Сб. Фев 24th, 2024

Многообразие задач, ситуаций и источников знаний обусло­вило появление большого количества методов извлечения, при­обретения и формирования знаний. Одна из возможных класси­фикаций методов извлечения знаний приведена на рис.1.1, на первом уровне которой выделены два больших класса. Первый класс образуют коммуникативные методы, которые ориентированы на непосредственный контакт инженера по знаниям с экс­пертом (источником знаний), второй класс текстологические методы, основанные на приобретении знаний из документов и специальной литературы.

Рис. 1.1. Классификация методов извлечения знаний

Коммуникативные методы. Они разделяются на пассивные и активные. В пассивных методах ведущую роль играет эксперт, в активных — инженер по знаниям. При решении конкретных за­дач, как правило, используются как пассивные, так и активные методы. Активные методы делятся на индивидуальные и групповые. В групповых методах знания получают от множества экспер­тов, в индивидуальных — от единственного эксперта. Индивиду­альные методы получили более широкое применение на практи­ке по сравнению с групповыми.

Пассивные коммуникативные методы включают наблюдение, анализ протоколов «мыслей вслух», процедуры извлечения зна­ний из лекций.

Метод наблюдения является одним из наиболее применяемых на начальных этапах разработки экспертных систем. Его суть за­ключается в фиксировании всех действий эксперта, его реплик и объяснений. При этом аналитик не вмешивается в работу экс­перта, а только наблюдает за процессом решения реальных задач либо за решением проблем, имитирующих реальные задачи. На­блюдения за процессом решения реальных задач позволяют ин­женеру по знаниям глубже понять предметную область. Однако эксперт в этом случае испытывает большое психологическое на­пряжение, понимая, что осуществляет не только свою професси­ональную деятельность, но и демонстрирует ее инженеру по знаниям.

Наблюдение за имитацией процесса снимает это напряже­ние, но приводит к снижению полноты и качества извлекаемых данных. Наблюдения за имитацией незаменимы в тех случаях, когда наблюдения за реальным процессом невозможны из-за специфики изучаемой предметной области.

Метод анализа протоколов «мыслей вслух» отличается от мето­да наблюдения тем, что эксперт не только комментирует свои действия, но и объясняет цепочку своих рассуждений, приводя­щих к решению. Основной проблемой, возникающей при ис­пользовании этого метода, является принципиальная сложность для любого человека словесного описания собственных мыслей и действий. Повысить полноту и качество извлекаемых знаний можно за счет многократного уточняющего протоколирования рассуждений эксперта.

Метод извлечения знаний из лекций предполагает, что эксперт передает свой опыт инженеру по знаниям в форме лекций. При этом инженер по знаниям может заранее сформулировать темы лекций. Если этого не удается сделать, то когнитолог конспекти­рует лекции и задает вопросы. Качество информации, предостав­ленной экспертом в ходе лекции, определяется четкостью сфор­мулированной темы, а также способностями лектора в структу­рировании и изложении своих знаний и рассуждений.

Сравнительные характеристики пассивных методов извлече­ния знаний приведены в табл. 1.2.

Одна из возможных классификаций людей по психологичес­ким характеристикам делит всех на три типа:

  • мыслитель (познавательный тип);
  • собеседник (эмоционально-коммуникативный тип);
  • практик (практический тип).

Мыслители ориентированы на интеллектуальную работу, уче­бу, теоретические обобщения и обладают свойствами поленезависимости и рефлексивности. Собеседники — общительные, от­крытые люди, готовые к сотрудничеству. Практики предпочита­ют действия разговорам, хорошо реализуют замыслы других.

