【專家系統】

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【專家系統】

 

ExpertSystem

 

【辭書名稱】教育大辭書

 

一九八四年魏斯(Weiss)與柯立考斯基(Kulikowski)界定「專家系統」(expertsystem)為：依據專家思考推理方式所發展的電腦程式，能解決那些需專家才能解決的複雜問題，而且結果與專家所解的相同。

 

一九八五年費根漢(Feigenhaum)的界定，「專家系統」是：一個有智慧的電腦程式，以知識和推理來解需高度專家智能的問題。

 

綜合以上說法，專家系統是以電腦能看得懂的形式，將專家知識儲存起來，並加入控制策略，使電腦能像專家一樣，利用這些知識和經驗法則來解決問題。

 

也就是說，專家系統是一個知識庫(Knowledge-based)程式，可用來解決某領域問題，並且能提供像人類專家般「專業水準」的解答。

 

解決問題是人類每天都會面對的活動，是一種思考的過程，包括注意問題的存在及觀察、深思、分析、簡化、組合問題等步驟，從各種假設中，抽絲剝繭理出問題的來龍去脈，尋找各種解決的可能方案，詳加研判，然後選擇一種解決方法，執行並評估效果。

 

本質上，專家系統是一種解決問題的智慧軟體系統，與最早期人工智慧(ArtificialIntelligence,AI)研究的重心──可遷移的「一般問題解決法」不同，它強調問題解決限定於某一特定的領域，而知識在其中扮演重要的角色，利用特定的領域知識與其彈性的控制策略進行推論。

 

也就是，一個好的專家系統必須能夠解答需要特殊領域的專家知識才能解決的問題；

 

這也說明為何需要專家系統的原因。

 

因為：(1)需要專家知識協助做決策：例如警察從事偵察工作、進行重大抉擇時，就需要足夠的知識協助判斷及推理，亦即，需要在抉擇過程中不斷有相關知識的提供，以協助破案；

 

(2)需吸收稀少的專家智慧：培養一位專家常花費大量的時間與資源，而且無法複製，因此專家人才稀少常是供不應求。

 

如果能藉專家系統來傳播專家智慧，可改善辦案績效及偵察效率。

 

專家系統是一種可提供分析、分類、諮詢、設計、診斷、說明、勘察、預測、組成概念、辨認、教學及建議等功能的電腦程式。

 

它所要解決的問題，常常是那些必須由專家才能解決的問題。

 

因此若能得到專家系統協助解決日常遇到的問題，人類即可具備高水準的專家（如主治醫師、律師）般的知識。

 

近年來專家系統技術逐漸成熟，廣泛應用在工程、科學、醫藥、軍事、商業等方面，而且成果相當豐碩，甚至在某些應用領域，還超過人類專家的智慧與判斷。

 

其功能應用領域概括有：(1)解釋(Interpretation)：如解釋肺部測試；

 

(2)預測(Prediction)：如預測可能由黑蛾所造成的玉米損失；

 

(3)診斷(Diagnosis)：如診斷血液中細菌的感染，或診斷汽車柴油引擎故障原因；

 

(4)故障排除(FaultIsolation)：如電話線故障排除系統；

 

(5)設計(Design)：如專門設計小型馬達彈簧與探刷之專家系統；

 

(6)規劃(Planning)：較出名的有輔助規劃IBM電腦主機架構之布置，重新安排之專家系統CSS，以及輔助財務管理之PlanPower專家系統；

 

(7)監督(Monitoring)：如監督IBMMVS作業系統之YES/MVS；

 

(8)除錯(Debugging)：如偵察學生減法算數錯誤原因之BUGGY；

 

(9)修理(Repair)：如修理原油儲存槽之專家系統SECOFOR；

 

(10)行程安排(Scheduling)：如製造與運輸行程安排之專家系統ISA；

 

(11)教學(Instruction)：如教導使用者學習作業系統之TVX專家系統；

 

(12)控制(Control)：幫助DEC電腦製造及分配之控制系統PTRANS；

 

(13)分析(Analysis)：如分析油井儲存量之專家系統DIPMETERADVISOR；

 

(14)維護(Maintenance)：如分析電話交換機故障原因之後，即能建議人類該如何維修之專家系統COMPASS；

 

(15)架構設計(Configuration)：如設計VAX電腦架構之專家系統XCON；

 

(16)校準(Targeting)：例如校準武器準心之專家系統BATTLE。

 

專家系統的基本架構包括下面幾項：(1)使用者介面(UserInterface)；

 

(2)知識庫(KnowledgeBase)；

 

(3)推理機(InferenceEngine)；

 

(4)使用者(User)；

 

(5)領域專家(DomainExpert)；

 

(6)擷取知識子系統；

 

(7)解釋子系統。

 

（見下頁圖）人類專家與專家系統的不同在於電腦專家系統僅能處理依人類以邏輯方式整理後的知識，而那些連人本身都無法解釋的思考方式，如「突發奇想」、「觸類旁通」、甚至「第六感」，都無法出電腦專家系統來表現，因此專家系統的發展，在軟、硬體為獲得更大的突破前，專家系統只能在有限的某特定範圍內，代替人類專家提供某種層次以下的服務，要完全取代人類是不可能的。

 

但專家系統亦有其優點，如：(1)永不疲倦、不會死亡、能改進並能複製許多拷貝以補人類專家之不足；

 

(2)解決問題的能力遠優於傳統程式的機器；

 

(3)能使用與某問題有關的知識以求解答之捷徑，這種技術為經驗法則問題解決法。

 

如許多問題目前尚未能找出一套有效的演算法或所需資料遺失，則專家系統可根據某種經驗法則即可解決；

 

(4)易於維護及擴充。

 

在專家系統中，領域的知識與控制部分是分開的，且明確的以小單元方式表現，便於知識庫子系統內容的修飾。

 

 

轉自:http://edic.nict.gov.tw/cgi-bin/tudic/gsweb.cgi?o=ddictionary