Файл: Интеллектуальные информационные системы и технологии.doc

пол, возраст хотя и влияют на эффективность контакта, но не являются определяющими.

Параметры процедурного слоя описывают непосредственно процесс процедуры извлечения знаний и по сути являются профессиональными:

ситуация общения определяется местом проведения бесед с экспертом, продолжительностью и временем их проведения. Желательно проводить беседы с экспертом наедине, в первой половине дня; их продолжительность не должна превышать двух часов;

оборудование включает вспомогательные средства (наглядный материал, средства протоколирования), освещенность, мебель;

профессиональные приемы когнитолога (темп, стиль, методы). Учет индивидуального темпа эксперта позволяет когнитологу снизить напряженность процедуры извлечения знаний. Лучше всего человек воспринимает предложения из 5–9 слов (письмо Ингве – Миллера). Основная часть информации поступает к когнитологу в форме предложений на естественном языке. Однако внешняя речь эксперта есть интерпреция его внутренней речи, которая гораздо богаче и многообразнее. При этом для передачи этой внутренней речи эксперт использует и невербальные средства (интонацию, мимику, жесты). Методы извлечения знаний проанализированы ниже (см. п. 5.3).

Наименее исследованы в настоящее время проблемы когнитивного слоя, связанные с изучением семантического пространства памяти эксперта и реконструкцией его понятийной структуры и модели рассуждений. Основными факторами, влияющими на когнитивную адекватность, являются:

когнитивный стиль, под которым понимается совокупность критериев предпочтения при решении задач и познании мира, специфичная для каждого человека (поленезависимость, импульсивность, ригидность, когнитивная эквивалентность). Поленезависимость позволяет человеку акцентировать внимание лишь на тех аспектах проблемы, которые необходимы для решения конкретной задачи. Под импульсивностью понимается способность к быстрому принятию решения (в противоположность рефлексивности). Эксперту и когнтологу желательно быть рефлексивными. Ригидные люди не склонны менять свои представления и структуру восприятия,
что для когнитологов нежелательно. Когнитивная эквивалентность характеризует способность человека к различению понятий и разбиению их на классы и подклассы;

семантическая репрезентативность P_z подразумевает подход, исключающий традиционное навязывание эксперту некоей модели представления знаний и заставляющий когнитолога последовательно воссоздавать модель мира эксперта. Проблема семантической репрезентативности ориентирована на достижение адекватности P

---

_z и концептуальной модели. Лингвистический аспект извлечения знаний касается исследований языковых проблем и включает три слоя:

«общий код» решает проблему «языковых ножниц» между профессиональной терминологией эксперта и обычным языком когнитолога, включая такие компоненты, как общенаучная
терминология, элементы бытового языка, неологизмы, профессиональный жаргон (рис. 2.2).

В дальнейшем «общий код» преобразуется в семантическую сеть, которая является прообразом P_z предметной области;

понятийная структура предполагает построение иерархической сети понятий, или «пирамиды знаний». Задача когнитолога заключается в построении фрагментов БЗ – «сшивании» терминов;

словарь пользователя обеспечивает «прозрачность» и доступность ЭС для конечных пользователей.

Рис. 2.2. Структура «общего кода»

Гносеология – это раздел философии, связанный с теорией познания, или теорией отражения действительности в сознании человека. Гносеологический аспект извлечения знаний объединяет методологические проблемы получения нового научного знания, поскольку при создании БЗ эксперт часто впервые формулирует некоторые закономерности из личного опыта. Инженерия знаний как наука дважды гносеологична: сначала действительность отражается в сознании эксперта, а затем опыт эксперта интерпретируется сознанием когнитолога в поле знаний, служащее основой построения ЭС. Гносеологическую цепочку можно представить в следующем виде: факт обобщенный факт эмпирический закон теоретический закон. Основными методологическими критериями научности, позволяющими считать научным как само новое знание, так и способ его получения, являются:

внутренняя согласованность, определяющая характеристики эмпирического знания (модальность, противоречивость, неполнота). Модальность знания означает возможность его существования в различных категориях, т.е. в конструкциях существования и долженствования – часть закономерностей возможна, часть обязательна. Кроме того, необходимо различать оттенки модальности: «эксперт знает, что…»; «эксперт думает, что…»; «эксперт предполагает, что…»; «эксперт считает, что…». Противоречивость эмпирического знания – естественное следствие из основных законов диалектики. При этом противоречия чаще всего служат отправной точкой в рассуждениях эксперта. Неполнота знания связана с невозможностью полного описания предметной области;

---

системность ориентирует эксперта на рассмотрение предметной области с позиций закономерностей системного целого и взаимодействия составляющих его частей. Современный структурализм исходит из многоуровневой иерархической организации любого объекта. Иными словами, все процессы и явления можно рассматривать как множество более мелких подмножеств (признаков) и, наоборот, любые объекты можно рассматривать как элементы более высоких классов обобщений;

объективность является труднодостижимым методологическим критерием, поскольку процесс познания глубоко субъективен, т.е. в значительной степени зависит от особенностей эксперта. Субъективность начинается уже с описания фактов и возрастает по мере углубления идеализации объектов. Следовательно, более корректно говорить о глубине понимания, чем об объективности знания;

историзм – связан с развитием. Познание настоящего есть познание породившего его прошлого. Большинство ЭС дают «горизонтальный» срез знаний – без учета времени (в статике). Тем не менее, когнитолог должен рассматривать изучаемые процессы с учетом временных изменений.

