logo

ما هو النظام الخبير؟

النظام الخبير هو برنامج كمبيوتر مصمم لحل المشكلات المعقدة ولتوفير القدرة على اتخاذ القرار مثل الخبير البشري. يقوم بذلك عن طريق استخراج المعرفة من قاعدة المعرفة الخاصة به باستخدام قواعد الاستدلال والاستدلال وفقًا لاستفسارات المستخدم.

يعد النظام الخبير جزءًا من الذكاء الاصطناعي، وقد تم تطوير أول نظام ES في عام 1970، والذي كان أول نهج ناجح للذكاء الاصطناعي. إنه يحل المشكلة الأكثر تعقيدًا كخبير من خلال استخراج المعرفة المخزنة في قاعدة معارفه. يساعد النظام في اتخاذ القرار بشأن مشاكل compsex باستخدام كل من الحقائق والاستدلالات مثل خبير بشري . يطلق عليه ذلك لأنه يحتوي على المعرفة المتخصصة في مجال معين ويمكنه حل أي مشكلة معقدة في هذا المجال المعين. تم تصميم هذه الأنظمة لمجال معين، مثل الطب والعلوم, إلخ.

يعتمد أداء النظام الخبير على معرفة الخبير المخزنة في قاعدة معارفه. كلما زادت المعرفة المخزنة في قاعدة المعارف، زاد تحسين أداء النظام. أحد الأمثلة الشائعة لـ ES هو اقتراح الأخطاء الإملائية أثناء الكتابة في مربع بحث Google.

يوجد أدناه مخطط كتلة يمثل عمل النظام الخبير:

الأنظمة المتخصصة في الذكاء الاصطناعي

ملاحظة: من المهم أن نتذكر أن النظام الخبير لا يستخدم ليحل محل الخبراء البشريين؛ وبدلاً من ذلك، يتم استخدامه لمساعدة الإنسان في اتخاذ قرار معقد. ولا تتمتع هذه الأنظمة بقدرات الإنسان على التفكير والعمل على أساس القاعدة المعرفية الخاصة بمجال معين.

فيما يلي بعض الأمثلة الشائعة لنظام الخبراء:

    ديندرال:لقد كان مشروعًا للذكاء الاصطناعي تم إنشاؤه كنظام خبير للتحليل الكيميائي. تم استخدامه في الكيمياء العضوية للكشف عن الجزيئات العضوية غير المعروفة بمساعدة أطيافها الكتلية وقاعدة المعرفة الكيميائية.مايسين:لقد كان أحد أقدم الأنظمة المتخصصة للتسلسل العكسي والتي تم تصميمها للعثور على البكتيريا المسببة للعدوى مثل تجرثم الدم والتهاب السحايا. كما تم استخدامه للتوصية بالمضادات الحيوية وتشخيص أمراض تخثر الدم.بكسدس:وهو نظام خبير يستخدم لتحديد نوع ومستوى سرطان الرئة. ولتحديد المرض يتم أخذ صورة من الجزء العلوي من الجسم الذي يشبه الظل. يحدد هذا الظل نوع ودرجة الضرر.كاديت:نظام الخبراء CaDet هو نظام دعم تشخيصي يمكنه اكتشاف السرطان في المراحل المبكرة.

خصائص النظام الخبير

    أداء عالي:يوفر النظام الخبير أداءً عاليًا لحل أي نوع من المشكلات المعقدة في مجال معين بكفاءة ودقة عالية.مفهوم:يستجيب بطريقة يمكن للمستخدم فهمها بسهولة. يمكن أن يأخذ مدخلات باللغة البشرية ويوفر المخرجات بنفس الطريقة.موثوق:إنه موثوق للغاية لتوليد مخرجات فعالة ودقيقة.استجابة عالية:يوفر ES النتيجة لأي استعلام معقد خلال فترة زمنية قصيرة جدًا.

