIÓN A LOS INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS EXPERTOSSISTEMAS EXPERTOS

Ing. Bruno López TakeyasIng. Bruno López TakeyasInstituto Tecnológico de Nuevo LaredoInstituto Tecnológico de Nuevo Laredo

Ing. Bruno López TakeyasIng. Bruno López TakeyasInstituto Tecnológico de Nuevo LaredoInstituto Tecnológico de Nuevo Laredo

CONFERENCIACONFERENCIACONFERENCIACONFERENCIA

1.- Conceptos básicos y 1.- Conceptos básicos y componentes de los SE’scomponentes de los SE’s

3.- SE para identificar aviones3.- SE para identificar aviones

4.- Diseño de un SE en VPX4.- Diseño de un SE en VPX

2.- Aplicaciones de SE’s2.- Aplicaciones de SE’s

1a. PARTE1a. PARTE1a. PARTE1a. PARTEConceptos Básicos y Conceptos Básicos y

componentes de los SE’scomponentes de los SE’sConceptos Básicos y Conceptos Básicos y

componentes de los SE’scomponentes de los SE’s

CUADRO DE DEFINICIONESCUADRO DE DEFINICIONESCUADRO DE DEFINICIONESCUADRO DE DEFINICIONES

–“La interesante tarea de lograr que las computadoras piensen ... máquinas con mente, en su amplio sentido literal.” (Haugeland, 1985)

–“La automatización de actividades que vinculamos con procesos de pensamiento humano, actividades tales como la toma de decisiones, resolución de problemas, aprendizaje ...”

–“El estudio de las facultades mentales mediante el uso de modelos computacionales.” (Charniak y McDermott, 1985)

–“El estudio de los cálculos que permiten, razonar y actuar.” (Winston, 1992).

–“El arte de crear máquinas con capacidad de realizar funciones que realizadas por personas requieren de inteligencia.” (Kurzweil, 1990).

–“El estudio de cómo lograr que las computadoras realicen tareas que, por el momento, los humanos hacen mejor.” (Rich y Knight, 1991).

–“Un campo de estudio que se enfoca a la explicación y emulación de la conducta inteligente en función de procesos computacionales.” (Schalkoff, 1990).

–“La rama de la ciencia de la computación que se ocupa de la automatización de la conducta inteligente.” (Luger y Stubblefield, 1993).

Piensan racionalmente

Actúan racionalmente

Piensan como humanos

Actúan como humanos

“INTELIGENCIA ARTIFICIAL”“INTELIGENCIA ARTIFICIAL”

1960: Desarrollo del lenguaje LISP1960: Desarrollo del lenguaje LISP1961: Surge el término “Inteligencia 1961: Surge el término “Inteligencia

Artificial” (John McCarthy)Artificial” (John McCarthy)1964: Programa ELIZA1964: Programa ELIZA1972: Desarrollo del lenguaje PROLOG1972: Desarrollo del lenguaje PROLOG1976: Sistema experto: MYCIN1976: Sistema experto: MYCIN

DESARROLLO HISTÓRICODESARROLLO HISTÓRICODESARROLLO HISTÓRICODESARROLLO HISTÓRICO

DEFINICIONESDEFINICIONESDEFINICIONESDEFINICIONES

SISTEMA EXPERTO (SE)SISTEMA EXPERTO (SE)

““Programa computacional Programa computacional que exhibe, dentro de un que exhibe, dentro de un dominio específico, un grado dominio específico, un grado de experiencia en la solución de experiencia en la solución de un problema comparable de un problema comparable con la forma en que un con la forma en que un experto humano lo haría.”experto humano lo haría.”