Таблица 1.2

Сравнительные характеристики пассивных методов извлечения знаний

Показатели Наблюдения «Мысли вслух» Лекции
Достоинства Отсутствие вли- Свобода само- Свобода само-
яния аналитика выражения для выражения для
и его субъектив- эксперта эксперта
ной позиции Вербализация Структуриро-
Максимальное рассуждений ванное изложе-
приближение Отсутствие вли- ние
аналитика к яния аналитика Высокая кон-
предметной об- и его субъектив- центрация
ласти ной позиции Отсутствие вли-
яния аналитика
и его субъектив-
ной позиции
Недостатки Отсутствие об- Отсутствие об- «Зашумлен-
ратной связи ратной связи ность» деталями
Фрагментар- Возможность Слабая обратная
ность получен- ухода «в сторо- связь
ных коммента- ну» в рассужде- Недостаток хо-
риев ниях эксперта роших лекторов
среди экспер-
тов-практиков
Требования к Собеседник или мыслитель (спо- Мыслитель
эксперту (типы собность к вербализации мыслей, (лекторские
и основные ка- аналитический склад ума, откры- способности)
чества) тость, рефлексивность)
Требования к Мыслитель (на- Мыслитель или Мыслитель (по-
аналитику (типы блюдательность, собеседник (по- ленезависи-
и основные ка- поленезависи- ленезависи- мость, способ-
чества) мость) мость, способ- ность к обще-
ность к обще- нию)
нию)
Характеристика Слабо- и среднеструктурированные, Слабоструктури —
предметной об- слабо- и среднедокументированные рованные, сла-
ласти бодокументиро-
ванные

Предметные области отличаются уровнем документирован­ное™ и структурированности.

Для характеристики предметной области по уровню документированное™ выделяют три класса: хорошо документированные, среднедокументированные и слабодокументированные области (рис. 1.3). По степени структури­рованности знаний предметные области могут быть:
  • хорошо структурированными (с четкой аксиоматизацией, широким применением математического аппарата, устоявшейся терминологией);
  • среднеструктурированными (с определившейся терминоло­гией, развивающейся теорией, явными взаимосвязями между яв­лениями);
  • слабоструктурированными (с размытыми определениями, богатым эмпирическим материалом, скрытыми взаимосвязями).

Рис. 1.3. Классификация предметных областей по уровню документированности:

Активные индивидуальные методы включают методы анкети­рования, интервьюирования, свободного диалога и игры с экс­пертом. Сравнительный анализ методов данной группы приведен в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Сравнение активных индивидуальных методов

Показатели Анкетирование Интервьюи­рование Свободный диалог
Достоинства Возможность стандартизиро­ванного опроса нескольких экс­пертов Не требует осо­бенного напря­жения от анали­тика во время процедуры анке­тирования Наличие обрат­ной связи (воз­можность уточ­нения контекста и разрешения противоречий) Гибкость Обратная связь Возможность изменения сце­нария и формы сеанса
Недостатки Требует умения и опыта состав­ления анкет Отсутствие кон­текста и обрат­ной связи. Во­просы анкеты могут быть не­правильно поня­ты экспертом Требует значи­тельного време­ни на подготов­ку вопросов ин­тервью Требует от ана­литика высочай­шего напряже­ния Отсутствие фор­мальных мето­дик проведения Трудность про­токолирования результатов
Требования к эксперту Практик и мыс­литель Собеседник и мыслитель
Требования к аналитику Мыслитель (пе­дантизм в со­ставлении анкет, внимательность) Собеседник (журналистские навыки, умение слушать) Собеседник (на­блюдательность, умение слушать, обаяние)
Характеристика предметной области Слабоструктурированные, слабо- и среднедокументи-рованные

Преимуществом методов анкетирования является то, что ан­кета или вопросник составляются инженером по знаниям зара­нее и используются для опроса экспертов. Составление анкеты следует проводить с учетом рекомендаций, выработанных в соци­ологии и психологии. Основными требованиями к анкетам явля­ются следующие:

  1. Анкета не должна быть монотонной и однообразной, чтобы не вызывать скуку или усталость. Для этого необходимо разнообразить тематику и форму задания вопросов, включить вопросы-шутки и применить стиль игры.
  2.  Анкета должна быть приспособлена к языку эксперта.
  3. Следует учитывать, что вопросы влияют друг на друга, по­этому важно расположить их в правильной последовательности.
  4. В анкете должно содержаться оптимальное число избыточ­ных вопросов, часть которых предназначена для контроля пра­вильности ответов, а другая часть — для снятия напряжения.

Метод интервьюирования отличается от метода анкетирова­ния тем, что позволяет аналитику опускать ряд вопросов в зави­симости от ситуации, вставлять новые вопросы в анкету, изме­нять темы и разнообразить ситуацию общения. Важную роль в методе интервьюирования играют вопросы, классификация ко­торых показана на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Классификация вопросов при интервьюировании

Открытый вопрос называет тему или предмет, оставляя эксперту полную свободу в отношении формы и содержания от­вета. Закрытый вопрос предлагает эксперту выбрать ответ из предложенного набора.

