unidad1.- ing. conocimiento

UNIDAD 1.

Introduccin

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INGENIERIA DEL

CONOCIMIENTO

1.1 Antecedentes.

1.2 Diferencia entre dato, Informacin y conocimiento.

1.3 Anlisis y representacin del conocimiento.

1.4 La Ingeniera del conocimiento y sus aplicaciones.

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UNIDAD 1. INTRODUCCIN

A mitad de los 70 comienzan a tomar cuerpo dos ideas claves.

Se trata del paradigma del sistema experto el paradigma del conocimiento .

La expresin Ingeniera del Conocimiento se acu en los aos 70 para referirse al diseo y construccin de SBC (Sistemas Basados en Conocimientos):

Se admite que el conocimiento que se puede extraer de los expertos puede ser

incompleto, inconsistente, impreciso, incierto y no dogmtico.

Las respuestas del sistema puedan ser inseguras, matizadas por un grado de

confianza o de creencia.

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1.1. ANTECEDENTES

Adems, el conocimiento puede evolucionar tanto en la fase de desarrollo como en la de uso del sistema.

Por tanto, la responsabil idad del desarrollo y del mantenimiento no recae slo en los ingenieros, sino tambin en los expertos y en los usuarios f inales , que intervienen a lo largo de todo el ciclo de vida.

Como consecuencia, no es aplicable el ciclo de vida clsico, porque no pueden establecerse unas especif icaciones def init ivas desde el principio.

Esto implica un proceso continuo de depuracin de la base de conocimientos, que muchas veces se prolonga durante toda la vida del sistema.

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1.1. ANTECEDENTES

Sistemas Basados en el Conocimiento (SBC)

Programas que resuelven problemas usando un determinado dominio de conocimiento

Terminologa: Sistema basado en el conocimiento Sistema experto Sistema experto basado en el conocimiento

Sistemas basados en el conocimiento vs sistemas expertos: SBC: conocimiento no necesariamente experto. SE: conocimiento experto + interaccin. SE SBC.

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1.1. ANTECEDENTES

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1.1. ANTECEDENTES

Sistemas Expertos

Un sistema experto puede definirse como un sistema informtico (hardware y software) que simula a los expertos

humanos en un rea de especializacin dada.

Los sistemas expertos son mquinas que razonan como lo hara un experto de una cierta especialidad o campo.

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1.1. ANTECEDENTES

Sistemas Expertos Ejemplo :

Un s is tema exper to en d iagnst ico mdico requer ir a como datos: los sntomas del paciente los resultados de anlisis clnicos otros hechos relevantes

Utilizando stos datos, buscara la informacin necesaria para poder identificar la correspondiente enfermedad.

Un Sistema Experto no slo maneja grandes cantidades de datos, sino que tambin los manipula de forma que el resultado sea inteligible y tenga significado para responder a preguntas incluso no completamente especificadas.

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1.1. ANTECEDENTES

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1.1. ANTECEDENTES

EJEMPLOS

Transacciones bancarias.

No hace mucho, para hacer una transaccin bancaria, tal como depositar o sacar dinero de una cuenta, uno tena que visitar el banco en horas de oficina.

Hoy en da, esas y otras muchas transacciones pueden realizarse en cualquier momento del da o de la noche usando los cajeros automticos que son ejemplos senci l los de sistemas exper tos . De hecho, se pueden real izar estas transacciones desde casa comunicndose con el sistema experto va tfno. o Internet .

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1.1. ANTECEDENTES

EJEMPLOS

Control de Trfico

El control de trfico es una de las apl icaciones ms importantes de los sistemas expertos.

No hace mucho t iempo, el flujo de trfico en las cal les de una ciudad se controlaba mediante guardias de trfico que controlaban el mismo en las intersecciones.

Hoy se uti l izan sistemas expertos que operan automticamente los semforos y regulan el flujo del trfico en las cal les de una ciudad y en los ferrocarri les .

