Sistemas Expertos

Sistemas ExpertosConceptoEs unsoftwareque imita elcomportamientode un experto humano en la solucin de un problema.

Un poco de Historia1960: Desarrollo del lenguaje LISP1961: Surge el trmino Inteligencia Artificial (John McCarthy)1964: Programa ELIZA1972: Desarrollo del lenguaje PROLOG1976: Sistema experto: MYCIN

Sus inicios datan a mediados de los aos sesenta. Durante esta dcada los investigadores Alan Newell y Herbert Simon desarrollaron unprogramallamadoGPS(General Problem Solver; solucionador general de problemas). Poda trabajar con criptoaritmtica, con lastorresde Hanoi y con otros problemas similares. Lo que no poda hacer el GPS era resolver problemas del mundoreal, tales como undiagnsticomdico.Algunos investigadores decidieron entonces cambiar por completo el enfoque del problema restringiendo su ambicin a un dominio especfico e intentando simular el razonamiento de un experto humano. En vez de dedicarse a computarizar la inteligencia general, se centraron en dominios de conocimiento muy concretos. De esta manera nacieron losSE.A partir de 1965, un equipo dirigido por Edward Feigenbaum, comenz a desarrollarSEutilizando bases de conocimiento definidas minuciosamente.Dos aos ms tarde se construye DENDRAL, el cual es considerado como el primerSE. La ficcin de dichoSEera identificarestructurasqumicas moleculares a partir de suanlisisespectrogrfico.En la dcada de los setenta se desarroll MYCIN para consulta y diagnstico de infecciones de lasangre. Estesistemaintrodujo nuevas caractersticas: utilizacin de conocimiento impreciso para razonar y posibilidad de explicar elprocesode razonamiento. Lo ms importante es que funcionaba de manera correcta, dando conclusiones anlogas a las que un ser humano dara tras largos aos de experiencia. En MYCIN aparecen claramente diferenciadosmotorde inferencia y base de conocimientos. Al separar esas dos partes, se puede considerar el motor de inferencias aisladamente. Esto da como resultado un sistema vaco o shell (concha). As surgi EMYCIN (MYCIN Esencial) con el que se construy SACON, utilizado para estructuras deingeniera, PUFF para estudiar lafuncinpulmonar y GUIDON para elegir tratamientos teraputicos.En esa poca se desarrollaron tambin: HERSAY, que intentaba identificar la palabra hablada, y PROSPECTOR, utilizado para hallar yacimientos deminerales. De este ltimo deriv el shell KAS (Knowledge Adquisition System).En la dcada de los ochenta se ponen demodalosSE, numerosas empresas de altatecnologainvestigan en este rea de lainteligencia artificial, desarrollandoSEpara sucomercializacin. Se llega a la conclusin de que elxitode unSEdepende casi exclusivamente de lacalidadde su base de conocimiento. El inconveniente es que codificar la pericia de un experto humano puede resultar difcil, largo y laborioso.Un ejemplo deSEmoderno es CASHVALUE, que evalaproyectosdeinversiny VATIA, que asesora acerca delimpuestosobre elvaloraadido oIVA. [3]

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AplicacionesAPLICACIONESSus principales aplicaciones se dan en las gestiones empresariales debido a que;a) Casi todas las empresas disponen de un ordenador que realiza lasfuncionesbsicas de tratamiento de la informacin.b) Estetrabajoimplica manejar grandes volmenes de informacin y realizaroperacionesnumricas para despus tomar decisiones. Esto crea un terreno ideal para la implantacin de losSE.Adems losSEtambin se aplican en la contabilidad en apartados.APLICACIONESSus principales aplicaciones se dan en las gestiones empresariales debido a que;a) Casi todas las empresas disponen de un ordenador que realiza lasfuncionesbsicas de tratamiento de la informacin:contabilidadgeneral, decisiones financieras,gestinde la tesorera,planificacin, etc.b) Estetrabajoimplica manejar grandes volmenes de informacin y realizaroperacionesnumricas para despus tomar decisiones. Esto crea un terreno ideal para la implantacin de losSE.Adems losSEtambin se aplican en la contabilidad en apartados como: Auditoria(es el campo en el que ms aplicaciones deSEse esta realizando) Fiscalidad, planificacin, anlisis financiero y la contabilidad financiera.

