Приобретение знаний. 
Системы поддержки принятия решений

Приобретение знаний — это сложный и длительный процесс выявления потенциального знания решения проблемы из ряда источников и наполнения базы знаний экспертной системы. Одним источником знаний являются хранилища объективизированной информации — эмпирические данные, результаты исследований, книги, архивные документы, электронные базы данных, базы знаний информационных систем и т. п. Альтернативный источник знаний представляют субъективные экспертные знания специалистов в рассматриваемой предметной области, не зафиксированные в материальных хранилищах.

Наполнение базы знаний экспертной системы объективизированными знаниями из материальных источников не представляет особой сложности, в отличие от него процесс выявления и ввода субъективных знаний эксперта достаточно труден. При разработке конкретной методологии приобретения от эксперта субъективных знаний надо четко различать две формы их репрезентации. Одна форма связана с тем, как и в каких моделях хранятся эти знания у эксперта, другая форма связана с тем, как проектирующий экспертную систему инженер по знаниям собирается их описывать и представлять. От степени согласованности этих форм репрезентации между собой зависит эффективность всего процесса приобретения знаний. При этом следует учитывать, что сам человек не всегда полностью осознает, каким образом репрезентированы у него знания.

В соответствии с двумя принципиально различными источниками знаний — объективизированной информации и субъективными экспертными знаниями— методы их приобретения разделяются на две группы — текстологические и коммуникативные^[1].

Обратите внимание!

Текстологические методы приобретения знаний включают методы извлечения знаний из документов и специальной литературы.

Коммуникативные методы приобретения знаний охватывают методы и процедуры контактов инженера по знаниям с непосредственным источником знаний — экспертом в данной предметной области.

Эффективность работы инженера по знаниям зависит от согласованности его формы репрезентации знаний с формой репрезентации эксперта.

Текстологические методы извлечения знаний основаны на изучении специальных текстов из разнообразных носителей профессиональных знаний с целью их понимания, выделения семантической структуры и смысла.

Основными моментами процесса понимания текста являются: определение значений специальной терминологии; формирование общей гипотезы о содержании текста; уточнение значения терминов и интерпретация отдельных фрагментов текста в рамках общей гипотезы (дедукция — от целого к частям); формирование смысловой структуры текста за счет установления внутренних связей между отдельными ключевыми словами и фрагментами и за счет образования абстрактных понятий, обобщающих конкретные фрагменты знаний; корректировка общей гипотезы относительно содержащихся в тексте фрагментов знаний (индукция — от частей к целому); формулирование и принятие основной гипотезы.

Наличие как дедуктивной, так и индуктивной составляющей процесса понимания позволяет учесть его основные признаки: связность, цельность и законченность. Центральным моментом процесса понимания является выделение ключевых слов в тексте и дальнейшее их связывание в единую семантическую структуру. Набор ключевых слов представляет собой набор опорных точек, по которым текст развертывается при кодировании и осознается при декодировании. При выборе таких опорных точек используют как явные связи, которые выражаются во внешнем дроблении текста, так и скрытые связи между ключевыми словами, которые вызывают основное затруднение при понимании.

Обратите внимание!

Дедуктивный вывод (от общего к частному) — вывод частных утверждений путем подстановки в общие утверждения других известных частных утверждений. Индуктивный вывод (от частного к общему) — вывод (обобщение) общих утверждений на основе множества частных утверждений.

Подготовкой к прочтению специальных текстов является выбор совместно с экспертами базового списка литературы (учебники, фрагменты из монографий, популярные издания), постепенно вводящий аналитика в предметную область, только после ознакомления с которым целесообразно приступать к изучению специальных текстов. Сложность интерпретации научных и специальных текстов заключается в том, что любой текст приобретает смысл только в окружении, в которое он погружен, — предложение получает смысл в контексте абзаца, абзац — в контексте главы и т. д., текст в целом — в макроконтексте связанной с данной предметной областью системы знаний, в свою очередь погруженной в научную парадигму знаний о языке, о мире, о наиболее общих законах природы.

Главной задачей в процессе извлечения знаний из текста является его декомпозиция на компоненты для выделения истинно значимых для реализации базы знаний фрагментов. Процедура разбивки текста на смысловые группы и блоки, а затем сжатие их содержимого в ключевые слова является основой для любого процесса понимания, поэтому представление текста в виде набора передающих его основное содержание ключевых слов служит методологической основой для проведения текстологических процедур извлечения знаний.

Коммуникативные методы подразделяются на пассивные и активные. Пассивные методы ведущую роль в процедуре приобретения знаний отводят эксперту, а роль инженера по знаниям сводится к протоколированию рассуждений эксперта во время принятия решений. В активных методах инициативой владеет инженер по знаниям, который получает знания от экспертов специальными способами: в интервью, диалогах, играх, беседах и т. п.

Пассивные методы извлечения знаний реализуются в виде наблюдений; анализа протоколов мыслей вслух; слушания лекций экспертов.

Во время наблюдений инженер по знаниям находится рядом с экспертом во время его профессиональной деятельности и различными способами фиксирует все его действия и объяснения в реальном масштабе времени. Такой метод является наиболее точным, исключающим навязывание инженером по знаниям своих представлений эксперту.