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1.1. ANTECEDENTES

Problemas de Planeacin

La organizacin y asignacin de aulas para exmenes finales en una gran universidad;

condiciones:

Eliminar las coincidencias de asignacin simultanea de aulas: Solo se puede realizar un examen en cada aula al mismo tiempo.

Asientos suficientes: Un aula asignada para un examen debe tener al menos dos asientos por estudiante.

Minimizar conflictos temporales: no alumnos con exmenes coincidentes.

Eliminar sobrecarga de trabajo: Ningn alumno mas de 2 exmenes en 24 h.

Minimizar exmenes realizados durante las tardes.

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1.1. ANTECEDENTES

EJEMPLOS

Planificacin de doctores y enfermeras en un gran hospital

Planificacin en una gran empresa o fabrica

Planificacin de autobuses para las horas de congestin o de das

festivos.

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1.1. ANTECEDENTES

Trabajo de Investigacin para los alumnos

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1.2. DIFERENCIA ENTRE DATO, INFORMACIN Y

CONOCIMIENTO.

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1.3 ANLISIS Y REPRESENTACIN DEL

CONOCIMIENTO

Conocimiento

Segn (Vzquez , 2009, p.59) Desde el punto de vista de la Inteligencia Artificial(IA), el conocimiento se puede interpretar como la combinacin de esquemas o estructuras de datos y procedimientos interpretativos que confieren algn comportamiento inteligente y est formado por hechos, conceptos, procedimientos, ideas abstracciones, reglas y asociaciones utilizadas para modelar el mundo real.

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CONOCIMIENTO

Tipos de conocimiento

Conocimiento declarativo:

segn (Pech, 1999, p.29) se puede expresar desde un

hecho o atributo posedo por un objeto, persona o

concepto abstracto y una o varias relaciones entre estos

Conocimiento procedural:

consiste en un conjunto de reglas (basadas en

conocimiento) que los expertos usa en la solucin

de los problemas. Consiguiendo as la generacin de ms

conocimiento.

Metaconocimiento: es el conocimiento sobre el propio

conocimiento y la experiencia, forma parte del Motor de inferencia. En IA el metaconocimiento se refiere

al conocimiento sobre la operacin de los sistemas

basados en conocimiento, es decir, sobre sus capacidades

de razonamiento.

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CONOCIMIENTO

Ingeniero de Conocimiento (ICO)

es un especialista informtico, el cual tiene los conocimientos profundos sobre el desarrollo y ejecucin de sistemas basados

en el conocimiento, debe conocer las herramientas de su desarrollo, estrategias efectivas de comunicacin y contar con

conocimientos mnimos de psicologa para poder

interpretar las expresiones y manifestaciones del experto

humano

La Ingeniera del Conocimiento tiene que ver con la

adquisicin, representacin, validacin,

inferenciacin, explicacin y mantenimiento del

conocimiento

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CONOCIMIENTO

La ingeniera del conocimiento permite construir aplicaciones

informticas en dominios difciles para la informtica

convencional como lo son los SE (sistemas basados en el

conocimiento), donde los algoritmos empleados nos son de tipo

formal, debido a que el conocimiento, en general, no est bien

estructurado, puede ser inconsistente, incompleto e impreciso.

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CONOCIMIENTO

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CONOCIMIENTO

la Ingeniera del Conocimiento est constituida por tres procesos fundamentales:

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CONOCIMIENTO

fase en la cual mediante expertos humanos se obtiene el dominio del conocimiento.

Adquisicin del conocimiento:

en la cual interviene de manera fundamental el ingeniero del conocimiento encargado de codificar y hacer explcitas las reglas u otros procedimientos

Representacin del conocimiento

La informacin puede ser representada mediante reglas de produccin. Las reglas de produccin constituyen el mtodo ms utilizado para construir bases de conocimientos. Llamadas tambin implicaciones lgicas. Su estructura es la siguiente: para unas ciertas causas, unos efectos; o, para determinadas condiciones, ciertas consecuencias.

Base de Conocimiento

Procesos Fundamentales de la Ingeniera del Conocimiento:

Adquisicin del Conocimiento:

El proceso de Adquisicin del conocimiento se define como la labor de extraccin del conocimiento de las fuentes de Informacin.