Личный вопрос непосредственно касается личного опыта экс­перта. Безличный вопрос направлен на выявление наиболее рас­пространенных закономерностей предметной области.

Прямой вопрос непосредственно указывает на интересую­щий предмет или тему (используется при «зажатости» эксперта). Косвенный вопрос исподволь затрагивает рассматриваемую проблему.

Вербальный вопрос — традиционный устный вопрос. Вопрос с использованием наглядного материала позволяет разнообразить интервью и снять усталость эксперта (используются фотографии, рисунки, карточки).

Основной вопрос направлен на выявление знаний. Зондирую­щий вопрос направляет рассуждения эксперта в нужную сторону. Контрольный вопрос проверяет достоверность и объективность информации, полученной в интервью ранее.

Нейтральный вопрос подчеркивает беспристрастность инже­нера по знаниям к предмету исследования. Наводящий вопрос ориентирует эксперта принять во внимание позицию инженера по знаниям.

Дополнительно в интервью рекомендуется включать следую­щие вопросы: контактные (снимающие психологический барьер между аналитиком и экспертом), буферные (разграничивающие отдельные темы интервью), оживляющие память экспертов (ре­конструирующие отдельные случаи из практики), «провоцирую­щие» (способствующие получению неподготовленных ответов).

При использовании метода интервьюирования следует иметь в виду, что его эффективность во многом определяется языком вопросов (понятностью, лаконичностью, терминологией); по­рядком вопросов (логическая последовательность); уместностью вопросов (этичностью и вежливостью).

Прежде чем готовить вопросы, аналитик должен овладеть ключевым набором знаний исследуемой предметной области, поскольку любой вопрос имеет смысл только в контексте.

Метод свободного диалога позволяет извлекать знания в фор­ме беседы с экспертом, поэтому здесь не предусматривается ис­пользование жесткого вопросника или плана. В то же время под­готовка к свободному диалогу должна проводиться по специаль­ной методике, в которую входит общая, специальная, конкретная и психологическая подготовка. Общая подготовка направлена на повышение научной эрудиции, овладение общей культурой, зна­комство с системной методологией. Специальная подготовка сводится к овладению теорией и навыками интервьюирования. Конкретная подготовка предполагает изучение предметной обла­сти, подготовку ситуации общения, знакомство с экспертом, тес­тирование эксперта. Психологическая подготовка включает зна­комство с теорией общения и с когнитивной психологией.

Игры с экспертом существенно отличаются от приведенных выше индивидуальных активных методов извлечения знаний и рассматриваются в классе групповых активных методов, где осо­бое место принадлежит ролевым и экспертным методам.

Активные групповые методы включают «мозговой штурм», дискуссии за круглым столом и ролевые игры. Групповые методы позволяют творчески интегрировать знания множества экспер­тов. Сравнительный анализ методов приведен в табл. 1.6.

Метод «мозгового штурма» — один из наиболее известных и широко применяемых методов генерирования новых идей путем творческого сотрудничества группы специалистов. Являясь в не­котором смысле единым мозгом, группа пытается штурмом преодолеть трудности, мешающие разрешить рассматриваемую про­блему. В процессе такого штурма участники выдвигают и разви­вают собственные идеи, стимулируя появление новых и комби­нируя их. Для обеспечения максимального эффекта «мозговой штурм» должен подчиняться определенным правилам и основы­ваться на строгом разделении во времени процесса выдвижения идей и процесса их обсуждения и оценки. На первой стадии штурма запрещается осуждать выдвинутые идеи и предложения (считается, что критические замечания уводят к частностям, пре­рывают творческий процесс, мешают выдвижению идей). Роль аналитика состоит в том, чтобы активизировать творческое мыш­ление участников заседания и обеспечить выдвижение возможно большего числа идей.

