سیستم خبره قسمت 1

سامانه‌های خِبره یا سیستم های خبره به دسته‌ای خاص از نرم‌افزارهای رایانه‌ای اطلاق می‌شود که در راستای کمک به کاردانان و متخصّصان انسانی یا جایگزینی جزئی آنان در زمینه‌های محدود تخصّصی تلاش دارند. اینگونه سامانه‌ها، در واقع، نمونه‌های آغازین و ساده‌تری از فناوری پیشرفته‌تر سیستم های دانش-بنیان به شمار می‌آیند.

این سیستم ها معمولاً اطلاعات را به شکل واقعیت ها و قواعد در دادگانی به نام پایگاه دانش به شکل ساختار مند ذخیره نموده، و سپس با بهره‌گیری از روشهایی خاص استنتاج از این داده‌ها نتایج مورد نیاز حاصل می‌شود.

در میان اهل فن و صاحبان اندیشه، استدلال تعاریف و تفاسیر گوناگونی دارد. در نگاهی کلی، بهره گرفتن از دلیل و برهان برای رسیدن به یک نتیجه از فرضیاتی منطقی با بکارگیری روش‌های شناخته شده، تعریفی از استدلال تلقی می‌شود؛ تعریفی که البته با دیدگاه‌های فلسفی و گاه آرمانگرایانه از استدلال تفاوت دارد. با این حال موضوع مهم و بنیادین در اینجا بحث در چیستی و چرایی این دیدگاه‌ها نیست، بلکه در مورد “چگونگی طراحی دستگاه‌های استدلال گر”، با هر تعریفی، برای رسیدن به مجموعه‌ای از تصمیمات منطقی با استفاده از مفروضات یا به طور دقیق‌تر دانشی است که در اختیار آن‌ها قرار می‌گیرد. سیستم های خبره(expert systems) اساساً برای چنین هدفی طراحی می‌شوند. در حقیقت به واسطه الگوبرداری این سیستم ها از نظام منطق و استدلال انسان و نیز یکسان بودن منابع دانش مورد استفاده آن‌ها، پیامد کار یک سیستم خبره می‌تواند تصمیماتی باشد که در حوزه‌ها و قلمروهای گوناگون قابل استفاده، مورد اطمینان و تأثیرگذار هستند. بسیاری بر این باورند که سیستم های خبره بیشترین پیشرفت را در “هوش مصنوعی” به وجود آورده‌اند.

تاریخچه

تا ابتدای دههٔ ۱۹۸۰ (م) کار چندانی در زمینهٔ ساخت و ایجاد سیستم های خِبره توسط پژوهش گران هوش مصنوعی صورت نگرفته بود. از آن زمان به بعد، کارهای زیادی در این راستا و در دو حوزهٔ متفاوت ولی مرتبط سیستم های کوچک خبره و نیز سیستم های بزرگ خبره انجام شده است.

در دهه ۱۹۷۰، ادوارد فیگن بام در دانشگاه استانفورد به دنبال کشف روش حل مسئله ای بود که خیلی کلی و همه منظوره نباشد. پژوهشگران دریافتند که یک متخصص معمولاً دارای شماری رموز و فوت و فن خاص برای کار خود می‌باشد و در واقع از مجموعه‌ای از شگردهای سودمند و قواعد سرانگشتی در کار خود بهره می‌برد، این یافته مقدمه پیدایش سیستم خبره بود. سیستم خبره با برگرفتن این قواعد سر انگشتی از متخصصین و به تعبیری با تبدیل فرایند استدلال و تصمیم‌گیری متخصصین به برنامه‌های رایانه‌ای می‌تواند به عنوان ابزار راهنمای تصمیم‌گیری در اختیار غیرمتخصص و حتی متخصصین کم تجربه قرار گیرد.

هوش مصنوعی: هوش مصنوعی روشی است در جهت هوشمند کردن رایانه تا قادر باشد در هر لحظه تصمیم‌گیری کرده و اقدام به بررسی یک مسئله نماید. هوش مصنوعی، رایانه را قادر به اندیشیدن می‌کند و روش آموختن انسان را رونوشت برداری می‌نماید؛ بنابراین اقدام به جذب اطلاعات جدید جهت بکارگیری در مراحل بعدی می‌پردازد.

مغز انسان به بخش‌هایی تقسیم شده است که هر بخش وظیفه خاص خود را جدا از بقیه انجام می‌دهد. آشفتگی در کار یک بخش تأثیری در دیگر بخشهای مغز نخواهد گذاشت. در برنامه‌های هوش مصنوعی نیز این مسئله رعایت می‌شود درحالی که در برنامه‌های غیر هوش مصنوعی مثل C یا Pascal تغییر در برنامه روی سایر قسمت‌های برنامه و اطلاعات تأثیر دارد.

