Технико-экономическое обоснование проектируемой интеллектуальной системы

По мере роста объёма информации поиск традиционными методами становится менее эффективным и неудовлетворяющим потребности пользователей. Поэтому перед человечеством возник вопрос:“Как сделать поиск информации эффективнее?” Было предложено несколько вариантов. Наиболее популярным становятся семантические технологии. Использование данных технологий позволяет представлять знания, где помимо структуризации информации устанавливаются смысловые связи (отношения) между ними. Следовательно появилась возможность обрабатывать информацию на смысловом (семантическом) уровне. Как результат, поиск информации намного улучшился и теперь при поиске различной информации мы получаем наиболее полный ответ на интересующий нас вопрос.

В настоящий момент и в дальнейшем использование семантических технологий переберётся во все информационные технологии, улучшая производительность и качество систем. Семантические технологии имеют большой потенциал даже на стадии разработки и имеют многообещающее будущее.

Ярким примером использования семантических технологий является семантические справочные системы. Семантические справочные системы – класс информационно-справочных систем, построенных с использованием семантических технологий.

Разрабатываемая ИСС по логике может найти широкий спектр применения как в образовании, так и в любой другой сфере. Она может быть использована при изучении логики студентами, учащимися и преподавателям, как для поиска необходимой информации по данной предметной области, так и для помощи в подбирании подсказок и советов, для нахождения альтернативной информации. И главное система по логике способна:

1. Дать как краткую информацию, так и полную информацию, хранящуюся в базе знаний.

2. Сгенерировать недостающую информацию, которой нет в базе.

Так как вся работа в данной системе сводится к задании вопроса т.е элементарным действиям , результатом которого получается не тривиальный ответ , то данной системой способны пользоваться даже простые пользователи.

При технико-экономической оценке проектируемой интеллектуальной справочной системы нужно учитывать такие факторы, как:

• Во-первых, необходимо сравнить проектируемую интеллектуальную систему с аналогами и трудозатраты на само проектирование.

• Во-вторых, необходимо правильно выбрать технологию проектирования.

• В-третьих, нужно адекватно оценить значимость выбранной предметной области.

• И как одно из самых важных аспектов – это наличие аудитории пользователей системы.

Проведём сравнительный анализ систем, решающих схожие задачи в рамках данной предметной области. В качестве аналогов можно привести следующие системы: интернет-ресурс «свободная энциклопедия Википедия»[1] , система«WolframAlpha»[2], справочная система Nigma[3] и поисковая система Ask.com[4].

Интернет-ресурс «свободная энциклопедия Википедия»

Интернет-ресурс «свободная энциклопедия Википедия», запущенный 15 января 2001 год, сейчас является самым крупным и популярным справочником в Интернете. В сущности, система представляет собой страницы гипертекста, соединённый гиперссылками с расширенными возможностями поиска. Изображение главной станицы можно увидеть на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. –главная страница Википедии на русском языке.

В отличие от традиционных энциклопедий, ни одна статья в Википедии не проходит формального процесса экспертной оценки. Любая статья Википедии может редактироваться как с учётной записи участника, так даже и без регистрации на проекте. Несмотря на положительные аспекты, Википедия[1] имеет множество недостатков таких как:

• Во-первых, ненадёжность и недостоверность информации, за исключение некоторых документальных статей.

• Хаотичность в организации информации

Рисунок 1.2. – пример результата запроса в Википедии

Интеллектуальная метапоисковая система Nigma

Нигма.РФ[3] — российская интеллектуальная метапоисковая система, первая кластеризующая поисковая система в Рунете. Проект создан при поддержке факультетов ВМК и психологии МГУ, а также Стэнфордского университета. Название «Nigma» (один из родов пауков семейства Dictynidae, en:Nigma) было выбрано по ассоциации со Всемирной паутиной.

На основе введённого пользовательского запроса Нигма формирует список документов, разделённых на несколько множеств (кластеров). Пользователь может уточнить, в каком множестве продолжить поиск, тем самым улучшив релевантность результатов поиска. Пользователь также может исключить ненужные ему множества сайтов, например, документы, пришедшие с интернет-магазинов (для них формируется специальный кластер).

