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CHAP 04

전문가시스템

전문가시스템 개발의 배경

  • 초창기: GPS 시스템(General Problem Solver) (모든 문제를 '탐색'으로 해결할 수 있는 시스템)
    • 매우 제한된 영역에서만 작동 가능
    • GPT가 GPS시스템에 꽤 가깝게 도달했다고 생각되어지는중 ..
  • 전문가 시스템(expert system) 등장: 실제적인 문제 해결 위해 인공지능 연구자들은 보다 제한된 문제에 역량을 집중시하는 것이 필요하다는 것을 깨달음
    • 지식이 추론 기법만큼 중요하다는 것을 깨달음
    • 의의
      • 기존의 절차적 코드가 아니라, 규칙으로 표현되는 지식을 통해 추론함으로써 복잡한 문제 해결하도록 설계됨
      • 인공 지능 소프트웨어의 최초의 성공적인 형태
  • ex> MYCIN : 모든 영역의 답을 주는 것이 아님->박테리아 영역에 대해 답을 줌.

전문가 시스템의 구성요소

  • 지식베이스, 추론 기관, 사용자 인터페이스
  • 지식과 인공지능 : 지식이 중요하다 (knowledge driven) -> 데이터가 중요하다 (data driven) => 둘다 중요, 두개 다 연결되었을 때 더 효율적임

지식 표현 방법

  • 생성 규칙 (production rule)
  • 술어 논리(Predicate Logic)
  • 의미망(Semantic Net)
  • 프레임(Frame): 지식 구조화
  • 개념 그래프(conceptual graph)

데이터, 정보, 지식

  • 데이터: 현재 사실 (ex. 빨간색, 7시 30분, 5명)
  • 정보: 의미있는 사실 (ex. 사거리의 신호등이 빨간색으로 바뀌었다)
  • 지식: 추론을 위한 정보 (ex. 방금 내 차 앞의 신호등이 빨간색으로 바뀌었으므로 멈추어야 한다.)
  • 데이터를 처리하여 정보를 찾고 그 정보들을 일반화(generalize, 이러한 유형의 모든 데이터에 대해 일반적으로 적용될 수 있는 것)/정렬(정보를 정렬하여 categorize 등) 하여 지식을 얻어냄

규칙 (rules) = 생성 규칙(production rule)

  • if: 조건, 전제, 상황
    • AND,OR 사용 가능 (조건이 여러개인 복합문 가능)
    • 규칙에 수학 연산자 사용 가능
  • then: 행동(조건에 따른), 결론(전제에 따른), 결과(상황에 따른)

추론 엔진

  • 단기 기억장치에 있는 내용들은 경우에 따라 달라질 수 있음 - > 장기적으로 기억할 필요X
  • 장기 기억장치: 규칙

추론 방법

  • 순방향 추론: 알려진 사실로부터 출발하여 결론을 이끌어내는 방법
    • EX> PPT 19쪽 참고 : 기호로 명제화, 장기기억 장치에 있는 RULE과 단기 기억장치에 있는 FACT가 동작하면서 새로운 FACT들이 추가됨 -> 결과를 찾아낸다면 끝 =>순방향 추론
    • 장점: 사실을 모은 후에 이를 바탕으로 추론하는 것으로 자연스러운 방법
    • 단점: 목표와 관련 없는 규칙들이 FIRE(점화)될 수 있음
  • 역방향 추론: 목표를 설정하고 추론 엔진은 이를 증명하는 증거를 찾는 방법, 목표에서 시작하여 사실 데이터가 이러한 목표를 지원하는지 확인하는 방법
    • EX> PPT 23쪽 참고
      • Subgoal들이 생김 : Z가 참인가? -> Y가 참인가? -> X가 참인가?
  • 실습
    1. 순방향 A C D E
      B H G F
    2. 역방향 STACK [G E D C] STACK [G E D] STACK [G E] STACK [G] -> G도 참이다
  • 실습
    • A: 주위가 뜨겁다, B: 연기가 난다, E: 불이 났다
    1. 순방향
    2. 역방향
    • 직접 해바용

충돌해법

  • 동일한 사실이 입력되어도 서로 상반된 결론을 내리는 규칙이 저장되어 있다면..
    • 구조화 필요! -> 나중에 추가/삭제될 때도 확인하기 좋음
    1. 각 규칙에 우선 순위를 부여하고 가장 높은 우선순위를 가진 규칙을 점화 (구조화)
    2. 가장 특수한(specific) 규칙을 먼저 점화하는 방법
    3. 단기 기억 장치에 가장 최근에 입력된 데이터를 사용하여 규칙을 점화하는 방법 (최근 결과를 우선시하여 fire)

전문가시스템의 장점과 단점(129쪽 참고)

  • 장점
    1. IF_THEN을 사용하는 규칙은 인간 전문가의 지식을 표현하는 자연스러운 방법
    2. 전문가 시스템에서는 지식베이스와 추론엔진이 분리 -> 다른 영역에도 쉽게 적용 가능
  • 단점
    1. 지식을 학습할 수 없음 (결론이 다시 RULE로 만들어져서 장기 기억장치로 들어가는 것은 학습 능력이라고 볼 수 없음! 지식 전문가가 직접 넣어줘야하는 것.)
    2. 탐색이 비효율적 (IF문이 계속 열거되어있으면 이를 계속 다 확인해야함)
    3. 규칙이 많아지게 되면 유지보수가 어려워짐