Таблица 1.6 Сравнение активных групповых методов извлечения знаний

Показатели «Мозговой штурм» Дискуссия за круглым столом
Достоинства Позволяет выявлять глубинные пласты зна­ний (на уровне бессоз­нательного) Активизирует экспер­тов Позволяет получать новые знания Позволяет получать более объективные фрагменты знаний Оживляет процедуру извлечения знаний Позволяет участникам обмениваться знания­ми
Недостатки Возможен только для новых интересных ис­следовательских про­блем Не всегда эффективен (довольно низкий про­цент продуктивных идей) Требует больших орга­низационных затрат Отличается сложнос­тью проведения
Требования к эксперту Мыслитель (способ­ность к творчеству) Собеседник или мыс­литель (искусство по­лемики)
Требования к анали­тику Собеседник или мыс­литель (быстрая реак­ция и чувство юмора) Собеседник (диплома­тические способности)
Характеристика пред­метной области Слабоструктурирован­ные и слабодокумен-тированные с наличи­ем перспективных «бе­лых пятен» Слабоструктурирован­ные и слабодокумен-тированные с наличи­ем спорных проблем

После выдвижения идей выполняются тщательное их обсуж­дение, оценка и отбор лучших. На стадии обсуждения участники «мозгового штурма» должны сконцентрироваться на положи­тельных сторонах идей, найти в них рациональные зерна и пред­ложить направления их развития. Выдвигаемые в процессе об­суждения дополнительные идеи могут базироваться на идеях дру­гих участников или, наоборот, служить для них фундаментом, ка­тализатором. Значительный эффект дает комбинирование идей при одновременном выявлении преимуществ и недостатков син­тезируемых при этом вариантов.

Метод «мозгового штурма» эффективен при решении не слишком сложных задач общего организационного характера, когда проблема хорошо знакома всем участникам заседания и по рассматриваемому вопросу имеется достаточная информация. Существует ряд модификаций этого метода.

Индивидуальный «мозговой штурм» проводится по тем же пра­вилам, что и коллективный, но выполняется одним экспертом, который одновременно генерирует идеи, дает им объективную оценку и критикует их.

Массовый «мозговой штурм» проводится в массовой аудито­рии (до нескольких десятков человек). Отбор идей проводится на промежуточных этапах. Эксперты группируются по 6 — 8 чело­век, при этом важно, чтобы непосредственное отношение к зада­че имел лишь руководитель группы, а остальные были лишь зна­комы с нею (иначе амбиции могут сыграть негативную роль). Штурм проводится в два этапа. На первом этапе оперативные группы осуществляют прямой коллективный «мозговой штурм».

При этом желательно, чтобы каждая группа работала над задачей, наиболее близкой по тематике к профилю вошедших в нее спе­циалистов. На втором этапе руководители каждой группы в тече­ние нескольких минут оценивают выдвинутые идеи, отбирают из них наиболее интересные и сообщают их на «пленарном засе­дании».

Двойной «мозговой штурм» органически соединяет в себе про­цессы генерирования идей и их доброжелательной позитивной критики.

Обратный «мозговой штурм» отличается от прямого тем, что в нем больше внимания уделяется критике высказанных идей.

Метод дискуссии за круглым столом предполагает равноправ­ное обсуждение экспертами поставленной проблемы. Отличи­тельной особенностью метода дискуссии является коллективное рассмотрение предметной области с разных точек зрения и ис­следование спорных гипотез.

Экспертные игры предназначены для извлечения знаний и ба­зируются на деловых, диагностических и компьютерных играх (табл. 1.7).

По числу участников игры подразделяют на индивидуальные (игры с экспертом) и групповые (ролевые игры в группе). По применению специального оборудования — игры с тренажерами и игры без реквизита. Особый класс представляют собой компьютерные игры.

В играх с экспертом инженер по знаниям берет на себя чью-нибудь роль в моделируемой ситуации. Ролевые игры в группе предусматривают участие в игре нескольких специалистов. Уча­стники игры наделяются определенными ролями, а собственно игра проводится по составленному когнитологом сценарию. В целях повышения эффективности ролевых игр в них необходимо вводить элементы состязательности.

Игры с применением тренажеров позволяют зафиксировать трудно уловимые знания, которые возникают в реальных ситуа­циях и могут быть потеряны при выходе из них.

Компьютерные экспертные игры в настоящее время использу­ются в основном в целях обучения. Они полезны для «разминки» экспертов перед сеансом извлечения знаний.

