miércoles, 21 de noviembre de 2012

Tipos de sistemas expertos

8.1 Estructura básica de los Sistemas Expertos


Es una aplicación informática 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 información de uno o más expertos en un área específica.

 Se puede entender como una rama de la inteligencia artificial, donde el poder de resolución de un problema en un programa de computadora viene del conocimiento de un dominio específico. Estos sistemas imitan las actividades de un humano para resolver problemas de distinta índole (no necesariamente tiene que ser de inteligencia artificial).

También se dice que un SE se basa en el conocimiento declarativo (hechos sobre objetos, situaciones) y el conocimiento de control (información sobre el seguimiento de una acción). Para que un sistema experto sea herramienta efectiva, los usuarios deben interactuar de una forma fácil, reuniendo dos capacidades para poder cumplirlo:


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

  • Adquisición 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 ésta no intenta sustituir a los expertos humanos, sino que se desea ayudarlos a realizar con más rapidez y eficacia todas las tareas que realiza. Debido a esto en la actualidad se están mezclando diferentes técnicas o aplicaciones aprovechando las ventajas que cada una de estas ofrece para poder tener empresas más seguras.

Un ejemplo de estas técnicas sería los agentes que tienen la capacidad de negociar y navegar a través de recursos en línea; y es por eso que en la actualidad juega un papel preponderante en los sistemas expertos.

8.2 Tipos de Sistemas Expertos


Principalmente existen tres tipos de sistemas expertos:


  • Basados en reglas previamente establecidas. 
  • Basados en casos o CBR (Case Based Reasoning). 
  • Basados en redes bayesianas. En cada uno de ellos, la solución a un problema planteado se obtiene: 


Aplicando reglas heurísticas apoyadas generalmente en lógica difusa para su evaluación y aplicación.

Aplicando el razonamiento basado en casos, donde la solución a un problema similar planteado con anterioridad se adapta al nuevo problema. Aplicando redes bayesianas, basadas en estadística y el teorema de Bayes.

8.3 Ventajas y Desventajas de los Sistemas Expertos


Ventajas Permanencia: A diferencia de un experto humano un SE (sistema experto) no envejece, y por tanto no sufre pérdida de facultades con el paso del tiempo.


  • Replicación: Una vez programado un SE lo podemos replicar infinidad de veces. 
  • Rapidez: Un SE puede obtener información de una base de datos y realizar cálculos numéricos mucho más rápido que cualquier ser humano. 
  • Bajo costo: A pesar de que el costo inicial pueda ser elevado, gracias a la capacidad de duplicación el coste finalmente es bajo. 
  • Entornos peligrosos: Un SE puede trabajar en entornos peligrosos o dañinos para el ser humano. 
  • Fiabilidad: Los SE no se ven afectados por condiciones externas, un humano sí (cansancio, presión, etc.). Consolidar varios conocimientos. 
  • Apoyo Académico.


Limitaciones

Sentido común: Para un Sistema Experto no hay nada obvio. Por ejemplo, un sistema experto sobre medicina podría 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 conversación 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 resolución de un problema. 
  • Conocimiento no estructurado: Un SE no es capaz de manejar conocimiento poco estructurado.

8.4 Ejemplos importantes

  • Control experto de molienda semiautógena (Muñoz, 1988) 
  • Sistema de supervisión inteligente del sistema de lubricación de un molino semiautógeno (Escobedo, 1990) 
  • Sistema de control experto para planta de flotación (Ríos, 1990) 
  • Control experto de flotación columnar (Atero, 1991) 
  • Procesamiento inteligente de alarmas en sistemas SCADA/EMS (Murray, 1994) 
  • Sistema experto para predicción de demanda eléctrica (Prina, 1994) 
  • Sistema experto para el control de voltaje y despacho de potencia reactiva (Talavera, 1995) 
  • Sistema experto para procesamiento inteligente de señales fisiológicas adquiridas por monitores computarizados (Oberli, 1996)

8.5 Tareas que realiza un sistema experto


En medicina: 
 - Intérprete de electroforesis 
 - Análisis de EEG 
 - Monitoreo respiratorio y anestésico 
 - Monitoreo de recién nacidos 
 - Monitoreo de pacientes con asistencia ventilatoria mecánica. 

 • En la industria aeroespacial: 
 - Monitoreo predictivo y reconfiguración de sensores de navegación 
 - Análisis de errores de telemetría 
 - Control de órbita satelital 
 - Apoyo a la navegación en le reingreso a la atmósfera 
 - Evaluación de situaciones y manejo de emergencias 
 - Planificación táctica y de rutas. 

 • En comunicaciones: 
 - Interpretación de reportes diarios de buques 
 - Interpretación de comunicaciones de radio. 

 • En robótica: 
 - Generación de planes en vehículos autónomos guiados. 

 • En supervisión y control: 
 - Supervisión de señales 
 - Control inteligente 
 - Sistemas de supervisión inteligente 
 - Detección y diagnóstico de fallas.

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