Sistema Especialista em Inteligência Artificial: O que é, Características, Aplicações e Benefícios

O que é um Sistema Especialista?

Em inteligência artificial (IA), um sistema especialista é um sistema de tomada de decisão baseado em computador. Ele é projetado para resolver problemas complexos. Para isso, aplica conhecimento e raciocínio lógico e adere a certas regras. Um sistema especialista é uma das primeiras formas bem-sucedidas de inteligência artificial.

Características do Sistema Especialista em Inteligência Artificial

A seguir estão as características importantes de um sistema especialista em IA:

• Nível mais alto de especialização: um sistema especialista em inteligência artificial fornece o mais alto nível de especialização, além de eficiência e precisão.
• Tempo de Reação: Um sistema especialista em inteligência artificial tem um tempo de reação muito baixo. Leva menos tempo do que um especialista humano para resolver o mesmo problema complexo.
• Confiável: Um sistema especialista em inteligência artificial é confiável e livre de erros.
• Flexível: Um sistema especialista em inteligência artificial é flexível para lidar com diferentes problemas.
• Eficaz: Um sistema especialista em inteligência artificial possui um mecanismo robusto para resolver problemas complexos e posteriormente administrá-los.
• Capaz: Um sistema especialista em inteligência artificial pode lidar com problemas complexos e entregar soluções no prazo.

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Sistema Especialista em Componentes de Inteligência Artificial

O sistema especialista em IA tem os seguintes componentes:

• Interface do usuário – É a parte mais importante do software do sistema especialista. A interface do usuário transfere as consultas do usuário para o mecanismo de inferência. Em seguida, ele mostra os resultados para o usuário. Ele atua como um comunicador bidirecional entre o sistema especialista e o usuário.
• Motor de inferência – O motor de inferência é a unidade central de processamento do sistema especialista. Um mecanismo de inferência funciona em regras e regulamentos para resolver problemas complexos. Ele usa informações da base de conhecimento. Ele seleciona de forma inteligente dados e regras factuais, e os processa e aplica para responder à consulta do usuário. Ele também fornece um raciocínio adequado sobre os dados na base de conhecimento. Isso ajuda a detectar e deduzir problemas complexos e evita a recorrência. E por último, o motor de inferência formula conclusões.

O mecanismo de inferência tem as seguintes estratégias:

1. Encadeamento para frente – Responde à pergunta “O que pode acontecer no futuro?”
2. Encadeamento para trás – Responde à pergunta: “Por que isso aconteceu?”

• Base de conhecimento – A base de conhecimento é o centro de informações. Ele contém todas as informações sobre domínios de problemas. É como um grande repositório de informações coletadas de vários especialistas.

Componentes da Base de Conhecimento

O conhecimento factual e heurístico é armazenado na base de conhecimento.

• Conhecimento factual − Informações relativas aos engenheiros do conhecimento.
• Conhecimento heurístico − Capacidade de avaliar e adivinhar.

Outros termos-chave usados ​​no sistema especialista

Além dos componentes do sistema especialista listados acima, os seguintes termos também são amplamente usados ​​ao discutir sistemas especialistas.

• Fatos e regras – Um fato é um pequeno pedaço de conhecimento importante. Os fatos têm uso limitado. Um sistema especialista seleciona as regras para resolver um problema.
• Aquisição de conhecimento – A aquisição de conhecimento refere-se ao método usado para extrair informações específicas do domínio por um sistema especialista. O processo começa adquirindo conhecimento de um especialista humano, convertendo o conhecimento humano em fatos e regras e, finalmente, alimentando essas regras na base de conhecimento.

Participantes em Desenvolvimento de Sistemas Especialistas em Inteligência Artificial

A seguir estão os principais grupos de pessoas que fazem parte do sistema especialista

• Especialista de domínio – Uma pessoa ou grupo de pessoas cujas habilidades e conhecimentos são adquiridos para desenvolver a base de conhecimento.
• Engenheiro do conhecimento – Uma pessoa técnica que usa o conhecimento adquirido e o integra com sistemas informáticos especializados.
• Usuário final – É uma pessoa ou grupo que usa o sistema especialista para buscar conselhos não fornecidos por um especialista de domínio.

