SISTEMAS EXPERTOS

Integrantes:

Cristian Zarasa Ccosi.

Idelsa Alejo Ancco.

Diocela Fuentes Benanvente.

Edy Coaquira Vera.

Gavy Leon Pacompia.

Instituto de Educacion Superior Tecnologico Maazo.

Facultad de Administracion y Sistemas

los sistemas de informacin en la organizacin.

Maazo, Puno

2014

Ing. Ali Velasquez Maquera.

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ndice

Contenido

ndice .................................................................................................................................................................. 1

Resumen ............................................................................................................................................................. 2

Abstract .............................................................................................................................................................. 2

Introduccin. ...................................................................................................................................................... 3

1. Sistemas expertos ...................................................................................................................................... 4

2. Estructura bsica de un SE ......................................................................................................................... 4

3 Tipos de SE.................................................................................................................................................. 5

4. Ventajas y limitaciones de los Sistemas Expertos ...................................................................................... 6

5. Tareas que realiza un Sistema Experto ...................................................................................................... 8

6. Conclusiones. ............................................................................................................................................ 13

7. Bibliografa .................................................................................................. Error! Marcador no definido.

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Resumen

Es una aplicacin informtica capaz de solucionar un conjunto de problemas que exigen un

gran conocimiento sobre un determinado tema. Un sistema experto es un conjunto de programas

que, sobre una base de conocimientos, posee informacin de uno o ms expertos en un rea

especfica. Se puede entender como una rama de la inteligencia artificial, donde el poder de

resolucin de un problema en un programa de computadora viene del conocimiento de un dominio

especfico. Estos sistemas imitan las actividades de un humano para resolver problemas de distinta

ndole (no necesariamente tiene que ser de inteligencia artificial). Samper Mrquez Juan Jos

(2004). Tambin se dice que un SE se basa en el conocimiento declarativo (hechos sobre objetos,

situaciones) y el conocimiento de control (informacin sobre el seguimiento de una accin).

Abstract

It is a software application able to solve a set of problems requiring extensive knowledge

on a given topic. An expert system is a set of programs on a knowledge base , has information for

one or more experts in a specific area. It can be understood as a branch of artificial intelligence ,

where the power of solving a problem in a computer program comes from knowledge of a specific

domain. These systems mimic the activities of a human to solve problems of different nature ( not

necessarily have to be of artificial intelligence). It is also said that an SE is based on declarative

knowledge ( facts about objects, situations ) and knowledge control ( monitoring information of an

action ) .

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Introduccin.

Flix Justo (2004). Se considera a alguien un experto en un problema cuando este individuo

tiene conocimiento especializado sobre dicho problema. En el rea de los (SE) a este tipo de

conocimiento se le llama conocimiento sobre el dominio. La palabra dominio se usa para enfatizar

que el conocimiento pertenece a un problema especfico.

Antes de la aparicin del ordenador, el hombre ya se preguntaba si se le arrebatara el

privilegio de razonar y pensar. En la actualidad existe un campo dentro de la inteligencia artificial al

que se le atribuye esa facultad: el de los sistemas expertos (SE). Estos sistemas tambin son

conocidos como Sistemas Basados en Conocimiento, los cuales permiten la creacin de mquinas

que razonan como el hombre, restringindose a un espacio de conocimientos limitado. En teora

pueden razonar siguiendo los pasos que seguira un experto humano (mdico, analista, empresario,

etc.) para resolver un problema concreto. Este tipo de modelos de conocimiento por ordenador

ofrece un extenso campo de posibilidades en resolucin de problemas y en aprendizaje. Su uso se

extender ampliamente en el futuro, debido a su importante impacto sobre los negocios y la

industria.

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1. Sistemas expertos

Para que un sistema experto sea herramienta efectiva, los usuarios deben interactuar de una

forma fcil, reuniendo dos capacidades para poder cumplirlo:

1.1 Explicar sus razonamientos o base del conocimiento: los sistemas expertos se deben realizar

siguiendo ciertas reglas o pasos comprensibles de manera que se pueda generar la explicacin

para cada una de estas reglas, que a la vez se basan en hechos.

1.2 Adquisicin de nuevos conocimientos o integrador del sistema: son mecanismos de

razonamiento que sirven para modificar los conocimientos anteriores. Sobre la base de lo

anterior se puede decir que los sistemas expertos son el producto de investigaciones en el campo

de la inteligencia artificial ya que sta no intenta sustituir a los expertos humanos, sino que se

desea ayudarlos a realizar con ms rapidez y eficacia todas las tareas que realiza.

