Sistemas Basados en Conocimiento

TIA -EIE

Ana Casali

Conjunto de Conocimientos y Técnicas que permiten aplicar el saber científico a la utilización del conocimiento.

ADQUISICION

QUE SE OCUPA DE LAQUE SE OCUPA DE LA REPRESENTACIONREPRESENTACION

INFERENCIAINFERENCIA

MANTENIMIENTO

INGENIERIA DEL CONOCIMIENTO

• Es la disciplina tecnológica que se centra Es la disciplina tecnológica que se centra en el en el desarrollo, funcionamiento y mantenimiento de de Sistemas Basados en Conocimiento (SBC – KBS) (utilizando Ingeniería de Software)(utilizando Ingeniería de Software)

• SBC: sistema de software capaz de soportar SBC: sistema de software capaz de soportar la la representación explícita de conocimiento.

INGENIERIA DEL CONOCIMIENTO

• SBC (KBS): sistema de software que sistema de software que mantienen una gran cantidad de mantienen una gran cantidad de conocimiento (Base de conocimiento) y que conocimiento (Base de conocimiento) y que incluyen métodos adecuados para explotarlo.incluyen métodos adecuados para explotarlo.

• Sistema Experto: es un SBC que contiene el es un SBC que contiene el conocimiento utilizados por expertos conocimiento utilizados por expertos humanos (imita la actividad de un experto)humanos (imita la actividad de un experto)

SISTEMA BASADO EN CONOCIMIENTO

Estructura básica de un SBC.

Base de Conocimientos

Motor de Inferencias

Interface

Usuario

Ingeniero del conocimiento

Experto del dominio

KAT

Estructura básica de un SE/SBC

Base de Conocimientos

Su estructura de datos queda definida en términos del esquema de representación elegido para incorporar el conocimiento del dominio de trabajo.

Motor de Inferencias

Es la estructura de control de un SE, contiene el programa que gestiona la BC y otros mecanismos necesarios para administrar un sistema de naturaleza interactiva.

Separados entre sí

SBC: Ventajas El conocimiento no se pierde.

Reducción del espacio de búsqueda con heurísticas para que el problema sea tratable en un tiempo razonable.

Manejo de conocimiento incierto e incompleto.

Posibilidad de justificar el razonamiento seguido.

Hacer el conocimiento disponible en ambientes hostiles o con carencia de especialistas.

Aumento de fiabilidad, evitando que prevalezcan las últimas experiencias.

Modificación sencilla de la BC por su característica modular.

SBC: Inconvenientes

La adquisición del conocimiento es difícil y cara.

La reutilización del conocimiento en contextos diferentes no es simple.

Falta de creatividad y sentido común.Necesitan aprendizaje y adaptación.

Se los combina con otras tecnologías

REPRESENTACION DEL CONOCIMIENTO

•CONOCIMIENTO DEL MUNDO (en IA) Es la habilidad para construir un modelo de los objetos, sus vinculaciones y de las acciones que pueden realizar.

•REPRESENTACION DEL CONOCIMIENTO

Es la expresión mediante algún lenguaje, de un modelo que exprese el conocimiento sobre el mundo.

:

Conocimiento – Definición

El conocimiento es una mezcla de experiencia, información y “saber hacer” que actúa como marco para la incorporación de nuevas experiencias y guía la acción.

Se utiliza para alcanzar una meta

Genera nuevos hechos/conclusiones

Resulta en gran medida dependiente de la tarea y del dominio de aplicación.

ELEMENTOS BASICOS QUE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA BASADO EN EL CONOCIMIENTO (KBS) Lenguaje formal para expresar conocimiento Forma de efectuar razonamientos

COMPONENTE MEDULAR DE UN KBS

BASE DE CONOCIMIENTOS (KB)

- Es un conjunto de representaciones de hechos acerca del mundo

- Conjunto de sentencias del lenguaje para la representación del conocimiento

AÑADIR Y MODIFICAR SENTENCIAS

BC

PREGUNTAS RESPUESTAS

MECANISMO DE INFERENCIAS

UNA KB DEBE PERMITIR CON EFICIENCIA:

DISTINTOS FORMALISMOS

FORMALISMOS LOGICOS

SISTEMAS DE PRODUCCION

FORMALISMOS ESTRUCTURADOS:• REDES SEMÁNTICAS (70s)• OBJETOS (80s)

• ONTOLOGÍAS (90s)

+ razonadores (reglas de producción)

Objetos

Los vemos más como una forma de representar el mundo que como un paradigma de programación

Los encontramos en muchas herramientas dentro del área.

Objetos OBJETO: Es una entidad que tiene un comportamiento.

ESTADO INTERNO MENSAJES que es capaz de responder.

INTERFAZ

Un PROGRAMA OO es una red de objetos cooperantes, que interactúan entre sí, enviándose mensajes.

ENCAPSULAMIENTO

Es una especificación explícita de una conceptualización. [Gruber]

Conceptos en un dominio: clasesPropiedades de cada concepto describiendo características y atributos: slotsRestricciones sobre los slots: facetas

Las Ontologías en el desarrollo de SBC permiten representar el conocimiento de un dominio para luego poder realizar razonamientos.

Ontología

Qué elementos tenemos...

Si queremos representar el mundo de las pizzas?

Qué elementos tenemos...

Principales categorías: pizzas, masa, tópicos, Lista de tipos de cada elemento principal

- Pizza_base ← a la piedra, al molde,… - Pizza_topping ← Tomato_topping, Mozarella_topping, Pepperoni_topping, … - Pizzas (conocidas, primitive) ← Margherita, Hot_and_spicy, Seafood, … - Pizzas (definidas) Vegetarian*, Cheesey* Lista de propiedades: has_topping, has_base

Si queremos representar el mundo de las pizzas?

Ontologías: lenguaje OWL - editor Protege

Sistemas de predicción del tiempo Los estratos son nubes de baja altura con aspecto de capas. Los nimboestratos son nubes de altura media. Los cirroestratos son nubes de gran altura. Los cúmulos y cumulonimbos pueden estar a baja o gran altura y su aspecto es como pilas de algodón, pero los cumulonimbos son grises, mientras que los cúmulos son blancos.

Si no hay nubes puede inferirse que el tiempo será soleado. La presencia de cúmulos indica buen tiempo. Las nubes con estratos indican lluvia ligera pero si el viento sopla de noreste a sur la lluvia puede ser prolongada. Las nubes con nimboestratos indican lluvia breve si la dirección del viento es sur a norte, pero se indica lluvia persistente si la dirección del viento es de noreste a sur. Los cumulonimbos indican chubascos. Los cirroestratos indican lluvia en las 24 hs. si el viento es norte a sur.