Файл: Учебник Макаровой.pdf

диалог по извлечению знаний; заключительная стадия (благодарность эксперту, подведение итогов, договор о последующих встречах).

Активные групповые методы

К групповым методам извлечения знаний относятся: ролевые игры;

дискуссии за круглым столом с участием нескольких экспертов; мозговой штурм.

Основное достоинство групповых методов – это возможность одновременного поглощения знаний от нескольких экспертов, взаимодействие которых вносит элемент принципиальной новизны от наложения разных взглядов и позиций.

Метод круглого стола (термин заимствован из журналистики) предусматривает обсуждение какой- либо проблемы из выбранной предметной области, в котором принимают участие с равными правами несколько экспертов. Обычно вначале участники высказываются в определенном порядке, а затем переходят к живой свободной дискуссии. Число участников дискуссии колеблется от трех до пяти - семи. Существует и специфика, связанная с поведением человека в группе.

Во-первых, от инженера по знаниям подготовка круглого стола потребует дополнительных усилий, как организационных (место, время, обстановка, минеральная вода, чай, кворум и т.д.), так и психологических (умение вставлять уместные реплики, чувство юмора, память на имена и отчества, способность гасить конфликтные ситуации и т.д.).

Во-вторых, большинство участников будут говорить под воздействием "эффекта фасада" совсем не то, что они сказали бы в другой обстановке, т.е. желание произвести впечатление на других экспертов будет существенно "подсвечивать" их высказывания.

Задача дискуссии – коллективно, с разных точек зрения, под разными углами исследовать спорные гипотезы предметной области. Обычно эмпирические области богаты таким дискуссионным материалом. Для остроты на круглый стол приглашают представителей разных научных направлений и разных поколений, это также уменьшает опасность получения односторонних знаний.

Несколько практических советов по процедурным вопросам круглого стола. Перед началом дискуссии ведущему следует:

убедиться, что все правильно понимают задачу (т.е. происходит сеанс извлечения знаний); установить регламент и четко сформулировать тему.

По ходу дискуссии проследить, чтобы слишком эмоциональные и разговорчивые эксперты не подменили тему и критика позиций друг друга была обоснованной.

Мозговой штурм или мозговая атака – один из наиболее распространенных методов раскрепощения и активизации творческого мышления. Впервые этот метод был использован в США как способ получения новых идей в условиях запрещения критики. Замечено, что боязнь критики мешает творческому мышлению, поэтому основная идея штурма – это отделение процедуры генерирования идей в замкнутой группе специалистов от процесса анализа и оценки высказанных идей.

Как правило, штурм длится около 40 мин. Участникам (до 10 человек) предлагается высказывать любые идеи (шутливые, фантастические, ошибочные) на заданную тему (критика запрещена). Обычно высказывается более 50 идей. Регламент до двух минут на выступление. Самый интересный момент штурма – это наступление пика (ажиотажа), когда идеи начинают "фонтанировать", т.е. происходит непроизвольная (бессознательная) генерация гипотез участниками. При последующем анализе всего лишь 10 - 15% идей оказываются разумными, но среди них бывают весьма оригинальные. Оценивает результаты обычно группа экспертов, не участвовавшая в генерации.

Ведущий мозгового штурма – инженер по знаниям – должен свободно владеть аудиторией, подобрать активную группу экспертов-генераторов", не зажимать плохие идеи – они могут служить катализатором хороших. Искусство ведущего – это искусство задавать вопросы аудитории, "подогревая" генерацию. Вопросы служат "крючком" [19], которым извлекаются идеи. Вопросы также могут останавливать многословных экспертов и служить способом развития идей других.

Основной девиз штурма – "чем больше идей, тем лучше". Фиксация сеанса – традиционная (протокол или магнитофон).

531

ЭКСПЕРТНЫЕ ИГРЫ

Общие сведения

Игрой называют такой вид деятельности, который отражает (воссоздает) другие ее виды [7]. Понятие экспертной игры, или игры с экспертами, в целях извлечения знаний восходит к трем источникам – это понятие деловой игры, широко используемое при подготовке специалистов и моделировании, и понятие диагностической игры, введенной в [1], а также компьютерные игры, все чаще применяемые в обучении

[11].