Castro Marcel (2002). Debido a esto en la actualidad se estn mezclando diferentes tcnicas

o aplicaciones aprovechando las ventajas que cada una de estas ofrece para poder tener empresas

ms seguras. Un ejemplo de estas tcnicas sera los agentes que tienen la capacidad de negociar y

navegar a travs de recursos en lnea; y es por eso que en la actualidad juega un papel

preponderante en los sistemas expertos.

2. Estructura bsica de un SE

Un Sistema Experto est conformado por:

2.1 Especialistas Humanos

2.2 Ingenieros en Conocimientos.

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2.3 Base de conocimientos (BC): Contiene conocimiento modelado extrado del dilogo con un

experto.

2.4 Base de hechos (Memoria de trabajo): contiene los hechos sobre un problema que se ha

descubierto durante el anlisis.

2.5 Motor de inferencia: Modela el proceso de razonamiento humano.

2.6 Mdulos de justificacin: Explica el razonamiento utilizado por el sistema para llegar a una

determinada conclusin.

2.7 Interfaz de usuario: es la interaccin entre el SE y el usuario, y se realiza mediante el lenguaje

natural.

3 Tipos de SE

Principalmente existen tres tipos de sistemas expertos:

1. Basados en reglas previamente establecidas

2. Basados en casos o CBR (Case Based Reasoning).

3. Basados en redes bayesianas.

En cada uno de ellos, la solucin a un problema planteado se obtiene:

- Aplicando reglas heursticas apoyadas generalmente en lgica difusa para su evaluacin y

aplicacin.

- Aplicando el razonamiento basado en casos, donde la solucin a un problema similar

planteado con anterioridad se adapta al nuevo problema.

- Aplicando redes bayesianas, basadas en estadstica y el teorema de Bayes.

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4. Ventajas y limitaciones de los Sistemas Expertos

4.1 Ventajas

1. Permanencia: 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.

2. Replicacin: Una vez programado un SE lo podemos replicar infinidad de veces.

3. Rapidez: Un SE puede obtener informacin de una base de datos y realizar clculos

numricos mucho ms rpido que cualquier ser humano.

4. Bajo costo: A pesar de que el costo inicial pueda ser elevado, gracias a la capacidad de

duplicacin el coste finalmente es bajo.

5. Entornos peligrosos: Un SE puede trabajar en entornos peligrosos o dainos para el ser

humano.

6. Fiabilidad: Los SE no se ven afectados por condiciones externas, un humano s (cansancio,

presin, etc.).

7. Consolidar varios conocimientos.

8. Apoyo Acadmico.

4.2 Limitaciones.

1. Sentido comn: Para un Sistema Experto no hay nada obvio. Por ejemplo, Wikipedia (2004).

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.

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2. Lenguaje natural: Con un experto humano podemos mantener una conversacin informal

mientras que con un SE no podemos.

3. Capacidad de aprendizaje: Cualquier persona aprende con relativa facilidad de sus errores y

de errores ajenos, que un SE haga esto es muy complicado.

4. Perspectiva global: Un experto humano es capaz de distinguir cuales son las cuestiones

relevantes de un problema y separarlas de cuestiones secundarias.

5. Capacidad sensorial: Un SE carece de sentidos.

6. Flexibilidad: Un humano es sumamente flexible a la hora de aceptar datos para la resolucin

de un problema.

7. Conocimiento no estructurado: Un SE no es capaz de manejar conocimiento poco

estructurado.

4.3 Ejemplos importantes:

- Dendral

- XCon

- Dipmeter Advisor

- Mycin

- CADUCEUS

- R1

- CLIPS, Jess

- Prolog

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5. Tareas que realiza un Sistema Experto

5.1 Monitorizacin

La monitorizacin es un caso particular de la interpretacin, y consiste en la comparacin

continua de los valores de las seales o datos de entrada y unos valores que actan como criterios de

normalidad o estndares. En el campo del mantenimiento predictivo los Sistemas Expertos se

utilizan fundamentalmente como herramientas de diagnstico. Se trata de que el programa pueda

determinar en cada momento el estado de funcionamiento de sistemas complejos, anticipndose a

los posibles incidentes que pudieran acontecer. As, usando un modelo computacional del

razonamiento de un experto humano, proporciona los mismos resultados que alcanzara dicho

experto.