مكونات النظام الخبير

يتكون النظام الخبير بشكل أساسي من ثلاثة مكونات:

    واجهة المستخدم محرك الاستدلال قاعدة المعرفة
الأنظمة المتخصصة في الذكاء الاصطناعي

1. واجهة المستخدم

بمساعدة واجهة المستخدم، يتفاعل النظام الخبير مع المستخدم، ويأخذ الاستعلامات كمدخل بتنسيق قابل للقراءة، ويمررها إلى محرك الاستدلال. بعد الحصول على الاستجابة من محرك الاستدلال، فإنه يعرض الإخراج للمستخدم. بعبارة أخرى، وهي واجهة تساعد المستخدم غير الخبير على التواصل مع النظام الخبير لإيجاد حل .

2. محرك الاستدلال (قواعد المحرك)

  • يُعرف محرك الاستدلال بأنه عقل النظام الخبير لأنه وحدة المعالجة الرئيسية للنظام. يطبق قواعد الاستدلال على قاعدة المعرفة لاستخلاص نتيجة أو استنتاج معلومات جديدة. فهو يساعد في استخلاص حل خالي من الأخطاء للاستعلامات التي يطرحها المستخدم.
  • وبمساعدة محرك الاستدلال، يستخرج النظام المعرفة من قاعدة المعرفة.
  • هناك نوعان من محركات الاستدلال:
  • محرك الاستدلال الحتمي:من المفترض أن تكون الاستنتاجات المستخلصة من هذا النوع من محركات الاستدلال صحيحة. تعتمد على حقائق و قواعد .محرك الاستدلال الاحتمالي:يحتوي هذا النوع من محركات الاستدلال على عدم يقين في الاستنتاجات، ويعتمد على الاحتمالية.

يستخدم محرك الاستدلال الأوضاع التالية لاستخلاص الحلول:

    التسلسل إلى الأمام:فهو يبدأ من الحقائق والقواعد المعلومة، ويطبق قواعد الاستدلال ليضيف استنتاجها إلى الحقائق المعلومة.التسلسل الخلفي:وهو أسلوب تفكير رجعي يبدأ من الهدف ويعمل بشكل عكسي لإثبات الحقائق المعروفة.

3. قاعدة المعرفة

  • قاعدة المعرفة هي نوع من التخزين الذي يخزن المعرفة المكتسبة من مختلف الخبراء في مجال معين. ويعتبر بمثابة مخزن كبير للمعرفة. كلما زادت قاعدة المعرفة، كلما كان نظام الخبراء أكثر دقة.
  • وهي تشبه قاعدة البيانات التي تحتوي على معلومات وقواعد مجال أو موضوع معين.
  • يمكن للمرء أيضًا عرض قاعدة المعرفة كمجموعات من الكائنات وسماتها. مثل أن يكون الأسد كائنًا وصفاته هي أنه حيوان ثديي، وليس حيوانًا أليفًا، وما إلى ذلك.

مكونات قاعدة المعرفة

    المعرفة الحقيقية:المعرفة المبنية على الحقائق والتي يقبلها مهندسو المعرفة تدخل تحت المعرفة الواقعية.المعرفة الإرشادية:تعتمد هذه المعرفة على الممارسة والقدرة على التخمين والتقييم والخبرات.

تمثيل المعرفة: يتم استخدامه لإضفاء الطابع الرسمي على المعرفة المخزنة في قاعدة المعرفة باستخدام قواعد If-else.

اكتساب المعرفة: إنها عملية استخراج وتنظيم وهيكلة المعرفة بالمجال، وتحديد قواعد اكتساب المعرفة من مختلف الخبراء، وتخزين تلك المعرفة في قاعدة المعرفة.