Por lo tanto, la Adquisicin del Conocimiento es el proceso central en la creacin de sistemas basados en el conocimiento. El ingeniero del conocimiento se encarga de crear y organizar un sistema de adquisicin de conocimiento, con su respectiva base de conocimiento, a par t i r de la captacin e interrogacin de la experiencia prev ia del exper to

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CONOCIMIENTO

Es importante saber que este proceso requiere de fuentes de conocimiento:

a) Fuente de Conocimiento Estatica (Fuente Secundaria) : el contenido no se puede variar por lo cual se debe seleccionar las fuentes mas apropiadas que estan relacionadas con el problema para adquirir los conocimientos basicos del dominio, todo aquel conocimiento tangible a nosotros, por ejemplo un l ibro, una revista, un ar t iculo, una pelicula, etc.

b) Fuente de Conocimiento Dinamica (Fuente Primaria) : variable, cambiante e inexacta, basado en la experiencia, entre otros. El hombre realiza par te de este t ipo de fuente, en par t icular, el Experto

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CONOCIMIENTO

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CONOCIMIENTO

Etapas de la

Adquisicin

del

Conocimiento

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CONOCIMIENTO

Etapas de la Adquisicin del Conocimiento:

el problema y sus caractersticas principales son reconocidos. El problema se divide en subproblemas, los participantes son identificados, y se describen los recursos. El IC aprende de la situacin y lo plasma todo cumpliendo con el propsito de la aplicacin de IA. Identificacin

El conocimiento importante para una situacin de decisin puede estar diferenciado. Por tanto, esto es necesario para determinar los conceptos y las relaciones usadas. Estas y muchas otras cuestiones son respondidas durante el entendimiento, por ejemplo: Cul informacin es usada y cmo puede ser representada en la Base de conocimiento? Son las reglas un buen medio de representacin? Cmo extraer los conocimientos de manera segura?

Entendimiento La forma en la cual el conocimiento es organizado y representado puede determinar la metodologa de

adquisicin.. En esta etapa la Adquisicin del conocimiento en realidad es mezclada con la Representacin del conocimiento. Aqu, varias piezas de software y hardware tambin son examinadas. Esta etapa es muy difcil porque en ella est involucrada la extraccin del conocimiento de los expertos humanos

Formalizacin.

Esta etapa involucra la programacin del conocimiento en la computadora. Sin embargo, las mejoras del conocimiento estn hechas con adquisiciones adicionales o cambios. Un prototipo de SE es desarrollado en esta etapa Implementacin.

En la etapa final, el Ingeniero de conocimiento prueba el sistema por medio de ejemplos. Los resultados son mostrados al experto humano y las reglas (o cualquier Representacin del conocimiento) son revisadas de ser necesario. En otras palabras, se examina la validez del conocimiento.

Pruebas

Representacin del Conocimiento (KR): Proceso que consiste en llevar el conocimiento extrado de las fuentes y representarlo en una forma inteligible, es decir, que sea entendible para quienes lo utilicen.

La representacin del conocimiento propone diferentes clases de estructuras y esquemas para organizar y almacenar el conocimiento en un sistema inteligente artificial. La eleccin de un esquema en particular depender del tipo de problema que se quiere resolver y de los mtodos de inferencia que se utilizarn.

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CONOCIMIENTO

Segn (Vzquez, 2009 p.73). La seleccin correcta de la

representacin del conocimiento, debe cumplir con los siguientes

puntos:

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CONOCIMIENTO

Sencilla. Fcil de modificar y manipular

por procedimientos manuales o mediante tcnicas automticas.

Fcil de modificar. Permitir la

incorporacin de nuevo conocimiento de forma

sencilla.

Transparente. Facilitar la deteccin de

incoherencias y faltas de consistencia.

Independiente. Facilitar la reutilizacin de sentencias, procedimientos, etc. As

como permitir, la inclusin, modificacin o exclusin de una

unidad de conocimiento sin que afecte al resto de la Base de conocimiento ni

al resto del SE.

