Методы извлечения явных знаний

Рассмотрим обобщенную классификацию этих методов (рис. 1.4).

Первый класс образуют 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.

Коммуникативные методы

Коммуникативные методы 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, в свою очередь, делятся на индивидуальные и групповые. В групповых методах знания получают от множества экспертов, в индивидуальных — от единственного. Индивидуальные методы получили более широкое применение на практике.

Рис. 1.4. Классификация методов извлечения явных знаний.

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 не только осуществляет 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 здесь является принципиальная сложность 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 инженер конспектирует лекции и задает вопросы. Качество информации, предоставленной экспертом в ходе лекции, определяется четкостью формулировок темы, а также способностями лектора структурировать свои знания и излагать их.

Активные индивидуальные методы включают методы анкетирования, интервьюирования, свободного диалога и игры с экспертом. Преимущество методов анкетирования состоит в том, что анкета (или вопросник) составляется инженером по знаниям заранее и используется для опроса экспертов. Составлять анкету следует с учетом рекомендаций, выработанных в социологии и психологии. Основные требования к анкете:

• 1) текст не должен быть монотонным и однообразным, чтобы не вызывать скуку или усталость. Для этого необходимо разнообразить тематику и формы формулировки вопросов, включить вопросы-шутки и применять стиль игры;
• 2) текст следует максимально приспособить к языку эксперта;
• 3) следует выдерживать правильную последовательность вопросов, поскольку вопросы (ответы) влияют друг на друга.

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 пропускать ряд вопросов в зависимости от ситуации, вставлять новые вопросы в анкету, изменять темы и разнообразить ситуацию общения. Важную роль в методе интервьюирования играют типы вопросов, которые классифицируются по форме, функциям, воздействию.

По форме вопросы классифицируются следующим образом:

• • открытый называет тему или предмет, оставляя эксперту полную свободу в отношении формы и содержания ответа;
• • закрытый предлагает эксперту выбрать ответ из предложенного набора;
• • личный касается индивидуального опыта эксперта;
• • безличный направлен на выявление наиболее распространенных закономерностей предметной области;
• • прямой непосредственно адресуется интересующему предмету или теме (использз'ется при «зажатости» эксперта);
• • косвенный исподволь затрагивает рассматриваемую проблему;
• • вербальный — традиционный устный вопрос;
• • с использованием наглядного материала позволяет разнообразить интервью и снять усталость эксперта (используются фотографии, рисунки, карточки).

По функциям вопросы делятся на основные, зондирующие и контрольные:

• • основной призван напрямую выявить знания;
• • зондирующий направляет рассуждения эксперта в нужную сторону;
• • контрольный проверяет достоверность и объективность информации, полученной в интервью ранее.

По воздействию выделяют вопросы нейтральные и наводящие:

• • нейтральный подчеркивает беспристрастность инженера знаний к предмету исследования;
• • наводящий ориентирует эксперта принять во внимание позицию инженера знаний.

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).

Проводя интервью, следует иметь в виду, что его эффективность во многом определяется языком вопросов (понятностью, лаконичностью, терминологией); порядком (логическая последовательность) и 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 беседе с экспертом, поэтому здесь не предусматривается 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 и его тестирование. Психологическая подготовка включает знакомство с теорией общения и с когнитивной психологией.

Активные групповые методы включают «мозговой штурм», дискуссии за круглым столом и ролевые игры. Групповые методы позволяют творчески интегрировать знания множества экспертов.

Метод «мозгового штурма» — один из наиболее известных и широко применяемых методов генерирования новых идей путем творческого сотрудничества группы специалистов. Становясь в некотором смысле единым мозгом, группа пытается штурмом преодолеть трудности, мешающие разрешить рассматриваемую проблему. В процессе такого штурма участники выдвигают и развивают свои идеи, стимулируя появление новых, комбинируя их. Для обеспечения максимального эффекта «мозговой штурм» должен подчиняться определенным правилам и строиться на строгом разделении во времени процесса выдвижения идей и процесса их обсуждения и оценки. На первой стадии 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.

После выдвижения идей проводится их глубокое 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 и 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, часто общего организационного характера, когда проблема хорошо знакома всем участникам и по рассматриваемому вопросу у них имеется достаточная информация.

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 большой 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 только 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 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 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 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 (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Классификация экспертных игр

По числу участников игры подразделяют на индивидуальные (игры с экспертом) и групповые (ролевые игры в группе); по факту применения специального оборудования — игры с тренажерами и без реквизита. Особый класс составляют компьютерные игры.

В играх с экспертом инженер по знаниям берет на себя в моделируемой ситуации чью-нибудь роль. 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 фиксировать трудноуловимые 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.

Текстологические методы

Текстологические методы включают методы извлечения знаний, основанные на изучении текстов учебников, специальной литературы и документов.

Текстология — наука, целью которой является практическое прочтение текстов, изучение и интерпретация литературных источников, а также рассмотрение семиотических, психолингвистических и других аспектов извлечения знаний из текстов.

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