تطوير النظام الخبير

سنشرح هنا عمل النظام الخبير من خلال أخذ مثال على MYCIN ES. فيما يلي بعض الخطوات لإنشاء MYCIN:

  • أولاً، ينبغي تغذية ES بالمعرفة المتخصصة. في حالة MYCIN، يقدم الخبراء البشريون المتخصصون في المجال الطبي للعدوى البكتيرية معلومات حول الأسباب والأعراض والمعرفة الأخرى في هذا المجال.
  • تم تحديث قاعدة المعارف الخاصة بـ MYCIN بنجاح. ومن أجل اختباره يقدم له الطبيب مشكلة جديدة. تكمن المشكلة في تحديد وجود البكتيريا عن طريق إدخال تفاصيل المريض، بما في ذلك الأعراض والحالة الحالية والتاريخ الطبي.
  • سيحتاج قسم الطوارئ إلى استبيان يملأه المريض لمعرفة المعلومات العامة عن المريض، مثل الجنس والعمر وما إلى ذلك.
  • الآن قام النظام بجمع كافة المعلومات، لذلك سيجد حل المشكلة من خلال تطبيق قواعد if-then باستخدام محرك الاستدلال واستخدام الحقائق المخزنة داخل قاعدة المعرفة.
  • وفي النهاية، سيتم توفير استجابة للمريض باستخدام واجهة المستخدم.

المشاركون في تطوير النظام الخبير

هناك ثلاثة مشاركين أساسيين في بناء النظام الخبير:

    خبير:يعتمد نجاح ES كثيرًا على المعرفة التي يقدمها الخبراء البشريون. هؤلاء الخبراء هم الأشخاص المتخصصين في هذا المجال المحدد.مهندس المعرفة:مهندس المعرفة هو الشخص الذي يجمع المعرفة من خبراء المجال ثم يقوم بتدوين تلك المعرفة للنظام وفقًا للشكليات.المستخدم النهائي:هذا شخص معين أو مجموعة أشخاص قد لا يكونون خبراء، والعمل على النظام الخبير يحتاج إلى حل أو نصيحة لاستفساراته المعقدة.

لماذا النظام الخبير؟

الأنظمة المتخصصة في الذكاء الاصطناعي

قبل استخدام أي تقنية، يجب أن تكون لدينا فكرة عن سبب استخدام هذه التكنولوجيا، وبالتالي نفس الشيء بالنسبة لـ ES. ورغم أن لدينا خبراء بشريين في كل مجال، فما الحاجة إلى تطوير نظام يعتمد على الكمبيوتر. فيما يلي النقاط التي تصف الحاجة إلى ES:

    لا توجد قيود على الذاكرة:يمكنه تخزين أكبر قدر ممكن من البيانات ويمكن حفظها في وقت تطبيقه. لكن بالنسبة للخبراء البشريين، هناك بعض القيود لحفظ كل الأشياء في كل وقت.كفاءة عالية:إذا تم تحديث قاعدة المعرفة بالمعرفة الصحيحة، فإنها توفر مخرجات عالية الكفاءة، وهو ما قد لا يكون ممكنًا للإنسان.الخبرة في المجال:يوجد الكثير من الخبراء البشريين في كل مجال، ولديهم جميعًا مهارات مختلفة وخبرات مختلفة ومهارات مختلفة، لذلك ليس من السهل الحصول على النتيجة النهائية للاستعلام. ولكن إذا وضعنا المعرفة المكتسبة من الخبراء البشريين في النظام الخبير، فإنه يوفر مخرجات فعالة من خلال مزج جميع الحقائق والمعرفةعدم التأثر بالعواطف:ولا تتأثر هذه الأنظمة بانفعالات الإنسان مثل التعب والغضب والاكتئاب والقلق وغيرها. وبالتالي يبقى الأداء ثابتا.حماية عالية:توفر هذه الأنظمة أمانًا عاليًا لحل أي استفسار.يأخذ في الاعتبار كافة الحقائق:وللرد على أي استفسار، فإنه يقوم بفحص كافة الحقائق المتوفرة ودراستها وتقديم النتيجة وفقًا لذلك. ولكن من الممكن أن لا يأخذ الخبير البشري في الاعتبار بعض الحقائق لأي سبب من الأسباب.التحديثات المنتظمة تعمل على تحسين الأداء:إذا كانت هناك مشكلة في النتيجة المقدمة من الأنظمة الخبيرة، فيمكننا تحسين أداء النظام من خلال تحديث قاعدة المعرفة.