В случае протоколирования мыслей вслух эксперта просят не просто прокомментировать свои действия и решения, но и объяснить, как это решение было найдено, представить всю цепочку своих рассуждений, которая также протоколируется инженером по знаниям. Основной проблемой в этом методе является принципиальная сложность для любого человека достоверно описать свои мыслительные процессы.

Лекция является самым испытанным способом передачи знаний. Инженер по знаниям формулирует эксперту темы и задачи лекций стандартной академической продолжительности. Искусство ведения конспекта лекции состоит в выделении главного, фиксировании фрагментов, записи только осмысленных предложений, а также в помехоустойчивости инженера по знаниям.

Активные методы можно разделить на индивидуальные и групповые, в зависимости от числа передающих свои знания экспертов. Если их несколько, то целесообразно кроме индивидуальных контактов применять и методы групповых и игровых обсуждений предметной области, которые активизируют мышление участников. В них человек чувствует себя свободнее, чем в обычной трудовой деятельности, что позволяет выявлять больше различных аспектов знаний экспертов. Тем не менее, индивидуальные методы извлечения знаний считаются наиболее продуктивными, поскольку процедура передачи знаний происходит в доверительной атмосфере без лишних свидетелей. В активных методах инженер по знаниям сам пишет сценарий и режиссирует сеансы извлечения знаний.

К активным индивидуальным методам извлечения знаний относятся: анкетирование; интервью; свободный диалог.

Анкетирование является наиболее стандартизированным и распространенным методом. Инженер, но знаниям составляет одну анкету и использует ее для опроса нескольких экспертов, в чем и заключается основное преимущество метода. Анкета классического образца должна быть разнообразной и приспособленной к языку экспертов, с учетом взаимовлияния вопросов и принципа избыточности общих вопросов над контрольными.

Под интервью понимается специфическая форма общения, когда инженер по знаниям задает эксперту серию заранее подготовленных вопросов с целью получения знаний о предметной области. Отличие от анкетирования состоит в том, что живое общение позволяет аналитику пропускать ряд вопросов, вводить новые и разнообразить ситуацию путем включения в интервью различных видов вопросов: контактных, разграничивающих, ретроспективных, провокационных и др.

Свободный диалог — эго метод извлечения знаний в форме беседы инженера по знаниям и эксперта без жестко регламентированного плана и вопросника. Квалифицированная подготовка к диалогу позволяет инженеру по знаниям реализовать плавную процедуру извлечения профессиональных знаний через пробуждение интереса к теме и завоевание доверия эксперта.

Активные групповые методы получения знаний обычно применяют как дополнительные к традиционным индивидуальным методам для активизации мышления и поведения экспертов. К ним относятся экспертные игры, дискуссии за круглым столом и «мозговые штурмы». Преимущество групповых методов состоит в одновременном получении знаний от нескольких экспертов, а также в создании условий для генерации экспертами новых идей в процессе их взаимодействия друг с другом.

Метод круглого стола предусматривает обсуждение проблемы из выбранной предметной области несколькими равноправными экспертами. Как правило, участники высказываются в определенном порядке, а затем переходят к свободной дискуссии. Следует учитывать, что желание произвести впечатление на коллег часто приводит к изменению высказываний экспертов, сделанных ранее наедине с инженером, но знаниям.

«Мозговой штурм» является одним из наиболее распространенных методов активизации творческого мышления. Впервые этот метод был использован в 1939 г. в США как способ получения новых идей в условиях запрещения препятствующей творческому мышлению критики, поэтому основная идея штурма — отделение процесса генерирования идей от их анализа и оценки. Ведущий «мозговой штурм» инженер по знаниям должен свободно владеть аудиторией и поддерживать любые высказанные идеи экспертов с учетом того, что они могут быть при определенных условиях реализованы.

Понятие экспертной игры, т. е. игры с экспертами в целях получения знаний, сформировалось на основе трех разновидностей игр: деловых, широко используемых при подготовке специалистов, диагностических и обучающих компьютерных игр. Под деловой игрой понимается натурный эксперимент, в котором участникам-экспертам предлагается производственная ситуация, в которой они на основании своего опыта и специальных знаний принимают решения. Последующий анализ решений позволяет выявить закономерности мышления участников эксперимента, что и является целью процесса получения знаний в игровой форме. Диагностическая игра — это деловая игра, применяемая для диагностики методов принятия решения, она возникла в медицине при исследовании способов передачи знаний от опытных врачей новичкам.

На выбор коммуникативного метода извлечения знаний в основном влияют характеристика предметной области и личностные особенности инженера по знаниям и эксперта. Из личностных особенностей в процессе приобретения знаний целесообразно учитывать три типа людей: познавательный (мыслитель); эмоционально-коммуникативный (собеседник); практический (деятель). Мыслители ориентированы на интеллектуальную работу и теоретические обобщения; собеседники — это общительные, открытые люди, готовые к диалогу и сотрудничеству; деятели предпочитают действия разговорам и хорошо реализуют замыслы других.

• [1] Спицын В. Г., Цой Ю. Р. Представление знаний в информационных системах. Томск: Изд-во ТПУ, 2006.