Под деловой игрой чаще всего понимают эксперимент, где участникам предлагается производственная ситуация, а они на основе своего жизненного опыта, общих и специальных знаний и представлений принимают решения. Решения анализируются, и вскрываются закономерности мышления участников эксперимента. Именно эта анализирующая часть деловой игры полезна для получения знаний. И если участниками такой игры становятся эксперты, то игра из деловой превращается в экспертную. Из трех основных типов деловых игр (учебных, планово-производственных и исследовательских) к экспертным ближе всего исследовательские, которые используются для анализа систем, проверки правил принятия решений.

Диагностическая игра – это та же деловая игра, но применяемая конкретно для диагностики методов принятия решения в медицине (диагностика методов диагностики). Эти игры возникли при исследовании способов передачи опыта от квалифицированных врачей новичкам. В нашем понимании диагностическая игра – это игра, безусловно, экспертная без всяких оговорок, только с жестко закрепленной предметной областью – медициной.

В соответствии с введенной классификацией разделим экспертные игры на: индивидуальные; групповые.

Кроме того (рис. 17.12), продолжим и разовьем эту классификацию, введя другие критерии: использование специального оборудования; применение компьютерной техники.

Плодотворность моделирования реальных ситуаций в играх подтверждается сегодня практически во всех областях науки и техники. Они развивают логическое мышление, способности быстро принимать решения, вызывают интерес у экспертов.

Индивидуальные игры с экспертом

Вэтом случае с экспертом играет инженер по знаниям, который берет на себя какую-нибудь роль в моделируемой ситуации. Например, игра "Учитель и ученик", в которой инженер по знаниям берет на себя роль ученика и на глазах эксперта выполняет его работу, а эксперт поправляет ошибки "ученика". Эта игра – удобный способ разговорить застенчивого эксперта.

Вдругой игре (описана в [1]) инженер по знаниям берет на себя роль врача, который хорошо знает больного, а эксперт – роль консультанта. Консультант задает вопросы, делает прогноз о

целесообразности применения того или иного вида лечения. Такая игра "двух врачей" позволила, например, выявить, что эксперту понадобилось всего 30 вопросов для успешного прогноза, в то время как первоначальный вопросник, составленный медиками для этой же цели, содержал 170.

Основные советы инженеру по знаниям по проведению индивидуальных игр:

играйте смелее, придумывайте игры сами; не навязывайте игру эксперту, если он не расположен; в игре "не давите" на эксперта; не забывайте цели игры; играйте весело, нешаблонно; не забывайте о времени и о том, что игра утомительна для эксперта.

532

определить содержимое "черного ящика", в котором находится некое животное, при этом надо набрать наибольшее количество очков, не истратив выделенного ресурса денег. В ходе игры эксперт делает ставки на различные гипотезы, указывая при этом, какими признаками обладает то или иное животное. После каждого ответа он получает необходимую информацию о своих результатах. По ходу игры невидимо для эксперта формируются правила, отражающие знания эксперта на основании сделанных им ходов. В данной игре – это знания о том, какими признаками обладают те или иные животные. Таким образом выявляется алфавит значимых признаков для диагностики и классификации животных.

ТЕКСТОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Группа текстологических методов объединяет методы извлечения знаний, основанные на изучении специальных текстов из учебников, монографий, статей, методик и других носителей профессиональных знаний.

Задачу извлечения знаний из текстов можно сформулировать как задачу понимания и выделения смысла текста. Сам текст на естественном языке является лишь проводником смысла, а замысел и знания автора лежат во вторичной структуре (смысловой структуре или макроструктуре текста), настраиваемой над естественным текстом [3].

При этом можно выделить две такие смысловые структуры: М1 смысл, который пытался заложить автор, это его модель мира, и М2 смысл, который постигает читатель, в данном случае инженер по знаниям (рис. 17.13) в процессе интерпретации I. При этом Т – это словесное одеяние М1, т.е. результат вербализации V.

Сложность процесса заключается в принципиальной невозможности совпадения знаний, образующих М1 и М2, из-за того, что M1 образуется за счет совокупности представлений, потребностей, интересов и опыта автора, лишь малая часть которых находит отражение в тексте Т. Соответственно и М2 образуется

в процессе интерпретации текста Т за счет привлечения всей совокупности научного и человеческого багажа читателя.