Список кластеров выводится слева от списка результатов поиска. Для каждого кластера указывается образующая его фраза и количество документов в кластере. Пользователь может управлять кластерами при помощи специальных ссылок под списком кластеров. Позволяет не только производить простейшие арифметические преобразования, но и решать математические задачи различной степени сложности. Также Нигма распознает более тысячи физических и математических констант и единиц измерения, что позволяет производить операции с множеством величин (в том числе решать с ними уравнения) и получать ответ в требуемых единицах измерения.

Рисунок 1.3. – результат ответа на запрос в Nigma

Однако, на запрос в качестве ответа предлагается список источников, в которых нужно проводить дальнейший поиск информации самостоятельно.(cм.Рисунок.1.3.)

Система«WolframAlpha»

WolframAlpha[2] - запущен 15 мая 2009 года. WolframAlpha вычисляет ответ, основываясь на собственной базе знаний, которая содержит данные о математике, физике, астрономии, химии, биологии, медицине, истории, географии, политике, музыке, кинематографии, а также информацию об известных людях и интернет-сайтах. WolframAlpha  способен переводить данные между различными единицами измерения, системами счисления, подбирать общую формулу последовательности, находить возможные замкнутые формы для приближенных дробных чисел, вычислять суммы, пределы, интегралы, решать уравнения и системы уравнений, производить операции с матрицами, определять свойства чисел и геометрических фигур. Однако, расчет на основании собственной базы имеет и свои недостатки, в том числе — уязвимость к ошибкам данных.

Рисунок 1.4. – рабочая среда WolframAlpha

Данная система не плохо справляется с ответами на вопрос и пользоваться данной системой не так уж сложно.

Чтобы получить решение уравнения вида f(x)=0 достаточно записать в строке Wolfram|Alpha: f(x)=0, при этом Вы получите некоторую дополнительную информацию, которая генерируется автоматически. Если же Вам необходимо только решение, то необходимо ввести: Solve[f[x]=0, x].

Пример решения уравнения x^2+y^2-5=0 (ответ рис.1.5.)

Рисунок 1.5. - решение уравнения x^2+y^2-5=0 в WolframAlpha

Сервис WolframAlpha поддерживает возможность построения графиков функций как вида f(x), так и вида f(x,y). Для того, чтобы построить график функции f(x)на отрезке x=[a,b] нужно написать в строке Wolfram Alpha: Plot[f[x],{x, a, b}]. Если Вы хотите, чтобы диапазон изменения ординаты был конкретным, например , нужно ввести: Plot[f[x],{x, a, b},{y, c, d}].

Построение графиков функций Plot[Sin[x]^x, {x,-Pi,E}] (ответ Рисунок 1.6)

Рисунок 1.6. - построение графика Plot[Sin[x]^x, {x,-Pi,E}]

Движок Wolfram|Alpha[2] основан на обработке естественного языка (в настоящее время — только английского, что является огромным минусом данной системы), большой библиотеке алгоритмов и NKS-подходе (англ.) для ответов на запросы. Он написан на языке Mathematica и составляет около 5 миллионов строк, в настоящее время выполняется примерно на 10000 процессорах.

Поисковая система Ask.com

Ask.com[4] (ранее известная как AskJeeves.com) — поисковая система, основана в 1996 году в Беркли, Калифорния Гарреттом Грюнером и Девидом Ватхеном. Сайт AskJeeves.com был построен на основе поискового движка, написанного Гарри Чевски. Первые версии были крайне недоработанными и плохо справлялись со своими обязанностями. С каждым годом ответы на поставленные вопросы становятся лучше.Изображение главной страницы поисковой системы можно увидеть на Рисунке 1.7

Рисунок 1.7. – главная страница ask.com

Рисунок 1.8. – результат ответа на запрос в ask.com

Для наглядности сравним аналоговые системы и разрабатываемую ИСС по некоторым критериям и запишем в Таблицу 1.1

Таблица 1.1. Сравнение аналоговых систем

Проанализировав таблицу, не трудно заметить, что разрабатываемая интеллектуальная система имеет ряд преимуществ перед аналогами. Одним из главных преимуществ является:

1. возможность отвечать на сложно структурированные вопросы и также возможность генерации ответов, явно не содержащихся в базе знаний.

2. Cпособность интеграции с другими интеллектуальными справочными системами.

Сложность разработки сопряжена с представлением знаний на формальном языке, а также извлечением знаний и их формализацией.