Глава 13 экспертные системы

В течение последнего десятилетия в рамках исследований по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление -экспертные системы (ЭС), или инженерия знаний. В задачу этого направления входят исследование и разработка программ (устройств), использующих знания и процедуры вывода для решения задач, являющихся трудными для людей-экспертов. ЭС могут быть отнесены к системам ИИ общего назначения - системам, которые не только исполняют заданные процедуры, но на основе метапроцедур поиска генерируют и используют процедуры решения новых конкретных задач.

Огромный интерес к ЭС со стороны пользователей вызван, по крайней мере, тремя причинами. Во-первых, они ориентированы на решение широкого круга задач в неформализованных областях, на приложения, которые до недавнего времени считались малодоступными для вычислительной техники. Во-вторых, с помощью ЭС специалисты, не знающие программирования, могут самостоятельно разрабатывать интересующие их приложения, что позволяет резко расширить сферу использования вычислительной техники. В-третьих, ЭС при решении практических задач достигают результатов, не уступающих, а иногда и превосходящих возможности людей-экспертов, не оснащенных ЭС.

В настоящее время ЭС применяются в различных областях человеческой деятельности. Наибольшее распространение ЭС получили в проектировании интегральных микросхем, в поиске неисправностей, в военных приложениях и автоматизации программирования. Применение ЭС позволяет: 1) при проектировании интегральных микросхем повысить (по данным фирмы NEC) производительность труда в 3-6 раз, при этом выполнение некоторых операций ускоряется в 10-15 раз; 2) ускорить поиск неисправностей в устройствах в 5-10 раз; 3) повысить производительность труда программистов (до данным фирмы Toshiba) в 5 раз; 4) при профессиональной подготовке сократить (без потери качества) в 8-12 раз затраты на индивидуальную работу с обучаемым.

В настоящее время ведутся разработки ЭС для следующих приложений: раннее предупреждение национальных и международных конфликтов и поиск компромиссных решений; принятие решений в кризисных ситуациях; охрана правопорядка; законодательство; образование; планирование и распределение ресурсов; системы организационного управления (кабинет министров, муниципалитет, учреждение) и т.д.

Исследования и разработки ЭС составляют основу программ по информатизации развитых государств. На проведение этих программ выделены весьма большие средства. Например, на 10-летнюю стратегическую компьютерную программу (СКП) США запланировано выделить 1,6 млрд. дол., а на Esprit Европейского экономического сообщества - примерно 1,94 млрд .дол. По мере выполнения указанных программ интерес к ним возрастает. Так, в начале 1988 г. ЕЭС приняло решение об удвоении ассигнований на Esprit. В США ассигнования на СКП не изменились, однако (с учетом принятия новых программ и расходов частных фирм) затраты на ЭС только в 1987 г. составили более 1 млрд. дол.

Несмотря на значительную стоимость разработки, ЭС приносят существенный доход. Например, ежегодный доход от ЭС DEFT (проверка гигантских дисководов для ЭВМ фирмы ШМ) составляет 12 млн.дол. (начальная стоимость системы 100 000 дол.), а от ЭСXCON (помогает продавцам систем VAX фирмы DEC определять конфигурацию системы) -25 млн.дол. (при стоимости разработки около 3 млн.дол,).