ARQUITECTURA DE UN SISTEMA EXPERTO.

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5.2 Diseo

Diseo es el proceso de especificar una descripcin de un artefacto que satisface varias

caractersticas desde un nmero de fuentes de conocimiento.

El diseo se concibe de distintas formas:

El diseo en ingeniera es el uso de principios cientficos, informacin tcnica e imaginacin

en la definicin de una estructura mecnica, mquina o sistema que ejecute funciones especficas

con el mximo de economa y eficiencia.

El diseo industrial busca rectificar las omisiones de la ingeniera, es un intento consciente

de traer forma y orden visual a la ingeniera de hardware donde la tecnologa no provee estas

caractersticas.

Los SE en diseo ven este proceso como un problema de bsqueda de una solucin ptima o

adecuada. Las soluciones alternas pueden ser conocidas de antemano o se pueden generar

automticamente probndose distintos diseos para verificar cules de ellos cumplen los

requerimientos solicitados por el usuario, sta tcnica es llamada generacin y prueba, por lo

tanto estos SE son llamados de seleccin. En reas de aplicacin, la prueba se termina cuando se

encuentra la primera solucin; sin embargo, existen problemas ms complejos en los que el objetivo

es encontrar la solucin ptima.

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5.3 Planificacin

La planificacin es la realizacin de planes o secuencias de acciones y es un caso particular

de la simulacin. Est compuesto por un simulador y un sistema de control. El efecto final es la

ordenacin de un conjunto de acciones con el fin de conseguir un objetivo global.

Los problemas que presentan la planificacin mediante SE son los siguientes:

1. Existen consecuencias no previsibles, de forma que hay que explorar y explicar varios

planes.

2. Existen muchas consideraciones que deben ser valoradas o incluirles un factor de peso.

3. Suelen existir interacciones entre planes de subobjetivos diversos, por lo que deben elegirse

soluciones de compromiso.

4. Trabajo frecuente con incertidumbre, pues la mayora de los datos con los que se trabaja son

ms o menos probables pero no seguros.

5. Es necesario hacer uso de fuentes diversas tales como bases de datos.

5.4.control

Un sistema de control participa en la realizacin de las tareas de interpretacin, diagnstico

y reparacin de forma secuencial. Con ello se consigue conducir o guiar un proceso o sistema. Los

sistemas de control son complejos debido al nmero de funciones que deben manejar y el gran

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nmero de factores que deben considerar; esta complejidad creciente es otra de las razones que

apuntan al uso del conocimiento, y por tanto de los SE.

Cabe aclarar que los sistemas de control pueden ser en lazo abierto, si en el mismo la

realimentacin o el paso de un proceso a otro lo realiza el operador, o en lazo cerrado si no tiene

que intervenir el operador en ninguna parte del mismo. Reparacin, correcta o terapia.

La reparacin, correccin, terapia o tratamiento consiste en la proposicin de las acciones

correctoras necesarias para la resolucin de un problema. Viejo Hernando Diego (2003). Los SE en

reparacin tienen que cumplir diversos objetivos, como son: Reparacin lo ms rpida y

econmicamente posible. Orden de las reparaciones cuando hay que realizar varias. Evitar los

efectos secundarios de la reparacin, es decir la aparicin de nuevas averas por la reparacin.

5.5.Simulacin

La simulacin es una tcnica que consistente en crear modelos basados en hechos,

observaciones e interpretaciones sobre la computadora, a fin de estudiar el comportamiento de los

mismos mediante la observacin de las salidas para un conjunto de entradas. Las tcnicas

tradicionales de simulacin requieren modelos matemticos y lgicos, que describen el

comportamiento del sistema bajo estudio.

Criado Briz Jos Mario (2002). El empleo de los SE para la simulacin viene motivado por

la principal caracterstica de los SE, que es su capacidad para la simulacin del razonamiento de un

experto humano, que es un proceso complejo.

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En la aplicacin de los SE para simulacin hay que diferenciar cinco configuraciones

posibles:

1. Un SE puede disponer de un simulador con el fin de comprobar las soluciones y en su caso

rectificar el proceso que sigue.

2. Un sistema de simulacin puede contener como parte del mismo a un SE y por lo tanto el SE

no tiene que ser necesariamente de simulacin.