Construindo um Sistema Especialista em Inteligência Artificial

Siga estas etapas para construir um sistema especialista em inteligência artificial

1. Determinar ou decifrar as características do problema.
2. Engenheiros de conhecimento e especialistas de domínio colaboram para definir ou decifrar o problema.
3. O engenheiro do conhecimento, após definir o problema, o traduz em conhecimento de linguagem de computador compreensível. O engenheiro do conhecimento projeta o mecanismo de inferência que usa o conhecimento quando chamado para ajudar.
4. O especialista em conhecimento também integra o uso de conhecimento desconhecido no processo de raciocínio com uma explicação.

Tecnologia de Sistemas Especialistas em Inteligência Artificial

O sistema especialista inclui as seguintes tecnologias:

• Ambiente de Desenvolvimento de Sistemas Especialistas – Inclui hardware como estações de trabalho e minicomputadores.
• Linguagens de programação simbólica de alto nível como PROgrammation en LOGique (PROLOG) e LISt Programming (LISP).
• Grandes bancos de dados.
• Ferramentas − Reduz o trabalho e é econômico.
• Shells – Um sistema especialista que não possui uma base de conhecimento.

Sistema convencional vs sistema especialista

A tabela a seguir descreve as diferenças entre um sistema convencional e um especialista.

Especialista Humano vs Sistema Especialista

A tabela a seguir descreve as diferenças entre um especialista humano e a inteligência artificial.

Benefícios do Sistema Especialista em Inteligência Artificial

A seguir estão os benefícios de um sistema especialista:

• Melhora a qualidade da tomada de decisão.
• Custo-benefício, pois reduz a despesa de consultar especialistas humanos ao resolver um problema.
• Fornece soluções rápidas e robustas para problemas complexos em um domínio específico.
• Reúne conhecimento escasso e o utiliza de forma eficiente.
• Oferece consistência ao fornecer respostas para problemas repetitivos.
• Mantém uma boa quantidade de informações.
• Fornece respostas rápidas e precisas.
• Fornece uma explicação adequada para a tomada de decisão.
• Resolve problemas complexos e desafiadores.
• Trabalha de forma constante sem fadiga.

Limitações do Sistema Especialista em Inteligência Artificial

A seguir estão as limitações de um sistema especialista:

• Não é capaz de tomar decisões em situações extraordinárias.
• Garbage-in Garbage-out (GIGO), se houver um erro na base de conhecimento, estamos fadados a tomar decisões erradas.
• O custo de manutenção é maior.
• Cada problema é diferente e os sistemas especialistas têm algumas limitações quando se trata de resolver problemas variados. Nesses casos, um especialista humano é mais criativo.

Aplicações de Sistemas Especialistas em Inteligência Artificial

A seguir estão algumas das aplicações de um sistema especialista:

• MYCIN: Identifica várias bactérias que causam infecções agudas. Os medicamentos são recomendados de acordo com o peso do paciente.
• DENDRAL: É um sistema especialista para prever a estrutura molecular usando análise química.
• PXDES: prevê a fase e o tipo de câncer de pulmão
• CaDet: Identifica o câncer em estágios iniciais
• Gerenciamento de informações
• Hospitais e instalações médicas
• Gerenciamento de Help Desk
• Avaliação de desempenho do funcionário
• Análise de empréstimo
• Detecção de vírus
• Manutenção e reparo de projetos
• Otimização do armazém
• Planejamento e agendamento
• A configuração de objetos fabricados
• Auxiliar na tomada de decisões financeiras
• Monitoramento e controle de processos
• Supervisionar a operação e o controlador da planta
• Negociação no mercado de ações
• Agendamento de companhias aéreas e horários de carga

Conclusão

Um sistema especialista é qualquer sistema de tomada de decisão baseado em computador que seja interativo e confiável para resolver problemas complexos. Um sistema especialista é usado para aplicações como recursos humanos, mercado de ações e assim por diante. Os principais benefícios dos sistemas especialistas são melhor qualidade de decisão, redução de custos, consistência, velocidade e confiabilidade. Um sistema especialista não fornece soluções prontas para uso e o custo de manutenção é alto.

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