4reas De AplicacinMilitarInformticaTelecomunicacionesQumicaDerechoAeronuticaGeologaArqueologaAgriculturaElectrnicaTransporteEducacinMedicinaIndustriaFinanzas y Gestin

VENTAJASEstos programas proporcionan la capacidad de trabajar con grandes cantidades de informacin, que son uno de los grandes problemas que enfrenta el analista humano que puede afectar negativamente a latoma de decisionespues el analista humano puede depurardatosque no considere relevantes, mientras unSEdebido a su granvelocidadde proceso analiza toda la informacin incluyendo las no tiles para de esta manera aportar una decisin ms slida.LIMITACIONESEs evidente que para actualizar se necesita de reprogramacin de estos (tal vez este sea una de sus limitaciones ms acentuadas) otra de sus limitaciones puede ser el elevadocostoendineroytiempo, adems que estos programas son poco flexibles a cambios y de difcil acceso a informacin no estructurada. [7]Debido a laescasezde expertos humanos en determinadas reas, losSEpueden almacenar su conocimiento para cuando sea necesariopoderaplicarlo. As mismo losSEpueden ser utilizados por personas no especializadas para resolver problemas. Adems si unapersonautiliza con frecuencia unSEaprender de el.Por otra parte la inteligencia artificial no ha podido desarrollar sistemas que sean capaces de resolver problemas de manera general, de aplicar el sentido comn para resolver situaciones complejas ni de controlar situaciones ambiguas.El futuro de losSEda vueltas por la cabeza de cada persona, siempre que el campo elegido tenga la necesidad y/o presencia de un experto para la obtencin de cualquier tipo de beneficio. [8]VentajasPermanencia: A diferencia de un experto humano un SE (sistema experto) no envejece, y por tanto no sufre prdida de facultades con el paso del tiempo.Replicacin: Una vez programado un SE lo podemos replicar infinidad de veces.Rapidez: Un SE puede obtener informacin de unabase de datosy realizar clculos numricos mucho ms rpido que cualquier ser humano.Bajo costo: A pesar de que el costo inicial pueda ser elevado, gracias a la capacidad de duplicacin el coste finalmente es bajo.Entornos peligrosos: Un SE puede trabajar en entornos peligrosos o dainos para el ser humano.Fiabilidad: Los SE no se ven afectados por condiciones externas, un humano s (cansancio, presin, etc.).Consolidar varios conocimientos.Apoyo Acadmico.[editar]LimitacionesSentido comn: Para un Sistema Experto no hay nada obvio. Por ejemplo, un sistema experto sobre medicina podra admitir que un hombre lleva 40 meses embarazado, a no ser que se especifique que esto no es posible ya que un hombre no puede gestar hijos.Lenguaje natural: Con un experto humano podemos mantener una conversacin informal mientras que con un SE no podemos.Capacidad de aprendizaje: Cualquier persona aprende con relativa facilidad de sus errores y de errores ajenos, que un SE haga esto es muy complicado.Perspectiva global: Un experto humano es capaz de distinguir cuales son las cuestiones relevantes de un problema y separarlas de cuestiones secundarias.Capacidad sensorial: Un SE carece de sentidos.Flexibilidad: Un humano es sumamente flexible a la hora de aceptar datos para la resolucin de un problema.Conocimiento no estructurado: Un SE no es capaz de manejar conocimiento poco estructurado.