مباحث کاربردی و مهم در تحقق یک سیستم هوش مصنوعی:

• • سیستم های خبره (Expert Systems)
  • شبکه‌های عصبی (Neural Network)
  • الگوریتم‌های ژنتیک (Genetic Algorithms)
  • سامانه‌های منطق فازی (Fuzzy Logic Systems)

حوزه‌های کاربرد

سیستم های خبره در زمینه‌های بسیار متنوعی کاربرد یافته‌اند که برخی از این زمینه‌ها عبارتند از پزشکی، حسابداری، کنترل فرایندها، منابع انسانی، خدمات مالی، و GIS. حسابداری، تجزیه و تحلیلهای مالی پزشکی (تشخیص بیماری)، آنژیوگرافی، باستان‌شناسی، تولید ویفرهای سیلیکونی و انواع خاصی از پرتونگاری در زمینه‌های مختلف دیگری نیز سیستمهای خبره پدید آمده‌اند همانند: مشاوره حقوقی، مشاوره برای انتخاب بهترین معماری یا ترکیب بندی سامانه کامپیوتری، مشاوره مهندسی ساختمان و غیره.

در هر یک از این زمینه‌ها می‌توان کارهایی از نوع راهنمایی، پردازش، دسته‌بندی، مشاوره، طراحی، تشخیص، کاوش، پیش بینی، ایجاد مفاهیم، شناسایی، توجیه، یادگیری، مدیریت، واپاشی، برنامه‌ریزی، زمان‌بندی و آزمایش را با مددجویی از سامانه‌های تجربی با سرعت و آسانی بیشتری به انجام رسانید.

سیستم های خبره یا به عنوان جایگزین فرد متخصص یا به عنوان کمک به وی استفاده می‌شوند.

کاربرد سیستم های خبره در خدمات کتابداری و اطلاع‌رسانی

سیستم های خبره این امکان را در اختیار می‌گذارد تا بتوان دانش موجود در سطح جامعه را به صورت گسترده‌تر و کم هزینه تری اشاعه داد. این موضوع یعنی اشاعه دانش برای عموم مردم یکی از بنیادی‌ترین و اصلی‌ترین وظایف و رسالتهای حوزه کتابداری است .
مثلاً از طریق واسطهای هوشمند جستجوی اطلاعات می‌توان مهارتهای جستجوی پیشرفته را که اغلب خاص متخصصان با تجربه است در میان طیف وسیعی از کاربران در دسترس قرار دهد. سرعت استدلال یا حل مسائل در نظام‌های خبره می‌تواند منجر به ارائه خدمات کاراتر و سریع تر در برخی فعالیتهای کتابداری شود و انعطاف‌پذیری بیشتری را در پاسخگویی به نیازهای مخاطبان به وجود آورد.

کاربرد سیستم های خبره و هوشمند را در حوزه‌های نمایه سازی، چکیده نویسی، طراحی و تولید اصطلاح‌نامه‌ها، فهرست نویسی، بازیابی متن فارغ از منطق بولی، بازیابی متون مبتنی بر منطق بولی، تجزیه و تحلیل خودکار محتوا و ارائه دانش، مدیریت و دسترسی به محتوی پایگاه‌های رابطه‌ای، اسناد هوشمند، پردازش پایگاه‌های اطلاعاتی دانسته‌اند.

کاربرد سیستم های خبره در حسابداری و امور مالی

یکی از پر رونق‌ترین زمینه‌های کاربرد سیستم های خبره، حوزه و تجزیه و تحلیلهای مالی است. یکی از مناسب‌ترین زمینه‌های کاربرد این سیستم ها حوزه حسابداری و امور مالی است. امروزه انواع زیادی از سیستم های خبره برای کاربردهای گوناگون در این شاخه از دانش بشری ساخته شده است که در مورد استفاده گروه‌های مختلفی از تصمیم گیرندگان مانند مدیران شرکتها و سازمانها، حسابداران، تحلیلگران مالی، کارشناسان مالیاتی و بالاخره عامه مردم قرار می‌گیرد حتی متخصصین و کارشناسان حوزه‌های مختلف دانش حسابداری و مالی از این نرم‌افزارهای پر جاذبه به عنوان وسیله‌ای برای یافتن «حدس دوم» و اطمینان بیشتر نسبت به یافته‌ها و داوری‌های شخصی خود استفاده می‌کنند.

کاربردهای مختلفی از سیستم های خبره در سه زمینه حسابداری، حسابداری مدیریت و امور مالیاتی به شرح ذیل می‌باشد:

• • حسابرسی :ارزیابی ریسک – تهیه برنامه حسابرسی – فراهم آوردن کمکهای فنی – کشف تقلبات و جلوگیری از آنها
  • حسابداری مدیریت :قیمت گذاری محصولات و خدمات – تعیین بهای تمام شده – طراحی سیستمهای حسابداری – بودجه بندی سرمایه‌ای – انتخاب روش حسابداری – ارزیابی اعتبار – ایجاد و برقراری واپاشی (کنترل)
  • امور مالیاتی : توصیه‌های مالیاتی – محاسبه مابه التفاوتهای مالیاتی – برنامه‌ریزی مالی شخصی.