قدرات النظام الخبير

فيما يلي بعض إمكانيات النظام الخبير:

    تقديم المشورة:إنه قادر على تقديم المشورة للإنسان فيما يتعلق بالاستعلام عن أي مجال من ES المعين.توفير القدرة على اتخاذ القرار:يوفر القدرة على اتخاذ القرار في أي مجال، مثل اتخاذ أي قرار مالي، أو قرارات في العلوم الطبية، وما إلى ذلك.إظهار الجهاز:وهو قادر على عرض أي منتجات جديدة مثل ميزاته ومواصفاته وكيفية استخدام هذا المنتج وما إلى ذلك.حل المشاكل:لديها القدرة على حل المشاكل.توضيح مشكلة:كما أنه قادر على تقديم وصف تفصيلي لمشكلة الإدخال.تفسير المدخلات:إنه قادر على تفسير المدخلات المقدمة من قبل المستخدم.توقع النتائج:ويمكن استخدامه للتنبؤ بالنتيجة.تشخبص:إن ES المصمم للمجال الطبي قادر على تشخيص المرض دون استخدام مكونات متعددة لأنه يحتوي بالفعل على العديد من الأدوات الطبية المدمجة.

مميزات النظام الخبير

  • هذه الأنظمة قابلة للتكرار بدرجة كبيرة.
  • يمكن استخدامها في الأماكن الخطرة التي لا يكون فيها الوجود البشري آمنًا.
  • تكون احتمالات الخطأ أقل إذا كانت قاعدة المعارف تحتوي على المعرفة الصحيحة.
  • ويظل أداء هذه الأنظمة ثابتاً، حيث لا يتأثر بالانفعالات أو التوتر أو التعب.
  • أنها توفر سرعة عالية جدًا للرد على استعلام معين.

حدود النظام الخبير

  • قد تخطئ استجابة النظام الخبير إذا كانت قاعدة المعرفة تحتوي على معلومات خاطئة.
  • مثل الإنسان، لا يمكنه إنتاج مخرجات إبداعية لسيناريوهات مختلفة.
  • تكاليف صيانتها وتطويرها مرتفعة للغاية.
  • اكتساب المعرفة للتصميم أمر صعب للغاية.
  • لكل مجال، نطلب ES محددًا، وهو أحد القيود الكبيرة.
  • لا يمكنه التعلم من نفسه وبالتالي يتطلب تحديثات يدوية.

تطبيقات النظام الخبير

    في مجال التصميم والتصنيع
    ويمكن استخدامه على نطاق واسع لتصميم وتصنيع الأجهزة المادية مثل عدسات الكاميرا والسيارات.في مجال المعرفة
    تُستخدم هذه الأنظمة في المقام الأول لنشر المعرفة ذات الصلة للمستخدمين. إن اثنين من ES المشهورين المستخدمين لهذا المجال هما المستشار والمستشار الضريبي.في المجال المالي
    وفي الصناعات المالية، يتم استخدامه للكشف عن أي نوع من الاحتيال المحتمل والنشاط المشبوه وتقديم المشورة للمصرفيين بشأن ما إذا كان ينبغي عليهم تقديم قروض للأعمال التجارية أم لا.في تشخيص واستكشاف أخطاء الأجهزة
    في التشخيص الطبي يتم استخدام نظام ES، وهو المجال الأول الذي تم استخدام هذه الأنظمة فيه.التخطيط والجدولة
    يمكن أيضًا استخدام الأنظمة الخبيرة لتخطيط وجدولة بعض المهام المحددة لتحقيق هدف تلك المهمة.