Теория экспертных систем

Теория экспертных систем. Область разработок теории создания – систем искусственного интеллекта, включающая знания об определенной слабо структурированной и трудно формализуемой узкой предметной области и способная предлагать и объяснять пользователю разумные решения. Экспертная система состоит из базы знаний, механизма логического вывода и подсистемы объяснений.
Практические успехи в таких областях, как медицина, вычислительная техника, программирование, генетика, геология, спектральный анализ и, наконец, археология [Gardin, 1988] показывают, что ЭС являются одним из наиболее перспективных направлений, могущих разрешить ряд проблем в археологической исследовательской процедуре, основанной на анализе археологической информации. Эвристический характер знания делает их приобретение весьма трудоемким процессом и это является наиболее узким местом в создании экспертных систем. Трудность этого процесса усугубляется тем, что многие из научных задач не могут быть заданы в числовой форме и выражены в точно определенных терминах. Эти проблемы в полной мере характерны и для археологии. В ней существуют области, для которых нет алгоритмического решения задач, а во многих областях, где такие решения существуют, применение алгоритмов ограничено ресурсами (время, память). Таким образом археология, как и ряд других наук имеет широкий круг областей, для решения проблемных задач которых требуется применение неформализованных задач. Их особенностями являются ошибочность определений, неполнота исходных данных, противоречивость знаний о проблемных областях и решаемых задачах, а так же динамические изменяющиеся данные. Свежим примером является публикация В.Е.Щелинского, в которой показано различие между типологическим и функциональным определением каменного инвентаря пещеры Азых [Щелинский, 1992: с. 17-27]. И это не единственная область для создания экспертных систем в археологии. Не меньшую проблему представляет большая размерность пространства решения проблем хронологических параллелей и характере прямых аналогий в индустриях отдаленных территорий (диффузия, миграция, обмен, торговля и т.д.). Для решения их требуется конструирование цепочек описательных интерпретационных предположений.
Таким образом, в археологии неформализованные задачи представляют большой и важный класс задач [Дородницын, 1985], требующих эвристических поисков решения.
Для их решения и требуется приложение ЭС, не уступающих по качеству и эффективности заключениям эксперта-археолога. В отличии от решений, предлагаемых статистическими методами, где всегда существует проблема интерпретации полученных результатов, решения ЭС обладают «прозрачностью», т. е. могут быть объяснены на качественном уровне (Попов, 1987: с. 9). Не менее важными представляются следующие особенности экспертных систем (Попов, 1987: с. 11):
а) способность вести диалог о решаемой задаче на естественном, документальном или научном языке, удобном для эксперта, и, в частности, приобретать в процессе этого диалога новые знания;
б) способность следовать линии рассуждения, понятной эксперту;
в) способность объяснять эксперту ход своего рассуждения.
В тоже время следует помнить об ограничениях, существующих в настоящее время, в круге задач, решаемых с помощью ЭС. Он ограничивается составлением смысловых данных по входным данным, определением вероятных последствий наблюдаемых ситуаций, планировании и конструировании конфигурацией объектов по заданным параметрам, интерпретацией, предсказанием, диагностикой и рядом других задач, связанных с управлением самой ЭС. К тому же научная база в этой области знания находится на начальной стадии развития, разработки в ней требуют серьезных трудозатрат. В зависимости от сложности задачи время разработки занимает от 3 до 10 человеко/лет, а успех не всегда приходит в ее конце. Поэтому всегда возникает вопрос: как наиболее эффективно реализовать ЭС в конкретной области знания.
В качестве примера можно привести ЭС Роджера Грейса «Exsper systems for lithic analysis»[http://www.hf.uio.no/iakh/forskning/sarc/iakh/lithic/expsys.html]. Эта экспертная система «LITHAN» была разработана для классификации типологии и технологии каменных орудий  Форма для ввода информации
TECH TYPE: if platform Thickness 0 and distalRetouch = «DISTAL» then put «END SCRAPER» General categories like endscraper are further subdivided by applying secondary rules.
1) if endForm = «ROUND» then put «END SCRAPER»
2) if endForm = «CARINATED» then put «CARINATED END SCRAPER»
Экспертные системы в отечественной археологии должны создаваться эволюционным путем, по мере возникновения естественных предпосылок и меры надобности в ее создании. В соответствии с этим и должна формироваться соответствующая архитектура ЭС.