مكوّنات النظام الخبير
- النظام الخبير: (قاعدة المعرفة، محرك الاستدلال، واجهة المستخدم)
واجهة المستخدم
- لكي يستطيع المستخدم التواصل والتفاعل مع النظام الخبير، لابد من وجود واجهة تفاعلية تسمح للمستخدم بالتفاعل مع النظام، حيث تأخذ المسألة على أنها مدخلات، وتمرّرها إلى محرك الاستدلال، وعند انتهاء العملية تعرض النتائج للمستخدم.
- ومن الجدير ذكره أن قابلية استخدام النظام تعتمد على واجهة المستخدم.
قاعدة المعرفة
- تأتي على الجهة المقابلة من واجهة المستخدم؛ حيث إن واجهة المستخدم يتعامل معها المستخدم غير الخبير، أما قاعدة المعرفة فتُطوّر بوساطة الخبير في مجال معين، وتعدّ قلب النظام، وتحتوي على الخبرة المتراكمة في ذلك المجال، والتي تُنظّم بحسب المواقف ضمن مجموعة من القواعد من قبل مهندس المعرفة.
- وهي قابلة للإضافة والتعديل على محتوياتها.
- المعرفة الواقعية (Factual Knowledge): وهي المعرفة التي تُقبل من خبيري المجال ومهندسي المعرفة، وترتكز بشكل أساسي على الحقائق (Facts) والقواعد (Rules).
- المعرفة الحدسية (Heuristic Knowledge): وهي المعرفة التي تعتمد بشكل أساسي على الممارسة، والقدرة على التخمين، والتقييم، والخبرات.
- تمثيل المعرفة (Knowledge Representation): وهي الطريقة التي تُخزَّن عن طريقها المعرفة وتُنظَّم، وتأخذ أشكالًا مختلفة منها:
- المنطق: وينقسم إلى منطق الفرضيات. ومن الأمثلة عليه جملة "السماء صافية"؛ هذه الجملة قد تحمل الصواب أو الخطأ، ومنطق العلاقات مثل: "إذا درست جيدًا، ستتفوق" وهذا الجملة تمثل علاقة شرطية؛ أي إنّ التفوق مرتبط بالدراسة الجيدة.
- القواعد: وهي هيكلة المعرفة على شكل جمل شرطية على صيغة "إذا كان فإن" IF condition THEN statement وتعني أنه إذا تحقق الشرط، فإن حدثًا معينًا سيحدث؛ مثال عليها الجملة "إذا كانت الإشارة الضوئية حمراء، يجب أن تتوقف جميع السيارات".
- اكتساب المعرفة (Knowledge Acquisition): تُكتسبُ المعرفة عن طريق حصول مهندس المعرفة على بيانات دقيقة وصحيحة من خبير المجال، باستخدام طرق وأساليب متنوعة، مثل التسجيل أو إجراء المقابلات أو المراقبة في العمل.
- علاقة (Relation): فمثلًا "إذا كانت الإشارة الضوئية حمراء فتوقف".
- توصية (Recommendation): مثلًا "اسلك الطريق الآخر؛ لأنّ هذا الطريق يواجه أزمة خانقة".
- استدلالية (Directive): مثلًا "إذا انخفضت بطارية سيارتك الكهربائية فاشحنها" أو "إذا وصل مستوى البنزين في خزان الوقود في سيارتك إلى حد معين فأملأه بالوقود".
- تجريبية (Heuristic): مثلًا "إذا لم يشحن حاسوبك المحمول فجرب استخدام شاحن آخر".
- استراتيجية (Strategy): مثلًا "إذا كانت بطارية الحاسوب تنفد بسرعة فأغلق بعض البرامج والتطبيقات المفتوحة".
ذاكرة العمل
- وتسمى أيضًا قاعدة البيانات.
- تحتوي ذاكرة العمل على البيانات الخاصة بالمشكلة المراد حلها، وتحتوي أيضًا على حقائق يستخدمها محرك الاستدلال لمطابقة الحقائق مع الجزء السابق من القاعدة لإيجاد النتيجة.
- وإجمالًا فهي تحتفظ بجميع البيانات الخاصة بالمهمة الحالية من إجابات المستخدم على الأسئلة، وأي بيانات من مصادر خارجية، وأي استنتاجات تم التوصل إليها.
محرك الاستدلال
- هو برنامج حاسوبي يُطابق الحقائق والبيانات مع القواعد (الشرط الذي يتبع IF) للوصول إلى الاستنتاجات التي تؤدي إلى إجراءات الجملة التي تتبع THEN. وكما ذُكر مسبقًا، تعدّ قاعدة المعرفة قلب النظام الخبير.
- أما محرك الاستدلال فهو عقل النظام الذي يقوم بتوليد معلومات جديدة من المعرفة المخزنة في قاعدة المعرفة ومن البيانات المراد معالجتها.
أهمية النظام الخبير ومميزاته وعيوبه
- تحسين الكفاءة والإنتاجية: يمكن للنظام الخبير أن يساعد في أتمتة عمليات اتخاذ القرار؛ مما يقلل من الوقت والجهد المبذولين من قبل الإنسان.
- تقليل الأخطاء البشرية: يقدم النظام الخبير قراراتٍ تعتمد على قاعدة معرفة متسقة وثابتة؛ مما يقلل من فرص حدوث الأخطاء البشرية التي قد تنجم عن الإجهاد أو التشتت.
استخدامات النظام الخبير
- التشخيص الطبي: تُستخدم الأنظمة الخبيرة لتشخيص الأمراض وتقديم التوصيات العلاجية بناءً على الأعراض التي يقدمها المريض ونتائج الفحوصات. ومن الأمثلة عليها نظام MYCIN الذي يُستخدم لتشخيص أمراض الدم؛ حيث جُمعت المعرفة عن طريق مقابلات مع الخبيرين، وساعد الأطباء المبتدئين في تشخيص أمراض الدم، واحتوى على عامل أكيد في النتيجة بنسبة معينة.
- الصناعة: تُستخدم الأنظمة الخبيرة لتحسين عمليات الإنتاج، والتخطيط، والجدولة في المصانع؛ مما يزيد من الكفاءة ويقلل من التكاليف، ومن الأمثلة عليها نظام R1، وهو أول نظام خبير ناجح مختص بمواصفات الحاسوب.
-…