Sistemas de
Producción.
Un sistema de Producción consiste en la
búsqueda de las soluciones posibles dentro de un Espacio
de Estados, utilizando un sistema de búsqueda llamado: “Motor de Inferencia”, conocido también
como “Estrategia de Control” (Aunque esto es uno de los componentes del Motor
de inferencia).
Si particularizamos la definición de “problema” dada en el apartado anterior del
siguiente modo:
•Entrada:
una descripción del estado inicial del mundo.
•Salida: una descripción (parcial) del estado
del mundo deseado.
•Medios: una descripción de acciones que puedan
transformar un estado del mundo en otro, acciones que son consideradas como
operadores o reglas.
tendremos
el marco conceptual que permite resolver el problema por medio de un sistema de
producción.
Un sistema de
producción consiste en:
•
Una base de datos/hechos/conocimiento con información sobre el problema (BC);
•
Un conjunto de reglas (operadores);
•
Una estrategia de control;
• Un aplicador de reglas: ciclo de
reconocimiento-actuación.
La parte más importante de los Sistemas de
Producción es la estrategia de control (motor de inferencia). Es la que
establece el proceso de búsqueda de la solución. Un sistema de producción es
empleado para una búsqueda en un espacio de estados. Con esta
perspectiva, uno de los cometidos de la estrategia de control consiste en
decidir qué operador aplicar en cada momento:
•¿Se puede aplicar?
•¿Produce algún cambio en el estado?
•¿Qué estado elegir para aplicar los
operadores?
•¿Qué sucede si hay varios operadores posibles
a aplicar? (resolución de conflictos)
Los
operadores, que admiten una interpretación como reglas, son acciones simples
que pueden transformar un estado en otro.
(Ver Figura 4)
Figura 4. Arquitectura de un sistema de producción
Tarea:
Descargar el material complementario "Sistema de Producción"
Elementos del Sistema de Producción:
·
Base de conocimientos. Es la parte del sistema de producción que contiene
el conocimiento sobre el dominio, hay que obtener el conocimiento del experto y
codificarlo en la base de conocimientos. Una forma clásica de representar el
conocimiento en un sistema de producción son lar reglas.
· Base de hechos. Contiene los hechos sobre un problema que se han
descubierto durante una consulta. Durante una consulta con el sistema experto,
el usuario introduce la información del problema actual en la base de hechos. (En este punto se produce un estado inicial).
·
Motor de inferencia. El sistema de producción modela el proceso de
razonamiento humano con un módulo conocido como el motor de inferencia. Dicho motor de inferencia trabaja con
la información contenida en la base de conocimientos y la base de hechos para
deducir nuevos hechos. (Nuevos posibles estados).
· Subsistema de explicación. Una característica de los sistemas de producción es
su habilidad para explicar su razonamiento. Usando el módulo del subsistema de
explicación, un sistema de producción puede proporcionar una explicación al
usuario de por qué está haciendo una pregunta y/o cómo ha llegado a una
conclusión.
· Interfaz de usuario. La interacción entre un sistema experto y un usuario
se realiza en lenguaje natural. También es altamente interactiva y sigue el
patrón de la conversación entre seres humanos. Un requerimiento básico del
interfaz es la habilidad de hacer preguntas.
· Memoria activa: Es el área en donde se realiza todo el proceso de inferencia.
El lugar en donde el motor de inferencia utiliza las reglas y las aplica a los
hechos para generar nuevos hechos (Estados).
MOTOR DE INFERENCIA.
Es el componente de un Sistema Experto,
encargado de gerenciar y controlar lógicamente el manejo y utilización del
conocimiento almacenado en la base. El paradigma del motor de inferencia es la
estrategia de búsqueda para producir el conocimiento demandado.(Ver figura 5)
Figura 5. Motor de Inferencia
El sistema sigue
los siguientes pasos:
1. Evaluar las condiciones de todas las reglas respecto a la base de
datos
2. Si no se puede aplicar ninguna regla, se termina sin éxito; en caso
contrario se elige cualquiera de las reglas aplicables y se ejecuta su parte
acción.
3. Si se llega al objetivo, se ha resuelto el problema; en caso
contrario, se vuelve al paso 1
El Motor de
Inferencia realiza dos tareas principales:
· Examina
los hechos y las reglas, y si es posible, añade nuevos hechos
· Decide el orden en que se hacen las
inferencias. Esto puede llevar a la deducción de nuevos hechos (estados).
Para realizar estas tareas, el motor de inferencia utiliza mecanismos
de inferencia y estrategias de control, que son los dos elementos básicos del
motor de inferencia:
1.
Interprete
de reglas o mecanismo de inferencia o estrategias de inferencia.
Mecanismo
de razonamiento que determina qué reglas de la BC (Base de Conocimiento) se
pueden aplicar para resolver el problema.
2.
Estrategia
de control o estrategia de
resolución de conflictos, selecciona las reglas a aplicar.
Las estrategias de
inferencia que más se emplean en sistemas expertos están
basadas en la aplicación de las reglas lógicas denominadas “modus ponens” y
modus tollens”.
Modus Ponens.
Es quizá la regla de inferencia más utilizada. Se utiliza para obtener
conclusiones simples, en ella se analiza la premisa de la regla, y si es
cierta, la conclusión entra a formar parte del conocimiento. Como ilustración
supóngase que se tiene la regla, “ Si A es cierto, entonces B es cierto”, y que
se sabe además que “A es cierto”. La regla Modus Ponens, concluye que “B es
cierto”. (Ver figura 6)
Figura 6. Modus Ponens
Modus Tollens.
Se utiliza también para obtener conclusiones simples. En este caso se
examina la conclusión, y si es falsa, se concluye que la premisa también es
falsa. Por ejemplo, supóngase de nuevo que “Si A es cierto, entonces B es
cierto” pero se sabe que “B es falso”. Entonces, utilizando la regla Modus
Ponens no se puede obtener ninguna conclusión pero la regla Modus Tollens
concluye que “A es falso”. (Ver figura 7)
Figura 7. Modus Tollens
FASES DEL CICLO BÁSICO.
1.
Detección (filtro): Reglas pertinentes
Interprete
de reglas: Obtención, desde la BC (Base de Conocimiento),
del conjunto de reglas aplicables a una situación determinada (estado) de la BH
(Base de Hechos).
- Formación del conjunto de conflictos
2.
Selección:
¿Qué regla?
Estrategia
de control: Resolución de conflictos.
- Selección de la regla a aplicar
3.
Aplicación
Aplicación
de la regla a una situación determinada (estado) de la BH
(Base de Hechos). Modificación de la memoria de trabajo.
4. Actualización.
4. Actualización.
- Modificación de la memoria de trabajo.
5.
Vuelta al punto 1, o parada si el problema está resuelto
- Si no se ha encontrado una solución y no hay reglas aplicables: fracaso.
ACTIVIDADES:
a) Revisa el siguiente enlace sobre el teme "Lógica de Inferencia"
b) Revisa el material de complemento con el tema: REGLAS DEL MOTOR DE INFERENCIA