Таблица 1.7

Сравнительные характеристики экспертных игр
Экспертные игры
Показатели
индивидуальные групповые компьютерные
Достоинства Дают возмож- Реалистично Вызывают инте-
ность сравни- воссоздают ат- рес у эксперта
тельно быстро мосферу кон- Привлекают ди-
получить каче- кретной задачи зайном и дина-
ственную карти- Раскрепощают микой
ну принятия ре- экспертов
шения Групповые заня-
Позволяют вы- тия более объек-
яснить, какую тивны
информацию и Выявляют логи-
как использует ку и аргумента-
эксперт цию экспертов
Недостатки Отсутствие ме- Требуют от ана- Сложность и
тодик и стан- литика знания высокая стои-
дартного набора основ игротех- мость создания
игр ники специализиро-
Высокие про- Сложность со- ванных игр в
фессиональные здания игр для конкретной
требования к конкретных предметной об-
аналитику предметных об- ласти
ластей
Требования к Собеседник или практик (раско- Практик (без
эксперту ванность и актерское мастерство) психологическо-
го барьера к
ЭВМ)
Требования к Собеседник (ре- Собеседник Мыслитель
аналитику жиссерские спо- (способность к (контакт с про-
собности, уме- ведению конфе- граммистом)
ние создавать ранса, режис-
сценарии, ак- серские способ-
терское мастер- ности, актерское
ство) мастерство)
Характеристика Средне-и слабоструктурированные и слабодокументи-
предметной рованные
области

Текстологические методы включают методы извлечения зна­ний, основанные на изучении текстов учебников, специальной литературы и документов. Текстология — это наука, целью которой является практическое прочтение текстов, изучение и интер­претация литературных источников, а также рассмотрение семи­отических, психолингвистических и других аспектов извлечения знаний из текстов. Схема извлечения знаний из специальных текстов приведена на рис. 4.10, где— смысл, заложенный ав­тором и основанный на его собственной модели мира; — смысл, который постигает инженер по знаниям;— интерпрета­ция текста, изложенного словесно; Т— словесное изложение зна­ний; V — результат вербализации.

Рис. 1.8. Схема извлечения знаний из текста

Научный текст Т, который формируется автором на основе модели М1 включает в себя пять компонентов, пофуженных в языковую среду— первичный материал наблюдений;— система научных понятий;— субъективный взгляд автора;— дополнительная информация, не касающаяся научного знания (общие места);— заимствования. На процесс понимания (интерпретации)и на модель М2 влияют следующие компоненты:— экстракт компонентов, почерпнутый из текста— предварительные знания аналитика о предметной области; е — общенаучная эруди­ция инженера по знаниям;— личный опыт аналитика.

Автор книги, являющийся в данном случае экспертом, на ос­новании собственной модели мирапишет книгу, представляя свои знания в виде текста (см. рис. 1.8). Затем инженер по зна­ниям на основании своей модели знанийи информации, почерпнутой из текста Т, интерпретирует знания эксперта. Схема процесса извлечения знаний из текста показывает, что смысл М1, заложенный автором книги, отличается от смысла М2, который постигает читатель (инженер по знаниям). Эти различия определяются тем, насколько развиты факторыу конкретного аналитика (читателя).

Немецкий философ и языковед В. фон Гумбольдт так охаракте­ризовал сложную и трудно формализуемую процедуру взаимного понимания людей: «Люди понимают друг друга не потому, что пе­редают собеседнику знаки предметов, и даже не потому, что взаим­но настраивают друг друга на точное и полное воспроизведение идентичного понятия, а потому, что взаимно затрагивают друг в друге одно и то же звено цепи чувственных представлений и зачат­ков внутренних понятий, прикасаются к одним и тем же клавишам инструмента своего духа, благодаря чему у каждого вспыхивают в сознании соответствующие, но не тождественные смыслы».

Особую сложность представляет извлечение знаний из спе­циальной литературы и методик, поскольку в них очень высока степень концентрации специальных знаний.

Простейший алгоритм извлечения знаний из текстов включает следующие шаги.

  1.  Составить «базовый» список литературы для ознакомления с предметной областью.
  2. Выбрать текст для извлечения знаний.
  3. Беглое знакомство с текстом. Провести консультации со специалистами для определения значений незнакомых слов.
  4. Сформировать первую гипотезу о макроструктуре текста.
  5. Внимательно прочитать текст и выписать ключевые слова и выражения, определив тем самым «смысловые вехи».
  6. Определить связи между ключевыми словами, разработать макроструктуры текста в форме фафа или реферата.
  7. Сформировать новое представление знаний на основании макроструктуры текста.
Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock