Lenguajes de Programación para la construcción de SE

Maneras de Construir un Sistema Experto

• Usando un lenguaje de programación• En un Shell

Diseñando un lenguaje

• Una alfabeto (conjunto de símbolos)• Un léxico (vocabulario)• Reglas gramaticales– Las cuales contaran con una semántica– Una sintaxis

Diseñando un lenguaje

• Este lenguaje debe de ser sencillo de aprender• Leer y entender.• La escritura de las reglas y hechos deben ser

sencillas de trasladar desde el lenguaje natural al nuevo lenguaje

• Sus elementos léxicos y reglas sintácticas deben de hacer que el nuevo lenguaje resulte natural (similar al lenguaje hablado)

• El lenguaje debe de servir a las necesidades de la materia de interés del experto.

• El lenguaje necesita un que lenguaje que imite la manera en que un experto– Habla– Piensa – Opera

Representación ALenguaje

Representación BLenguaje

Traductor

Recordemos nuevamente que

• Todos los días usamos representaciones tales como:

• Letras y números• Ecuaciones matemáticas• Señales viales• Fotografías de personas, lugares y cosas• Caricaturas y dibujos animados• Alarmas audibles y señales auditivas• Etc. [Artificial Intelligence Illuminated, B Chopin]

Todo esto lo podemos representar formalmente en:

• Lógica proposicional• Redes semánticas• Arboles de búsqueda• Marcos conceptuales

• Programación Lógica– PROLOG– GOLOG

• Programación Funcional– LISP– PYTON– RUBY

• Programación Procedural– C,JAVA

Programación Lógica

• Básicamente hace uso de la lógica de primer orden

• Ejemplo de ello es el modus ponems• Si A entonces B• A->B• Programación Declarativa• Gira en torno a un objeto y la relación entre

este otro.

Programación Lógica

• Permite formalizar hechos del mundo real y sus reglas

Aplicaciones de la Programación Lógica

• Demostrar hipótesis lógicas.• Bases de datos relacionales• Entender el lenguaje natural• Diseño automático• Análisis de estructuras bioquímicas• Análisis de estructuras macroscópicas como el

medio ambiente.

Programación Funcional

• Paradigma de la computación basado en la utilización de funciones

• Tiene sus raíces en el calculo lambda

Procesoentrada salida

Parámetros Valor de retorno

Función

Prolog

• Viene del Francés Progammation Logique• Desarrollado en la Universidad Aix-Marseille I• Se basa en la definición de reglas y axiomas• Desarrolla una b• SWI-Prolog,CiaoProlog, GNUProlog,PSharp

GOLOG

• Desarrollado por Hector Levesque• Acciones que desempeña GOLOG

(if,while,proc)• Esta dividido en acciones primitivas• Flujos• Estados en el que se encuentra• Mantiene una programación explicita del

mundo dinámico que esta siendo modelado

LISP

• Su nombre significa List Processor• Desarrollado por John McCarthy en el MIT• Primer Lenguaje de la IA• Lenguajes Populares– Common LISP y Scheme

• Desarrollo en Tiempo real

Prolog

1. ¿Cuenta con un alfabeto?2. ¿Reglas gramaticales?3. ¿Menciona una regla gramatical de Prolog?4. ¿Es sencillo de aprender?5. ¿Es fácil de aprender?6. ¿El código de Prolog se lee de manera

natural?

Shell de un sistema experto

• Hoy en día son la forma mas común para el desarrollo de Sistemas Expertos

• Un shell de un sistema experto básicamente es un Sistema experto sin una base de conocimiento.

• Un shell provee el sistema experto con el motor de inferencia, la interfaz de usuario y el sistema de explicación y algunas facilidades para la adquisición del conocimiento.

Shell

Motor de Inferencia

Sistema de Explicación

Editor de Base de Conocimiento

Interfaz de Usuario

Usuario

Shells vs Lenguajes de ProgramaciónCaracterísticas Shell Lenguaje de

ProgramaciónFacilidad y velocidad de uso

Alta Baja

Estructura de la Base de Conocimiento y razonamiento

Restringida por la herramienta.

Se puede desarrollar según las necesidades.

Mantenimiento de la base de Conocimiento

Sencilla De acuerdo a las características del software.

Interfaz No siempre amigable

Se tiene que desarrollar

Eficiencia/Desempeño de la explicacion

Restringida por la herramienta

Se puede desarrollar según las necesidades

CLIPS

• C Language Integrated Production System• Es un Shell gratuito implementado en C• Provee un lenguaje para expresar las reglas• Usa principalmente razonamiento hacia

adelante para derivar conclusiones de un conjunto de reglas.

• Creado en 1985

Caracteristicas Escenciales de CLIPS

• Representación del conocimiento: Tiene una herramienta que soporta tres paradigmas de la programación: orientado a objetos, procedural y lógica.

• Portable: MACOS-X Windows,Windows• Integración/extensibilidad: Se puede integrar

con C,Java,Fortran

• Desarrollo Interactivo: Debugger, editor integrado, Interfaces graficas.

• Verificación/Validación: Con el propósito de la validación de los SE.– Soporte de diseño modular– Particionado de la Base de conocimientos– Verificación de argumentos de valores y funciones– Análisis semántico de los patrones de la reglas

para prevenir inconsistencias.[1]

• CLIPS> (assert (hoy es sabado))• <Fact-0>• Los hechos pueden enlistarse• CLISP> (facts)• F-0 (hoy es sabado)

• Los hechos pueden borrarse (retractarse)• CLISP>(retract 0)• CLISP> (facts)

• Para definir reglas(defrule nombre_de_regla “comentarios”Condicion=>accion)

JESS

• Java Expert System Shell• Java• Sistemas expertos basados en reglas.• Ernest Friedman Hill• API• Estructura similar a la LISP• Puede ser implementado en Eclipse

Arquitectura de JESS

Memoria Activa

Base de Reglas

Motor de Inferencia

Comparador de Patrones

Agenda

Motor de ejecución

Protégé

• Sirve para modelar aplicaciones basadas en conocimiento

• Es una plataforma que soporta básicamente dos manera de modelado de ontologías.– Protege Frames– Protege-OWL

• Los formatos que soporta son• RDF (Resource Description Frames), RDFS, OSL

y XML Schema

• Basado en Java• SWRLJessTab• Puede usar el motor de inferencia Jess• RacerProTG es un plugin que ofrece las

funcionalidades de razonamiento a Protégé• Para visualizacion, OWLVIz y Jambalaya,etc.

CYC

• Es un proyecto de Inteligencia Artificial que busca construir una Base de datos de conocimiento general

• 1984-Cycorp• CYC es un ejemplo de una sistema de

representación basado en marcos• CYC hoy tiene mas de 100,000 diferentes

conceptos de todos los diferentes campos del conocimiento humano.

• Tiene cerca de 400 relaciones diferentes• CYC pude conocer hechos acerca de Dracula,

sabe que no existe pero incluso razonar acerca de el.

• CYC entiende analogías, descubre nuevas analogías examinándolas el mismo por las similaridades entre estas.

• Sus creadores dicen que descubrió la analogía entre el concepto familia y el concepto nación.

• 100,000,000 de reglas• El agua causa humedad

Wolfram Alpha

• Motor de Búsqueda de Conocimiento• Desarrollado por la empresa Wolfram

Research• Lanzado en Mayo de 2009• El usuario realiza consultas vía texto. El

buscado busca las respuesta en su base de conocimiento

Wolfram Alpha

• Su meta es hacer todo el conocimiento sistemático, inmediatamente computable y accesible para todos.

• Dentro de sus propósitos tiene recolectar y refinar toda la información objetiva. Es decir sistematizar el conocimiento.

Ingresamos una búsqueda

Actividad

• Realizar un resumen, de los temas expuesto hoy.

Por ejemploLenguajes de Programación y Shells