تحلیلگران مالی نیز امروزه یکی از استفاده کنندگان سیستم‌های خبره هستند به هنگام بررسی وضعیت مالی یک شرکت یا مشتری معین، تحلیلگران مالی در کنار برداشت خود از داده‌های مالی، نظر سیستم خبره را نیز به عنوان یک نظر تخصصی مکمل در اختیار دارد و در مواردی که این نظر یا داوری دوم با نظر خود او ناهمسویی داشته باشد می‌کوشد تا در واکاویهای خود دقت بیشتری به عمل آورده و حتی در مواردی بازبینی کند. سیستم های خبره در مورد بررسی صورتهای مالی شرکت قبل از ارائه به مدیران ارشد بررسی گزارشهای رسیده از شعب یا شرکتهای تابعه شرکت ارزیابی یک شرکت ارزیابی اعتبار مالی فروشندگان و خریداران (طرفهای تجاری) و در بسیاری از زمینه‌های دیگر مالی امروز کاربردهای خود را یافته‌اند.

انواع سیستم های خبره تحلیل مالی

از آنجا که در داوریهای مختلف مالی عملاً هر چهار مرحله فرایند تصمیم‌گیری یعنی گردآوری داده‌ها، انجام واکاوی، کسب بینش مشخص راجع به موضع و بالاخره تصمیم‌گیری دخالت دارد سیستم های خبره مرتبط با موضوع تحلیل مالی نیز بر پایهٔ نوع کمکی که به مراحل مختلف فرایند تصمیم‌گیری می‌کنند به سه قلمرو تقسیم می‌شوند.

این سه قلمرو عبارتند از:

1. 1. کمک به کسب بینش یا بینش آفرین Insight facilitaing
   2. آسان سازی تصمیم‌گیری Decision facilitating
   3. تصمیم سازی Decision Making

سیستم های خبره بینش آفرین

در این نوع سیستم ها، هدف اصلی ارائه پردازش‌های مربوط به کمک واکاوی نسبتها و نمودار هاست این نسبت‌ها و نمودارها برای دست اندرکاران تحلیل مالی در ایجاد بینش دقیق تری در مورد وضع مالی و چشم‌انداز آتی یک مؤسسه، یعنی سودمند است با چنین هدفی عملاً مراحل اول و دوم از فرایند چهار مرحله‌ای تصمیم‌گیری به کمک این سیستم ها انجام می‌شود این نرم‌افزارها را به این دلیل بینش آفرین می‌خوانیم که هدفشان کمک به کارگزاران و دست اندرکاران مالی برای انجام یک مشاهده بینش آفرین مشخص است بنابر این درجه از کارآزمودگی و تخصص موجود در زمره سیستم های خبره واقعی به حساب آورده نمونه‌هایی از این قبیل نرم‌افزارها عبارتند از: INsiGht و NEWVIEWS که هر دو عملاً سیستم های جامع حسابداری مشتمل بر تحلیلهای مالی اند یعنی در عین اینکه همه عملیات حسابداری را انجام می‌دهند. در محیطهای شبیه صفحه گسترده تحلیلهای مالی خود را نیز عرضه می‌کنند نرم‌افزار شناخته شده دیگر REFLEX نام دارد که ۱۲ نسبت کلیدی را محاسبه کرده و تحلیل و تفسیرهای پیشنهادی خود را نیز ارائه می‌کند این تحلیلها همراه با ارائه نسبت‌ها، روندها و نمودارهای مناسب است.

سیستم های خبره آسان کننده تصمیم‌گیری

در این نوع از سیستم های خبره مالی یک پایگاه دانش وجود دارد که ضمن تحلیل نسبتهای مالی می‌تواند بینشهای خود نسبت به موضوع مورد تحلیل را نیز ارائه دهد و همین امر موجب تمایز آن از سیستم های دسته اول می‌شود بنابر این در این قبیل سیستمها سه مرحله از چهار مرحله فرایند تصمیم‌گیری انجام می‌شود یک نمونه از این سیستم های خبره «ANSWERS» است.