James P. IgnizioJames P. Ignizio

Base de Conocimientos

Almacenamiento de trabajo

Máquina deInferencia

Interfase para elUsuario

Experto humano

Ingeniero de Conocimiento

Experiencia

Experienciacodificada

Usuario

V E N T A J A SEXPERIENCIA

HUMANAEXPERIENCIA

ARTIFICIALPerecedero Permanente

Difícil de transferir Fácil de transferir

Difícil de documentar

Fácil de documentar

No predecible Consistente

Costoso Disponible

D E S V E N T A J A S

EXPERIENCIA HUMANA

EXPERIENCIA ARTIFICIAL

Creatividad Sin inspiraciónEs adaptiva Ambiente fijoExperiencia

sensorialEntrada simbólica

Enfoque amplio Enfoque específicoSentido común Técnico

DIFERENCIA ENTRE UN SE Y UN DIFERENCIA ENTRE UN SE Y UN PROGRAMA CONVENCIONALPROGRAMA CONVENCIONAL

PROCESAMIENTO DE DATOS

INGENIERÍA DEL CONOCIMIENTO

Representación y uso de datos

Representación y uso de conocimiento

Algoritmos HeurísticasProcesos repetitivos Procesos inferenciales

Manipulación efectiva de bases de datos

Manipulación efectiva de bases de conocimiento

Aplicaciones de Aplicaciones de Sistemas ExpertosSistemas ExpertosAplicaciones de Aplicaciones de

Sistemas ExpertosSistemas Expertos2a. PARTE2a. PARTE2a. PARTE2a. PARTE

MYCIN: Infecciones de la sangreMYCIN: Infecciones de la sangre

Probablemente el SE mas conocidoProbablemente el SE mas conocidoDesarrollado en la Universidad de Desarrollado en la Universidad de

Stanford a mediados de los 70´sStanford a mediados de los 70´sProporciona asistencia a los médicos en el Proporciona asistencia a los médicos en el

diagnóstico y tratamiento de meningitis y diagnóstico y tratamiento de meningitis y algunas infecciones algunas infecciones

Se le puede borrar su base de Se le puede borrar su base de conocimientos y alimentarle otra para conocimientos y alimentarle otra para aplicaciones en otras áreasaplicaciones en otras áreas

DENDRAL: Análisis químicoDENDRAL: Análisis químico

Considerado el 1er. SEConsiderado el 1er. SEDesarrollado a mediados de los 60´s en la Desarrollado a mediados de los 60´s en la

Universidad de Stanford.Universidad de Stanford. Identifica estructuras moleculares de Identifica estructuras moleculares de

compuestos desconocidos.compuestos desconocidos.Utiliza reglas de producción y fué Utiliza reglas de producción y fué

desarrollado en LISP.desarrollado en LISP.No tiene explicación de sus inferencias, No tiene explicación de sus inferencias,

simplemente busca soluciones.simplemente busca soluciones.

INTERNIST/CADUCEUS: Medicina INTERNIST/CADUCEUS: Medicina InternaInterna

Empezado en los 70´s y continúa bajo el Empezado en los 70´s y continúa bajo el nombre de CADUCEUSnombre de CADUCEUS

Desarrollado en la Universidad de Desarrollado en la Universidad de PittsburghPittsburgh

Diagnostica la mayoría de las Diagnostica la mayoría de las enfermedades asociadas con la medicina enfermedades asociadas con la medicina internainterna

Se estiman 1040 combinacionesSe estiman 1040 combinaciones

SE para operaciones de comida SE para operaciones de comida rápidarápida

Implementados en Wendys, McDonalds, Implementados en Wendys, McDonalds, Pizza Hut, Burger King y Kentucky Fried Pizza Hut, Burger King y Kentucky Fried ChickenChicken

Reducen inventarioReducen inventarioAceleran el servicioAceleran el servicioSe usan para entrenamiento de personalSe usan para entrenamiento de personal

DELTA/CATS: Mantenimiento de DELTA/CATS: Mantenimiento de locomotoras Diesel y Eléctricaslocomotoras Diesel y Eléctricas

Desarrollado por General Electric a principios de Desarrollado por General Electric a principios de los 80´slos 80´s

DELTA: Diesel Electric Locomotive DELTA: Diesel Electric Locomotive TroubleshootingTroubleshooting

CATS: Computer Aided Troubleshooting SystemCATS: Computer Aided Troubleshooting System Consiste de una base de conocimientos por Consiste de una base de conocimientos por

medio de entrevistas con David Smith (que medio de entrevistas con David Smith (que trabajó 40 años en GE y es un experto trabajó 40 años en GE y es un experto reconocido en mantenimiento de estas reconocido en mantenimiento de estas máquinas)máquinas)

De 1981 a 1983 se incrementaron las reglas de De 1981 a 1983 se incrementaron las reglas de 45 a 1200.45 a 1200.

