1.2 Wissensbasis
Die Wissensreprüsentation ist eines der zentralen
Probleme bei der Erstellung von Expertensystemen.
Das Wissen in der Wissensbasis kann in drei
verschiedene Bereiche unterteilt werden.
-» fallbezogenes Faktwissen: Dieses Wissen wird vom
Benutzer des Systems im Laufe der Konsultation
eingegeben.
-» bereichsspezifisches Expertenwissen: Es existie-
ren verschiedene Reprüsentationsformen im Bereich
der Wissensreprüsentation. Das bereichsspezifische
Expertenwissen kann im Prinzip nur durch Regeln
abgebildet werden. Viele Expertensysteme
beschränken sich auf diese Repräsentationsart des
Wissens. Andere Formen der Wissensreprasentation
stellen eine konzeptionelle Erweiterung zur
Annäherung an menschliche Denkabläufe und
Gedächtnismechanismen dar, Sie erhöhen aber nicht
die Mächtigkeit bezüglich der Problemlósungs-
fähigkeit, Normalerweise ändert sich das
bereichsspezifische Wissen während der Konsultation
nicht.
-> Die Zwischen- und Endergebnisse: Dieses Wissen
wird von System durch den Inferenzmechanismus
ermittelt.
Es gibt verschiedene Formen der Wissensrepräsen-
tation:
Die regelorientierte Wissensrepräsentation verwen-
det Wissen in Form von Regeln, die strukturierte
Wissensrepräsentation läßt sich unter anderem in
Semantische Netze, Frames und die objektorientierte
Repräsentation unterteilen.
Regelbasierte Systeme sind meistens einfach zu
handhaben. Sie bieten den Vorteil, daß sie relativ
schnell zu verwirklichen sind. Dadurch besteht die
Möglichkeit Wissen, das in verbaler Form vorliegt,
mit | vergleichsweise wenig Aufwand in einem
Expertensystem zu integrieren.
Eine Regel kann folgende Form haben:
Wenn (Pràmisse) dann (Konklusion)
Sowohl Prämisse als auch Konklusion kónnen
Einzelaussagen der Konjunktionen und Disjunktionen
von Einzelaussagen sein, wie z.B.
Wenn A und B oder C ... dann D
Eine Erweiterung der regelorientierten
Wissensrepraásentation ist die strukturierte Regel,
Die strukturierte Regel enthält Aussagen über
Aktivierungsbedingungen. Diese können zum Beispiel
Randbedingungen, Schwellenwerte oder Listen von
Ausnahmefällen mit den zugehörigen Unterlassungs-
werten sein,
Unsicheres Wissens kann mit Hilfe von
Konfidenzfaktoren repräsentiert werden. Als weitere
Möglichkeiten dieser Wissensrepräsentation sei auf
das Bayes’sche Theorem, die Dempster-Shafer-Theorie
und die Fuzzy-Logik verwiesen.
Die Wissensbank des am IPB entwickelten
Expertensystems besteht aus Programmen, Objekten
und Regeln. Mit Hilfe der Regeln wird die
Vorgehensweise des Experten simuliert. Da sich
Regeln eng an die natürliche Sprache anlehnen, kann
das Wissen relativ einfach implementiert werden.
Außerdem verringern sich so die Kosten für Wartung
und Erweiterung des Systems.
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1.3 Inferenzkomponente
Das Inferenzsystem ist für den Ablauf des gesamten
Problemlösungsprozesses während der Konsultation
eines Expertensystems verantwortlich.
Regeln in der Wissensbasis können durch die
Inferenzkomponente wie folgt ausgewählt werden:
1. Durch Mustervergleich wird eine anwendbare Regel
aus der Wissensbasis ausgesucht. Existieren mehrere
anwendbare Regeln, die sich auf gleiche Fakten
beziehen, entscheidet die Inferenzkomponente über
die Auswahl einer Regel (Konfliktlösung).
2. Nun kommt die ausgewählte Regel zur Anwendung,
d.h. die Regel feuert.
3. Wenn der Zielzustand erreicht ist, terminiert
das Expertensystem, andernfalls beginnt die
Inferenzkomponente erneut bei Punkt 1.
Die in Expertensystemen angewendeten Methoden zur
Lósungsfindung stammen zum Teil noch aus den
Anfängen der Künstlichen Intelligenz, Sie
entsprechen nicht dem neuesten Stand der
Forschnung. Allerdings wenden meschliche Experten
auch keine komplexen Kontrollstrategien an. Sie
bedienen sich eher einfacherer Problem-
lósungsstrategien, mit denen ein unfangreiches
Fachwissen bearbeitet wird. Dadurch sind auch
einfachere Strategien in Expertensystemen
wirkungsvoll.
Als Möglichkeiten des Vorgehens der
Inferenzkomponente sei auf folgende Punkte
verwiesen:
Rückwärtsverkettung, Vorwärtsverkettung, Tiefen-
suche, Breitensuche, nicht monotones Schließen,
Blackboard-Architektur und Metainferenz.
1.4 Benutzerschnittstelle
Wesentlich für die Akzeptanz eines Expertensystems
ist die Benutzerschnittstelle. Bei dem am IPB zur
Zeit entwickelten Expertensystem ist die
Wissensbasis in Module unterteilt worden. Jedes
Modul repräsentiert einen bestimmten Teilbereich
der Berechnung komplexer Bildverbände. Jeder
Teilbereich der Berechnung besteht aus bisher
eingesetzten Programmen und dem Wissen zur
Bedienung und Steuerung der Programme. Sämtliche
Module sind in Form eines Flußdiagrammes in einem
Fenster | angeordnet. Durch eine entsprechende
Auswahl mit der Maus kónnen die Module ausgewühlt
werden. So ist es möglich Teilbereiche oder
komplette Berechnungsvorgänge zu starten. Dabei
werden die durch die Berechung erzielten Ergebnisse
dem Anwender automatisch zur Verfügung gestellt und
immer auf den neuesten Stand gebracht. Die Ausgabe
geschieht meist in graphischer Form. Ferner werden
dem Anwender in jeder Phase der Konsultation des
Systems Informationen zur Erklärung des Vorgehens
des Systems angeboten. Sämtliche Variablen des
Systems sind jederzeit abruf- und veränderbar, so
daß auch eine manuelle Veränderung der Zustände des
Expertensystems durch den Benutzer erfolgen kann.
2. MUSTERERKENNUNG IM EXPERTENSYSTEM
Ein Programm innerhalb des Expertensystems legt
eine neue Orientierungsreihenfolge des
Bildverbandes fest. Das Ergebnis wird in Form von
Verknüpfungspunkten in einer Matrix dargestellt.