SISTEMAS EXPERTOS

SISTEMAS EXPERTOS

(ES, siglas del término Expert System) es un sistema de información basado en el conocimiento que usa su conocimiento de un área de aplicación compleja y específica a fin de actuar como un consultor experto para los usuarios finales. Los sistemas expertos proporcionan respuestas sobre un área problemática muy específica al hacer inferencias semejantes a las humanas sobre los conocimientos obtenidos en una base de conocimientos especializados. 

Los sistemas expertos forman parte de la ciencia de la computación y dentro de ésta se

ubican en la rama de la inteligencia artificial.

¿Qué es un sistema experto?

Es una rama de la Inteligencia artificial; son sistemas informáticos que simulan el proceso de aprendizaje, de memorización, de razonamiento, de comunicación y de acción en consecuencia de un experto humano en cualquier rama de la ciencia.

Los sistemas expertos se pueden considerar como el primer producto verdaderamente operacional de la inteligencia artificial. Son programas de ordenador diseñados para actuar como un especialista humano en un dominio particular o área de conocimiento. En este sentido, pueden considerarse como intermediarios entre el experto humano, que transmite su conocimiento al sistema, y el usuario que lo utiliza para resolver un problema con la eficacia del especialista. El sistema experto utilizará para ello el conocimiento que tenga almacenado y algunos métodos de inferencia.

Características

Para que un sistema actúe como un verdadero experto, es deseable que reúna, en lo posible, lo más importante de las características de un experto humano, esto es:

• Habilidad para adquirir conocimiento.
• Fiabilidad, para poder confiar en sus resultados o apreciaciones.
• Solidez en el dominio de su conocimiento.
• Capacidad para resolver problemas.

Estas características le permiten almacenar datos y conocimiento, sacar conclusiones lógicas, tomar decisiones, aprender de la experiencia y los datos existentes, comunicarse con expertos humanos, explicar el porqué de las decisiones tomadas y realizar acciones como consecuencia de todo lo anterior. 

Técnicamente un sistema experto, contiene una base de conocimientos que incluye la experiencia acumulada de expertos humanos y un conjunto de reglas para aplicar ésta base de conocimientos en una situación particular que se le indica al programa. Cada vez el sistema se mejora con adiciones a la base de conocimientos o al conjunto de reglas.

Componentes de un sistema experto

• Separan conocimientos (reglas y hechos) y el procesamiento; se le añade un interface de usuario y un componente explicativo; los siguientes componentes pueden estar estructurados de formas muy variadas.
• Base de conocimientos: Contiene el conocimiento de los hechos y las experiencias de los expertos en un dominio determinado
• Mecanismo de inferencia: Puede simular la estrategia de solución de un experto
• Componente explicativo: Explica al usuario la estrategia de solución encontrada y el porqué de las decisiones tomadas
• Interface de usuario: Sirve para que este pueda realizar una consulta en un lenguaje lo más natural posible
• Componente de adquisición: Ofrece ayuda a la estructuración e implementación del conocimiento en la base de conocimientos

Tipos de sistemas expertos

Existen tres tipos de sistemas expertos:

• Basados en reglas: Aplicando reglas heurísticas apoyadas generalmente en lógica difusa para su evaluación y aplicación.
• Basados en casos CBR (Case Based Reasoning): Aplicando el razonamiento basado en casos, donde la solución a un problema similar planteado con anterioridad se adapta al nuevo problema.
• Basados en redes: Aplicando redes bayesianas, basadas en estadística y el teorema de Bayes.

Ventajas 

• Producción y productividad mayores. Pueden trabajar más rápido que lo humanos. Están disponibles ininterrumpidamente de día y noche, ofreciendo siempre su máximo desempeño. Pueden duplicarse ilimitadamente, i.e. tener tantos de ellos como se requieran.
• Mayor calidad: Dan la probabilidad de aumentar la calidad proporcionando asesoría consistente y reduciendo las tasas de error.
• Operación en entornos peligrosos. Muchas tareas requieren que los seres humanos operen en entornos hostiles y peligrosos. 
• Captación de experiencia escasa y su dimensión. Uno de los principales beneficios de los sistemas expertos es su facilidad de trasmitir experiencia a través de fronteras internacionales.
• Siempre se ajustan a las normas establecidas y son consistentes en su desempeño, i.e. no desarrollan apreciaciones subjetivas, tendenciosas, irracionales o emocionales. 
• Confiabilidad. Los sistemas expertos son confiables. No padece de olvido, fatiga, dolor o comete errores de cálculo. 
• No requiere un sueldo, promociones, seguros médicos, incapacidades.
• Accesibilidad al conocimiento y escritorios de vida. Hacen accesible el conocimiento (y la información) a mucha gente en diversos lugares. Siempre están dispuestos a dar explicaciones, asistir o enseñar a la gente, así como a aprender.
• Pueden tener una vida de servicio ilimitada. Funciones incrementadas de otros sistemas expertos. La integración de un sistema experto con otros sistemas expertos hacen que estos últimos se vuelvan más eficientes, los sistemas integrados abarcan más aplicaciones, trabajan más rápido y producen resultados de mayor calidad.
• Capacidad para trabajar con información incompleta o inconcreta. En contraste con los sistemas de cómputo convencionales, un sistema experto puede trabajar con información incompleta al igual que los expertos humanos.
• Impartición de capacitación. Es factible que un sistema experto facilite la capacitación. El personal nuevo que trabaja con un sistema experto se vuelve más experimentado. La fusión de explicación puede servir como un dispositivo de enseñanza y de ese modo puede efectuar apuntes que tal vez se inserten en la base de conocimiento.
• Mejoramiento de las funciones para resolver problemas. Un sistema experto mejora la solución de problemas permitiendo la integración de juicios de expertos de primera línea en el análisis. De este modo, un sistema experto tiene la posibilidades resolver problemas cuyo enlace y conocimiento supera a los de cualquier individuo.
• Reducción del tiempo para la toma de decisiones. Con el empleo de la recomendación del sistema, un ser humano puede tomar decisiones mucho más rápido.
• Reducción del tiempo fuera de servicio. Muchos sistemas expertos operacionales se emplean para diagnosticar malos funcionamientos y prescribir reparaciones.

 DESVENTAJAS 

• Tienen una noción muy limitada acerca del contexto de problema, i.e. no pueden percibir todas las cosas que un experto humano puede apreciar de un situación.
• Pueden existir decisiones que sólo son de competencia para un ser humano y no una máquina.
• No saben cómo subsanar sus limitaciones, e.g. no son capaces de trabajar en equipo o investigar algo nuevo.
• Son muy costosos de desarrollar y mantener.
• Tareas que realiza un Sistema Experto Monitorización.
• La monitorización es un caso particular de la interpretación, y consiste en la comparación continua de los valores de las señales o datos de entrada y unos valores que actúan como criterios de normalidad o estándares. Se trata de que el programa pueda determinar en cada momento el estado de funcionamiento de sistemas complejos, anticipándose a los posibles incidentes que pudieran acontecer

VÍDEO EXPLICATIVO