6Cuadro comparativoEXPERIENCIA HUMANAEXPERIENCIA ARTIFICIALPerecederoPermanenteDifcil de transferirFcil de transferirDifcil de documentarFcil de documentarNo predecibleConsistenteCostosoDisponibleCuadro comparativoEXPERIENCIA HUMANAEXPERIENCIA ARTIFICIALCreatividadSin inspiracinEs adaptivaAmbiente fijoExperiencia sensorialEntrada simblicaEnfoque amplioEnfoque especficoSentido comnTcnicoArquitecturaBase de conocimientos. Es la parte del sistema experto que contiene el conocimiento sobre el dominio. hay que obtener el conocimiento del experto y codificarlo en la base de conocimientos. Una forma clsica de representar el conocimiento en un sistema experto son lar reglas. Una regla es unaestructuracondicional que relaciona lgicamente la informacin contenida en la parte del antecedente con otra informacin contenida en la parte del consecuente.Base de hechos (Memoriade trabajo). Contiene los hechos sobre un problema que se han descubierto durante una consulta. Durante una consulta con el sistema experto, el usuario introduce la informacin del problema actual en la base de hechos. El sistema empareja esta informacin con el conocimiento disponible en la base de conocimientos para deducir nuevos hechos.Motor de inferencia. El sistema experto modela el proceso de razonamiento humano con un mdulo conocido como el motor de inferencia. Dicho motor de inferencia trabaja con la informacin contenida en la base de conocimientos y la base de hechos para deducir nuevos hechos. Contrasta los hechos particulares de la base de hechos con el conocimiento contenido en la base de conocimientos para obtener conclusiones acerca del problema.Subsistema de explicacin. Una caracterstica de lossistemas expertoses su habilidad para explicar su razonamiento. Usando el mdulo del subsistema de explicacin, un sistema experto puede proporcionar una explicacin al usuario de por qu est haciendo una pregunta y cmo ha llegado a una conclusin. Este mdulo proporciona beneficios tanto al diseador del sistema como al usuario. El diseador puede usarlo para detectar errores y el usuario se beneficia de la transparencia del sistema.Interfaz de usuario. Lainteraccinentre un sistema experto y un usuario se realiza enlenguajenatural. Tambin es altamente interactiva y sigue el patrn de la conversacin entre seres humanos. Para conducir este proceso de manera aceptable para el usuario es especialmente importante eldiseodel interfaz de usuario. Un requerimiento bsico del interfaz es la habilidad de hacer preguntas. Para obtener informacin fiable del usuario hay que poner especial cuidado en el diseo de las cuestiones. Esto puede requerir disear el interfaz usando mens ogrficos. [1]Base de conocimientos(BC): Contiene conocimiento modelado extrado del dilogo con un experto.Base de hechos(Memoria de trabajo): contiene los hechos sobre un problema que se ha descubierto durante el anlisis.Motor deinferencia: Modela el proceso de razonamiento humano.Mdulos de justificacin: Explica el razonamiento utilizado por el sistema para llegar a una determinada conclusin.Interfaz de usuario: es la interaccin entre el SE y el usuario, y se realiza mediante el lenguaje natural.

9ARQUITECTURA DE UN SISTEMA EXPERTOPrograma ConvencionalCdigo del programaDatosSistema ExpertoBase de ConocimientosBase de HechosMotor de InferenciasEjemplosMYCIN

XCON

DELTAMYCIN es un Sistema Experto para la realizacin de diagnsticos en el rea de lamedicina, iniciado por Ed Feigenbaum y posteriormente desarrollado por E. Shortliffe y sus colaboradores. Su funcin es la de aconsejar a los mdicos en la investigacin y determinacin de diagnsticos en el campo de las enfermedades infecciosas de la sangre.

* XCON es un Sistema Experto para configuraciones, desarrollado por laDigitalEquipment Corporation. Segn los deseos individuales del cliente se configuran redes de ordenadores VAX. Ya que el abanico de productos que se ofrecen en elmercadoes muy amplio, la configuracin completa y correcta de un sistema de estas caractersticas es un problema de gran complejidad. Responde esencialmente a dos preguntas: Pueden conjugarse los componentes solicitados por el cliente de forma conveniente y razonable? Y Los componentes de sistema especificados son compatibles y completos?. Las respuestas a estas preguntas son muy detalladas. XCON es capaz de comprobar y completar los pedidos entrantes mucho msrpidoy mejor que las personas encargadas de hacerlo antes que l.

*DELTA, sistema experto que ayuda a los mecnicos en el diagnstico yreparacinde locomotoras diesel-elctricas, DELTA no slo da consejos expertos, sino que tambin presenta informaciones por medio de un reproductor de vdeo.11

Inteligencia Artificial

La inteligencia artificial es considerada una rama de la computacin y relaciona un fenmeno natural con una analoga artificial a travs de programas de computador.A travs de la inteligencia artificial se han desarrollado los sistemas expertos que pueden imitar la capacidad mental del hombre y relacionan reglas de sintaxis del lenguaje hablado y escrito sobre la base de la experiencia, para luego hacer juicios acerca de un problema, cuya solucin se logra con mejores juicios y ms rpidamente que el ser humano. En la medicina tiene gran utilidad al acertar el 85 % de los casos de diagnstico. 12

HistoriaLa Inteligencia Artificial comenz como el resultado de la investigacin en psicologa cognitiva y lgica matemtica. Se ha enfocado sobre la explicacin del trabajo mental y construccin de algoritmos de solucin a problemas de propsito general.l termino "inteligencia artificial" fue acuado formalmente en 1956 durante la conferencia de Darthmounth, ms para entonces ya se haba estado trabajando en ello durante cinco aos en los cuales se haba propuesto muchas definiciones distintas que en ningn caso haban logrado ser aceptadas totalmente por la comunidad investigadora. La AI es una de las disciplinas ms nuevas que junto con la gentica moderna es el campo en que la mayora de los cientficos " ms les gustara trabajar".13

Aplicaciones de las I.ATratamiento de Lenguajes Naturales: Capacidad de Traduccin, rdenes a un Sistema Operativo, Conversacin Hombre-Mquina, etc.Sistemas Expertos: Sistemas que se les implementa experiencia para conseguir deducciones cercanas a la realidad.Robtica: Navegacin de Robots Mviles, Control de Brazos mviles, ensamblaje de piezas, etc.Problemas de Percepcin: Visin y Habla, reconocimiento de voz, obtencin de fallos por medio de la visin, diagnsticos mdicos, etc.Aprendizaje: Modelizacin de conductas para su implante en computadoras.