Relacional. Permita establecer relaciones

entre los conocimientos.

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CONOCIMIENTO

Los esquemas KR (Representacin del Conocimiento) consisten de: reglas de lgica

simbl ica, redes semnt icas , redes de produccin, grficos conceptuales, rboles de

dec is iones , f rames o s lots y d iagramas lgicos

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CONOCIMIENTO

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CONOCIMIENTO

La forma ms bsica de representar el conocimiento

AND, OR, Modus Ponen Lgica

proposicional

La relacin de sintaxis de las frases lgicas

Lenguaje formal con sintaxis y gramtica propias

Lgica de Predicados

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CONOCIMIENTO

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CONOCIMIENTO

Una red semntica, tambin llamada red asociativa, se basa en

la representacin grfica de las relaciones entre los elementos de

un dominio los componentes bsicos son los nodos y los enlaces

Los nodos son usados para representar elementos del dominio, un atributo, un estado, una entidad

o un evento y grficamente se muestran como rectngulos

rotulados con los nombres de los elementos representados.

Los enlaces (ligas o arcos) simbolizan las relaciones entre los

elementos, la forma grfica de ubicar un enlace es como un vector desde un nodo a otro, titulado con el

nombre de las relaciones representadas.

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CONOCIMIENTO

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CONOCIMIENTO

Se conceptualiza como la representacin de los espacios

de bsqueda de soluciones a un problema, donde el tamao de cada espacio de bsqueda esta dado por el nmero de nodos

(ramas) en el rbol.

Estn compuestos por nodos que representan las metas y por ramas que representan decisiones

(conclusiones o resultados).

La traficacin de estos arboles de decisin sigue el orden que se explica a continuacin.

El nodo inicial se grafica a la izquierda, y los efectos parciales o finales a la derecha.

Un efecto parcial se constituye en una causa(rama de un arbol) hasta llegar al nodo final que da los resultados o conclusion al problema.

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CONOCIMIENTO

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CONOCIMIENTO

consiste en una coleccin de atributos que definen el estado de un objeto y su relacin con

otros objetos. Los atributos tambin son llamados slots, ranuras, casillas o campos y

hacen referencia a los valores de los datos..

Los marcos estn organizados jerrquicamente, conectados entre s, estableciendo un mecanismo de herencia.

Los marcos se emplean para organizar nuestra comprensin bsica de las cosas que tpicamente son ciertas para algunas clases generales de elementos. Pero antes de que se pueda utilizar un marco, es necesario verificar que sea aplicable a la situacin actual.

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CONOCIMIENTO

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CONOCIMIENTO

Representacin del conocimiento se puede

clasificar en dos clases de esquemas: declarativos y

procedimentales

Esquemas Declarativos.- La representacin del conocimiento hace nfasis en la acumulacin de hechos estticos junto con una informacin limitada que describe cmo se va a emplear el conocimiento.

Esquemas Procedimentales.- Enfatiza la representacin del conocimiento en forma de reglas dinmicas que describen procedimientos para usar el conocimiento.

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CONOCIMIENTO

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CONOCIMIENTO

Son representaciones o expresiones grficas que incluyen el conocimiento

requerido para la solucin de un problema, en los cuales se expresa el conocimiento en

forma de relaciones secuenciales de precedencia, de jerarqua que se dan en los

factores relevantes que afectan el problema y su

solucin

55Por lo general relaciones de tipo causa- efecto..

El tamao de cada mapa de conocimiento depende del nivel de detalle que se quiera dar al anlisis y solucin del problema.

FIN DE LA CLASE

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1.4 LA INGENIERA DEL CONOCIMIENTO Y SUS

APLICACIONES..

Trabajo de Investigacin para los alumnos

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1.4 LA INGENIERA DEL CONOCIMIENTO Y SUS

APLICACIONES..

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FIN DE LA CLASE

GRACIAS X SU ATENCIN

unidad1.- ing. conocimiento

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