3. Un SE puede controlar un proceso de simulacin, es decir que el modelo est en la base de

conocimiento del SE y su evolucin es funcin de la base de hechos, la base de

conocimientos y el motor de inferencia, y no de un conjunto de ecuaciones aritmtico

lgicas.

4. Un SE puede utilizarse como consejero del usuario y del sistema de simulacin.

5. Un SE puede utilizarse como mscara o sistema frontal de un simulador con el fin de que el

usuario reciba explicacin y justificacin de los procesos.

5.6.Instruccin

Un sistema de instruccin realizara un seguimiento del proceso de aprendizaje. El sistema

detecta errores ya sea de una persona con conocimientos e identifica el remedio adecuado, es decir,

desarrolla un plan de enseanza que facilita el proceso de aprendizaje y la correccin de errores.

Recuperacin de informacin

Samper Juan (2003). Los Sistemas Expertos, con su capacidad para combinar informacin y

reglas de actuacin, han sido vistos como una de las posibles soluciones al tratamiento y

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recuperacin de informacin, no slo documental. La dcada de 1980 fue prolija en investigacin y

publicaciones sobre experimentos de este orden, inters que continua en la actualidad.

Lo que diferencia a estos sistemas de un sistema tradicional de recuperacin de informacin

es que stos ltimos slo son capaces de recuperar lo que existe explcitamente, mientras que un

Sistema Experto debe ser capaz de generar informacin no explcita, razonando con los elementos

que se le dan. Pero la capacidad de los SE en el mbito de la recuperacin de la informacin no se

limita a la recuperacin. Pueden utilizarse para ayudar al usuario, en seleccin de recursos de

informacin, en filtrado de respuestas, etc. Un SE puede actuar como un intermediario inteligente

que gua y apoya el trabajo del usuario final.

6. Conclusiones.

Actualmente el duro, difcil y cambiante mercado competitivo se vuelve ms complejo por

la gran diversidad de informacin que se ven obligados a almacenar y analizar, razn por la cual las

empresas se ven en la necesidad de recurrir a poderosas y/o robustas herramientas o sistemas que

les sirvan de soporte a la hora de tomar decisiones. De esta forma estos inteligentes, precisos y

eficientes sistemas son adoptados por ms organizaciones, en las cuales se convierten y/o

transforman en una importante estrategia de negocio.

Montes Cerra Mara Clara (2003). Por otra parte es importante mencionar que estos seguirn

siendo usados en los todos y cada una de las reas y/o campos donde los expertos humanos sean

escasos. Por consecuencia de lo anterior estos sistemas son utilizados por personas no

especializadas, por lo cual el uso frecuente de los (SE) les produce y/o genera conocimiento a los

usuarios.

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7. Referencias.

Viejo Hernando Diego (2003). Sistemas expertos. Consultado en 06, 04, 2004 en

http://www.divulga-ia.com/cursos/cursos.xml?numero=2&nombre=2003-9-

26a&numLecc=1.

Samper Mrquez Juan Jos (2004). Introduccin a los sistemas expertos. Consultado en 06, 03,

2004 en http://www.redcientifica.com/doc/doc199908210001.html.

Samper Juan (2003). Sistemas expertos. El conocimiento al poder. Consultado en 06, 03, 2004 en

http://www.psycologia.com/articulos/ar-jsamper01.htm.

Criado Briz Jos Mario (2002). Introduccin a los sistemas expertos. Consultado en 06, 05, 2004 en

http://ingenieroseninformatica.org/recursos/tutoriales/sist_exp/cap1.php.

Wikipedia (2004). Sistema experto. Consultado en 06, 03, 2004 en

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_experto.

Castro Marcel (2002). Sistemas expertos. Consultado en 06, 04, 2004 en

http://strix.ciens.ucv.ve/~iartific/Material/PP_Sistemas_Expertos.pdf.

Flix Justo (2004). Aplicaciones, ventajas y limitaciones de los sistemas expertos. Consultado en

06, 04, 2004 en http://efelix.iespana.es/efelix/expertaplicaciones.htm.

Montes Cerra Mara Clara (2003). Sistemas expertos. Consultado en 06, 05, 2004 en

http://dis.eafit.edu.co/labs/labgic/ARTICULOS_%20PUBLICAR/Sistemas%20expertos.doc

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