Im Zuge meiner letzten Uni Klausur, habe ich mich mit den Themen Künstliche Intelligenz, Neuronale Netze und Genetische Algorithmen auseinandergesetzt. Hier auf dem Blog habe ich ja bereits was zum Thema Maschinelles Lernen und Wissenspräsentation geschrieben.
Da ein paar dieser Themen mich auch in meinem neuen Job als Data Scientist begleiten werden, möchte ich heute mal etwas auf das Thema Expertensystem eingehen und erklären, worum es sich hierbei genau handelt.
Was ist ein Expertensystem?
Zu Beginn der Forschungen im Bereich der Künstlichen Intelligenz versuchte man noch Problemlösungstechniken zu finden die allgemein Anwendbar sind. Es zeigt sich jedoch schnell, dass die gefundenen Lösungskompetenzen bereichsspezifisch waren und daher nicht allgemein Anwendbar. Außerdem stellte man fest, dass neben den analytisch-logischen auch heuristische Verfahrensweisen in die Problemlösung einfließen mussten. Und diese brachten eine Abhängigkeit vom gespeicherten Wissen mit.
Diese Abhängigkeit brachte die Expertensysteme hervor.
Expertensysteme können demnach:
- große Mengen Wissen repräsentieren,
- aus dem Wissen auf logischem/heuristischen Wege Schlussfolgerungen ziehen und neues Wissen gewinnen,
- im Benutzerdialog zu gegebenen Problemen Lösungen finden und den Lösungsweg erläutern.
Woraus besteht ein Expertensystem?
Wissensbasis
Dabei handelt es sich um die Menge der Fakten und Regeln, welche zum Beispiel in einer deskriptiven Sprache wie PROLOG formuliert wurden.
Inferenzmaschine
Bei der Inferenzmaschine handelt es sich um ein „Schlussfolgerungsprogramm“, welches in der Regel Bestandteil der benutzten deskriptiven Programmiersprache ist. Diese beinhaltet einen Mechanismus, der eine gegebene Behauptung auf logische Verträglichkeit mit der Wissensbasis untersucht. Dies geschieht zum Beispiel mithilfe des Resolutionstheorems.
Dialogkomponente
Dies ist eine Benutzeroberfläche die dem Anwender erlaubt, ohne Kenntnis der im Hintergrund benutzten deskriptiven Sprache mit dem System zu arbeiten.
Trace-Komponente
Hierbei handelt es sich um eine „Historie“, die die Schlussfolgerungeskette, die die Inferenzmaschine zur Verifikation oder Falsifikation einer Aussage benutzt hat, dem Benutzer auf Wunsch anzeigt.
Wissensveränderungskomponente
Dieser Teil des Expertensystems erlaubt dem Entwicklers oder autorisierten Benutzer, weitere Fakten und Regeln zu den vorhandenen hinzuzufügen bzw. zu editieren.
Beispiele für Expertensysteme
Generell sei hierbei erstmal erwähnt, dass sich die meisten Expertensysteme nicht mit dem Thema Informatik beschäftigen sonder breit gefäschert in allen Naturwissenschaftlichen Bereichen anwendung finden.
Hierbei handelt es sich um ein Expertensystem aus dem medizinischen Bereich. Es wird für die Unterstützung für die Diagnose von Infektionskrankheiten verwendet
MOLGEN ist ein Expertensystem für die Strukturanalyse chemischer Verbindungen zur Verfügung. Im Detail handelt es sich dabei um ein Computeralgebrasystem.
SYNCHEM
Dieses System wird zum Beispiel für die Entdeckung von organischen Synthesen verwendet.
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