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VENTAJAS Y DESVENTAJASLas ventajas de la sustitucin humana por el robot son inmensas e infinitas. Ya que sin la ayuda de esta,, el ser humano no hubiera sido capaz de evolucionar hasta el punto que hemos llegado ahora. Gracias a la robtica el ser humano ha podido dedicar su tiempo a mejorar la calidad de vida al aplicarla constantemente y sustituyndose a s mismo en labores repetitivas y agotadorasEl robot est especficamente diseado para sustituir una labor humana y de esta manera mejorarla o simplemente igualar su capacidad. Por esto mismo, no deberan de haber mayores desventajas a la hora de introducir aun ms a la robtica.(ventajas)(desventajas) No obstante, si existen una serie de desventajas que no pueden dejarse de observar. Aunque si es muy cierto que la robtica puede crear ms empleos, tambin puede quitarlos.15

Actualmente se puede observar que el desempleo por la sustitucin humana por robots ha sido mayor que el empleo que esta ha creado. Esto se debe mayormente a que muchas generaciones pasadas no pudieron competir ante el potencial de los robots, por esto mismo fueron sustituidos y expulsados de esa rea de trabajo especfica.16

Otra de las desventajas ms grandes que presenta la robtica puede no ser tan creble como la anterior, ya que aun no ha sucedido. Esta desventaja lidia con la sustitucin a mayor escala del ser humano por la robtica, en otras palabras, que algn da los robots pueden incluso ser mayores en cantidad que la raza humana. Esto se debe a que actualmente se trabaja en proyectos de Inteligencia Artificial en los cuales logran hacer que un robot pensante cree y mejore cada vez a su propia creacin que es otro robot. Por esto mismo, se piensa que si algn da se llega a desarrollar lo suficiente esa inteligencia artificial, pueda crear miles y millones de robots, capaces de mejorarse entre s. Por supuesto esto solo es una suposicin que aun no est por venir, sin embargo si es un posible riesgo que el ser humano debe de evitarse.

17Inteligencia artificial en la sociedadEstacin espacial Mir. El funcionamiento rutinario de una estacin espacial es un ejemplo de sistema experto automtico.

Koala es un robot pequeo, experimental, realizado por la escuela politcnica federal de Lausana. Una de sus aplicaciones de mayor xito ha sido asociarle una aspiradora. El robot detecta sillas y otros obstculos, los clasifica, es capaz de seguir las paredes y medir ngulos de forma precisa.

"Kismet" es un robot construido por el Instituto de Tecnologa de Massachusetts (MIT). Con este prototipo Intentan construir una mquina inteligente y sociable que aprenda a travs de la interaccin con otros seres.

Rodney Brooks, director del laboratorio de Inteligencia artificial del MIT, con "Cog", el robot humanoide con el que investigan los mecanismos de aprendizaje de un ser humano.

SPIALa Sociedad Peruana de Inteligencia Artificial es una asociacin sin fines de lucro cuya finalidad es fomentar la actividad de investigacin y desarrollo en Inteligencia Artificial en el Per, la divulgacin de esta disciplina y el contacto con profesionales que tienen por ocupacin esta ciencia.

Alguna vez pensarn las mquinas? Cuando la persona que pregunta, no sepa distinguir quien es la mquina y quin es el hombre, entonces se habr conseguido una mquina inteligente. Alan Turing aventuraba a decir que dicha mquina se conseguira realizar en unos 50 aos. Pues bien, han pasado ya poco ms de 50 aos desde que lo mencion y no se ha logrado superar la prueba.

Se tendr alguna vez una mquina que sea igual que el hombre?Si es difcil saber qu piensa otra persona incluso uno mismo, entonces es mucho ms difcil saber si una mquina sentir algo o tendr conciencia de saber que es lo que est pensando o sintiendo.

Bueno como en todo, si est en malas manos ser peligroso, pero si es por el bien entonces imaginemos a esas mquinas entrando a lugares donde no puede acceder el hombre, o ser empleado en pruebas donde la vida de un individuo corre peligro, o la seguridad que proporcionara ante algn ataque delictivo. En fin veremos que nos depara la tecnologa en los prximos aos.CONCLUSION