Методологическая структура познания может быть представлена как последовательность этапов: описание и обобщение фактов; установление логических и математических связей, дедукция и индукция законов; построение идеализированной модели; объяснение и предсказание явлений.
2.3. Методы извлечения поверхностных знаний
По принципу источника знаний методы их извлечения делятся на коммуникативные и текстологические. Коммуникативные методы – это набор приемов и процедур, предполагающих контакт когнитолога с непосредственным источником знаний – экспертом, а текстологические включают методы извлечения знаний из документов и специальной литературы [5, 24].

В свою очередь коммуникативные методы извлечения знаний делятся на пассивные и активные. В пассивных методах ведущая роль фактически передается эксперту, а когнитолог только фиксирует рассуждения эксперта во время работы по принятию решений. К этим методам относятся наблюдение, анализ протоколов «мыслей вслух» и лекции.

В процессе наблюдения когнитолог находится рядом с экспертом и протоколирует все его действия. Эксперт подробно комментирует свои действия. Непременное условие этого метода – невмешательство когнитолога в работу эксперта. Наблюдение – один из распространенных методов извлечения знаний на начальных этапах разработки ЭС.

---

Протоколирование «мыслей вслух» отличается от наблюдения тем, что эксперт не просто комментирует, но и объясняет цепочку рассуждений при решении конкретной задачи. Основной трудностью при протоколировании «мыслей вслух» является принципиальная сложность для любого человека объяснить, как он думает, поскольку люди не всегда в состоянии достоверно описать мыслительные процессы. Кроме того, часть знаний, хранящихся в невербальной форме, слабо коррелирует с их словесным описанием (например, различные процедурные знания типа «как завязать галстук»). Обычно «мысли вслух» дополняются одним из активных методов для реализации обратной связи с экспертом.

Лекция является наиболее традиционным способом передачи знаний. Использование лекции для извлечения знаний целесообразно, если эксперт обладает лекторским мастерством. В процессе лекции когнитолог может задавать уточняющие вопросы. Как и другие пассивные методы, лекции используются для извлечения знаний на начальных стадиях разработки ЭС.

В активных методах извлечения знаний ведущая роль принадлежит когнитологу. Активные методы подразделяются на индивидуальные
и групповые. Активные индивидуальные методы извлечения знаний в настоящее время являются наиболее распространенными и включают анкетирование, интервью, свободный диалог, игры с экспертом.

Анкетирование – наиболее жесткий метод (стандартизированный). Когнитолог заранее составляет вопросник и осуществляет опрос нескольких экспертов. Существует несколько общих рекомендаций при составлении анкет:

• 
  анкета не должна быть монотонной и однообразной;
  
• 
  анкета должна быть приспособлена к языку экспертов;
  
• 
  поскольку вопросы влияют друг на друга, их последовательность должна быть строго продумана;
  
• 
  желательно стремиться к оптимальной избыточности;
  
• 
  язык анкеты должен быть понятным, а также предельно вежливым.
  

Под интервью понимается специфическая форма общения когнитолога с экспертом, в которой когнитолог задает эксперту серию заранее подготовленных вопросов. В интервью когнитолог имеет возможность в зависимости от ситуации опускать ряд вопросов либо вставлять новые вопросы, изменять темп, разнообразить ситуацию общения. Вопросы подразделяются: по форме – на открытые (для ответа предоставляют полную свободу) и закрытые (предполагаются фиксированные ответы), личные и безличные

---

, прямые и косвенные, вербальные и с использованием наглядного материала; по функции – на основные, зондирующие и контрольные; по воздействию – на нейтральные и наводящие.

Свободный диалог – это метод извлечения знаний в форме беседы когнитолога и эксперта. Диалог предполагает выбор правильного темпа и ритма беседы, поскольку при больших паузах эксперт отвлекается, а при высоком темпе оба собеседника быстро утомляются.

Игра с экспертом предполагает, что эксперт и когнитолог в моделируемой ситуации берут на себя некоторые роли, например «учителя» и «ученика». В процессе игры эксперт поправляет ошибки «ученика». Существуют следующие рекомендации когнитологу по проведению индивидуальных игр: играть смело, нешаблонно; не навязывать игру эксперту, если он не расположен к ней; «не давить на эксперта» и не забывать цели игры.

К активным групповым методам извлечения знаний относятся «мозговой штурм», дискуссии за круглым столом и ролевые игры.

«Мозговой штурм», или «мозговая атака», – один из
наиболее распространенных методов раскрепощения и активизации творческого мышления. Основная идея «штурма» – отделение процедуры генерирования идей в замкнутой группе экспертов от процесса анализа и оценки высказанных идей. Как правило, «штурм»
длится не более 40 минут при числе участников до 10 человек. Экспертам предлагается высказывать любые идеи на заданную тему. Критика экспертов друг другом категорически запрещена, поскольку высказанная одним экспертом не правильная идея может подтолкнуть другого эксперта к правильному решению. Результаты оценивает группа экспертов, не участвовавших в «штурме».

Метод круглого стола предусматривает обсуждение несколькими равноправными экспертами какой-либо проблемы из выбранной предметной области. Задача дискуссии – коллективно, с разных точек зрения, под разными углами исследовать спорные гипотезы предметной области. По ходу дискуссии важно проследить, чтобы слишком эмоциональные и разговорчивые эксперты не подменили тему и чтобы взаимная критика была обоснованной.

Ролевые игры предусматривают участие нескольких экспертов. Роль – комплекс образцов поведения. Когнитолог является режиссером и сценаристом, и ему предоставляется полная свобода в выборе формы проведения игры. Из трех основных типов деловых игр – учебных, планово-производственных и исследовательских – к экспертам ближе всего последние, которые используются для анализа систем, проверки правил принятия решений.

---