سیستم های خبره

سیستم های خبره برنامه‌هایی هستند که رفتار یک انسان متخصص در یک زمینه بخصوص را تقلید می‌کنند. این برنامه از اطلاعاتی که استفاده کننده در آن‌ها ذخیره می‌کند جهت اعلام یک عقیده در یک موضوع بخصوص استفاده می‌کند. از این رو سیستم‌های خبره تا هنگامی که بتوانند موضوعی را که با پاسخ‌های شما مطابقت داشته باشد بیابند به سؤال کردن از شما ادامه می‌دهند. به منظور درک کردن آنچه یک سیستم متخصص انجام می‌دهد مکالمه زیر که بین یک متخصص در امور میوه و فرد دیگری که می‌خواهد از وی توصیه‌ای در این مورد دریافت کند را در نظر بگیرید:

— متخصص: آیا میوه سبز است؟

— استفاده کننده: خیر.

— متخصص: آیا میوه قرمز است؟

— استفاده کننده: بله.

— متخصص: آیا این میوه روی درخت رشد می‌کند؟

— استفاده کننده: خیر.

— متخصص: آیا این میوه روی یک بوته رشد می‌کند؟

— استفاده کننده: بله.

— متخصص: آیا این بوته تیغ دارد؟

— استفاده کننده: بله.

— متخصص: این میوه تمشک است!

هدف از طراحی یک سیستم متخصص رایانه‌ای در امر میوه تولید چنین گفتگویی است. در حالت عمومی تر سیستم متخصص می‌کوشد که به استفاده کننده از خود در مورد موضوعی که از آن آگاه است راهنمایی دهد.

اگر بخواهیم تعریفی از سیستم های خبره ارایه دهیم می‌توان گفت «سیستم های خبره برنامه‌های رایانه‌ای هستند که با استفاده از قواعد مورد استفاده متخصصین به حل مسایل در زمینه‌ای خاص می‌پردازند. وجه تمایز اصلی سیستم های خبره نسبت به برنامه‌های کاربردی گذشته آن است که از استدلال مبتنی بر استنباط و استنتاج استفاده می‌کند در برنامه‌های کاربردی معمولی دارای الگوریتم و روش حل مسئله ثابتی هستیم اما در روش‌های شهودی می‌توان با آزمون و خطا مسایل دشوارتری را حل کرد و به جواب رضایت بخش رسید.

مفهوم سیستم های خبره بر این فرض استوار است که دانش متخصصین در حافظه رایانه ضبط و در دسترس کسانی که به کاربرد آن دانش نیاز دارند، قرار گیرد. یک سیستم های پشتیبانی تصمیم شامل برنامه‌هایی است که بازتاب دهندهٔ چگونگی نگرش یک مدیر در حل یک مسئله می‌باشد. یک سیستم خبره، ازطرف دیگر فرصتی برای تصمیم‌گیری‌ها پیش می‌آورد که از قابلیت‌های مدیر افزون تر است. تمایز دیگر میان سیستم خبره و سیستم پشتیبانی تصمیم، توانایی سیستم خبره در توصیف چگونگی استدلال جهت دستیابی به یک راهکار خاص است. اغلب اوقات شرح نحوه دست یابی به یک راه حل، از خود راه حل ارزشمندتر است.

داده‌هایی که به وسیله برنامه‌های سیستم  پشتیبانی تصمیم استفاده می‌شود، اصولاً به صورت عددی بوده و برنامه‌ها، تأکید بر استفاده از روش‌های ریاضی دارند، لیکن داده‌هایی که به وسیله سیستم های خبره به کار می‌رود نمادی تر بوده و اغلب به صورت متن تشریحی می‌باشند. برنامه‌های سیستم‌های خبره بر به کارگیری برنامه‌های منطقی تأکید دارند.

تفاوت سیستم های خبره با سایر سیستم های اطلاعاتی

سیستم های خبره برخلاف سیستم های اطلاعاتی که بر روی داده‌ها(Data) عمل می‌کنند، بر دانش (Knowledge) متمرکز شده است. همچنین دریک فرایند نتیجه‌گیری، قادر به استفاده از انواع مختلف داده‌ها عددی(Digital)، نمادی Symbolic و مقایسه‌ای (Analog) می‌باشند. یکی دیگر از مشخصات این سیستم‌ها استفاده از روشهای ابتکاری (Heuristic) به جای روشهای الگوریتمی می‌باشد. این توانایی باعث قرار گرفتن دامنهٔ گسترده‌ای از کاربردها در برد عملیاتی سیستم های خبره می‌شود. فرایند نتیجه‌گیری در سیستم های خبره بر روشهای استقرایی و قیاسی پایه‌گذاری شده است. از طرف دیگر این سیستم ها می‌توانند دلایل خود در رسیدن به یک نتیجه‌گیری خاص یا جهت و مسیر حرکت خود به سوی هدف را شرح دهند. با توجه به توانایی این سیستم‌ها در کار در شرایط فقدان اطلاعات کامل یا درجات مختلف اطمینان در پاسخ به پرسشهای مطرح‌شده، سیستم های خبره نماد مناسبی برای کار در شرایط عدم اطمینان(Uncertainty) یا محیطهای چند وجهی می‌باشند.