El sistema original se desarrolló en LISP y El sistema original se desarrolló en LISP y luego se convirtió a FORTH para luego se convirtió a FORTH para incrementar transportabilidad y velocidad incrementar transportabilidad y velocidad de ejecuciónde ejecución

Tiene interfases visuales, p. Ejem. Pueden Tiene interfases visuales, p. Ejem. Pueden imprimirse diagramas de las máquinas y imprimirse diagramas de las máquinas y un video-disk puede mostrar la ubicación un video-disk puede mostrar la ubicación de las partes.de las partes.

3a. PARTE3a. PARTE3a. PARTE3a. PARTESistema Experto para Sistema Experto para identificar avionesidentificar aviones

Sistema Experto para Sistema Experto para identificar avionesidentificar aviones

TABLA DE INDUCCIÓNTABLA DE INDUCCIÓN

Una alternativa para la Una alternativa para la adquisición de conocimiento a adquisición de conocimiento a través de la interfase con una través de la interfase con una persona experta es convertir persona experta es convertir una base de datos existente en una base de datos existente en un conjunto de reglasun conjunto de reglas..

EJEMPLOEJEMPLOTIPO DE AVIÓN

Atributo C130 C141 C5A B747

Motor Hélice Jet Jet Jet

Alas Altas Altas Altas Bajas

Forma de alas

Normal Especial Especial Especial

Forma del timón

Normal Forma T Forma T Normal

Salientes Bajo las alas Sobre alas

Ninguna En cabina

ÁRBOL DE DECISIÓNÁRBOL DE DECISIÓNTipo de MotorTipo de Motor

Forma de alas Forma de alas

Posición de alasPosición de alas

Forma del timónForma del timón

C130

Jet HéliceJet Hélice

¿?Puntos terminales sin solución

Especial NormalEspecial Normal

Bajas Altas Bajas Altas

B747 Normal Forma TNormal Forma T

¿? SalientesSalientes

C5A C141

¿? ¿?

En Ninguna Sobre Bajo cabina Alas alas

En Ninguna Sobre Bajo cabina Alas alas

REORDEN DE ÁRBOL DE DECISIÓNREORDEN DE ÁRBOL DE DECISIÓN

Posición de alasPosición de alas C130

Jet HéliceJet Hélice

SalientesSalientes

C5A C141

Ninguna Sobre AlasNinguna Sobre Alas

Tipo de MotorTipo de Motor

B747

Bajas AltasBajas Altas

Requiere menor cantidad de atributosNo tiene puntos terminales sin solución

RAZONAMIENTO BASADO EN RAZONAMIENTO BASADO EN REGLASREGLAS

Ejemplo de Regla ineficienteEjemplo de Regla ineficiente

IF IF motormotor==hélicehélice

AND AND posición_alasposición_alas==altasaltas

AND AND forma_alasforma_alas==normalnormal

AND AND forma_timónforma_timón==normalnormal

AND AND salientessalientes==bajo alasbajo alas

THEN THEN tipo_avióntipo_avión==C130C130

REGLAS DE PRODUCCIÓNREGLAS DE PRODUCCIÓNRegla 1: IF motor=hélice

THEN tipo_avión=C130

Regla 2: IF motor=jetAND posición_alas=bajasTHEN tipo_avión=B747

Regla 3: IF motor=jetAND posición_alas=altasAND salientes=ningunaTHEN tipo_avión=C5A

Regla 4: IF motor=jetAND posición_alas=altasAND salientes=sobre alasTHEN tipo_avión=C141

ENCADENAMIENTO HACIA ENCADENAMIENTO HACIA DELANTE Y HACIA ATRÁSDELANTE Y HACIA ATRÁS

Hacia adelante

Hacia atrás

4a. PARTE4a. PARTE4a. PARTE4a. PARTEDiseño de un SE en VPXDiseño de un SE en VPXDiseño de un SE en VPXDiseño de un SE en VPX

SE para identificar avionesSE para identificar aviones

Codificación en VPXCodificación en VPX

Ejecución y prueba del SEEjecución y prueba del SE

"No es vergüenza no"No es vergüenza no saber, sino saber que nosaber, sino saber que no sabes y no querer saber"sabes y no querer saber"

- B. L. T. - - B. L. T. -

"No es vergüenza no"No es vergüenza no saber, sino saber que nosaber, sino saber que no sabes y no querer saber"sabes y no querer saber"

- B. L. T. - - B. L. T. -

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