Рис. 17.13. Извлечение знаний из текстов

Встает задача выяснить, за счет чего можно достичь максимальной адекватности М1 и М2, помня о том, что понимание всегда относительно. Рассмотрим подробнее, какие источники питают модель М1 и создают текст Т. В [17] указаны два компонента любого научного текста. Это первичный материал наблюдений и система научных понятий в момент создания текста. В дополнение к этому, на наш взгляд, помимо объективных данных экспериментов и наблюдений, в тексте обязательно присутствуют субъективные взгляды автора, результат его личного опыта, а также некоторые "общие места", или "вода". Кроме того, любой научный текст содержит заимствования из других источников (статей, монографий) и т.д.

При извлечении знаний аналитику, интерпретирующему текст, приходится решать задачу

декомпозиции этого текста на перечисленные выше компоненты для выделения истинно значимых для реализации базы знаний фрагментов. Сложность интерпретации научных и специальных текстов заключается еще и в том, что любой текст приобретает смысл только в контексте, где под контекстом понимается окружение, в которое "погружен" текст.

Основными моментами понимания текста являются (частично из [ 17]):

534

выдвижение предварительной гипотезы о смысле всего текста (предугадывание); определение значения непонятных слов (т.е. специальной терминологии); возникновение общей гипотезы о содержании текста (о знаниях);

уточнение значения терминов и интерпретация отдельных фрагментов текста под влиянием общей гипотезы (от целого к частям);

формирование некоторой смысловой структуры текста за счет установления внутренних связей между отдельными важными (ключевыми) словами и фрагментами, а также за счет образования абстрактных понятий, обобщающих конкретные фрагменты знаний; корректировка общей гипотезы относительно содержащихся в тексте фрагментов знаний (от частей к целому); принятие основной гипотезы, т.е. формирование М2

Следует отметить наличие как дедуктивной (от целого к частям), так и индуктивной (от частей к целому) составляющей процесса понимания.

Центральными моментами процесса I являются шаги формирования смысловой структуры или выделения "опорных", или ключевых, слов, а также заключительное схватывание "смысловых вех" в единую семантическую структуру. В качестве ключевого слова может служить любая часть речи (существительное, прилагательное, глагол и т.д.) или их сочетание. Существует гипотеза лингвостатистики о том, что наиболее употребляемые слова являются наиболее важными с точки зрения содержания текста, т.е. отражают его тематическую структуру.

Подготовкой к прочтению специальных текстов является выбор совместно с экспертами некоторого "базового" списка литературы, который постепенно введет аналитика в предметную область. В этом списке могут быть учебники для начинающих, главы и фрагменты из монографий, популярные издания. Только после ознакомления с "базовым" списком целесообразно приступать к чтению специальных текстов.

Наиболее простым методом является анализ учебников, в которых логика изложения обычно соответствует логике предмета, и поэтому макроструктура такого текста будет, наверное, более значима, чем структура текста какой-нибудь специальной статьи. Анализ методик затруднен как раз сжатостью изложения и практическим отсутствием комментариев, т.е. фоновых знаний, облегчающих понимание для неспециалистов. Поэтому можно рекомендовать для практической работы комбинацию перечисленных методов.

В заключение предложим одну из возможных практических методик анализа текстов с целью извлечения и структурирования знаний.

Составление "базового" списка литературы для ознакомления с предметной областью и чтения по списку.

Выбор текста для извлечения знаний.

Первое знакомство с текстом (беглое прочтение). Для определения значения незнакомых слов

– консультации со специалистами или привлечение справочной литературы. Формирование первой гипотезы о структуре текста.

Внимательное прочтение текста с выписыванием ключевых слов и выражений, т.е. выделение "смысловых вех" (компрессия текста).

Определение связей между ключевыми словами, разработка макроструктуры текста в форме графа или "сжатого" текста (реферата).

Формирование поля знаний на основании структуры текста.

17.3. СТРУКТУРИРОВАНИЕ ЗНАНИЙ

Концептуальная структура предметной области Функциональная структура предметной области Формализация и программная реализация базы знаний

КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

Одна из наиболее творческих процедур при построении экспертных систем – процедура концептуального анализа полученных знаний или структурирование.

Структурирование - это процесс создания полуформализованного описания предметной области.

535