Sistemas Expertos

1.- ¿QUE ES UN SISTEMA EXPERTO?

Se pueden definir los sistemas expertos como una clase de programas que son capaces de manejar problemas que normalmente requieren para su resolución la intervención humana especializada.

Un sistema experto también puede definirse como un sistema informático (hardware y software) que simula a los expertos humanos en un área de especialización dada.

Como tal, un sistema experto debería ser capaz de procesar y memorizar información, aprender y razonar en situaciones deterministas e inciertas, comunicar con los hombres y/u otros sistemas expertos, tomar decisiones apropiadas, y explicar por qué se han tomado tales decisiones.

2.- EJEMPLOS DE LOS SISTEMAS EXPERTOS

Los sistemas expertos tienen muchas aplicaciones. En esta sección se dan unos pocos ejemplos ilustrativos del tipo de problemas que pueden resolverse mediante sistemas expertos.

Ejemplo 1.1 Transacciones bancarias. No hace mucho, para hacer una transacción bancaria, tal como depositar o sacar dinero de una cuenta, uno tenía que visitar el banco en horas de oficina. Hoy en día, esas y otras muchas transacciones pueden realizarse en cualquier momento del día o de la noche usando los cajeros automáticos que son ejemplos sencillos de sistemas expertos. De hecho, se pueden realizar estas transacciones desde casa comunicándose con el sistema experto mediante la línea telefónica.

Ejemplo 1.2 Control de tráfico. El control de tráfico es una de las aplicaciones más importantes de los sistemas expertos. No hace mucho tiempo, el flujo de tráfico en las calles de una ciudad se controlaba mediante guardias de tráfico que controlaban el mismo en las intersecciones. Hoy se utilizan sistemas expertos que operan automáticamente los semáforos y regulan el flujo del tráfico en las calles de una ciudad y en los ferrocarriles.

Ejemplo 1.3 Problemas de planificación. Los sistemas expertos pueden utilizarse también para resolver problemas complicados de planificación de forma que se optimicen ciertos objetivos como, por ejemplo, la organización y asignación de aulas para la realización de exámenes finales en una gran universidad, de forma tal que se logren los objetivos siguientes:

• Eliminar las coincidencias de asignación simultánea de aulas: Sólo se puede realizar un examen en cada aula al mismo tiempo.

• Asientos suficientes: Un aula asignada para un examen debe tener al menos dos asientos por estudiante.

• Minimizar los conflictos temporales: Minimizar el número de alumnos que tienen exámenes coincidentes.

• Eliminar la sobrecarga de trabajo: Ningún alumno debe tener más de dos exámenes en un periodo de 24 horas.

• Minimizar el número de exámenes realizados durante las tardes.

Otros ejemplos de problemas de planificación que pueden ser resueltos mediante sistemas expertos son la planificación de doctores y enfermeras en un gran hospital, la planificación en una gran factoría, y la planificación de autobuses para las horas de congestión o de días festivos.

Ejemplo 1.4 Diagnóstico médico. Una de las aplicaciones más importantes de los sistemas expertos tiene lugar en el campo médico, donde estos pueden ser utilizados para contestar a las siguientes preguntas:

1. ¿Cómo se puede recoger, organizar, almacenar, poner al día y recuperar la información médica (por ejemplo, registros de pacientes) de una forma eficiente y rápida? Por ejemplo, supóngase que un doctor en un centro médico está interesado en conocer información sobre una cierta enfermedad (E) y tres síntomas asociados (S1, S2, y S3). Se puede utilizar un sistema experto para buscar en la base de datos, extraer y organizar la información deseada.

2. ¿Cómo se puede aprender de la experiencia? Es decir, como se actualiza el conocimiento de los doctores en medicina cuando el número de pacientes que estos tratan aumenta?

3. Supuesto que un paciente presenta un conjunto de síntomas, ¿cómo se decide qué enfermedad es la que más probablemente tiene el paciente?

4. ¿Cuáles son las relaciones entre un conjunto (normalmente no observable) de enfermedades y un conjunto (observable) de síntomas? En otras palabras, ¿qué modelos pueden utilizarse para describir las relaciones entre los síntomas y las enfermedades?

5. Dado que el conjunto de síntomas conocidos no es suficiente para diagnosticar la enfermedad con cierto grado de certeza, ¿qué información adicional debe ser obtenida (por ejemplo, ¿qué síntomas adicionales deben ser identificados? o ¿qué pruebas médicas deben realizarse?).

6. ¿Cuál es el valor de cada una de ´estas piezas de información? En otras palabras, ¿cuál es la contribución de cada uno de los síntomas adicionales o pruebas a la toma de decisión?

Ejemplo 1.5 Agentes secretos. Alberto, Luisa, Carmen, y Tomás son agentes secretos, cada uno está en uno de los cuatro países: Egipto, Francia, Japón y España. No se sabe dónde está cada uno de ellos. Por tanto, se ha pedido información y se han recibido los cuatro telegramas siguientes:

• Desde Francia: Luisa está en España.

• Desde España: Alberto está en Francia.

• Desde Egipto: Carmen está en Egipto.

• Desde Japón: Carmen está en Francia.

No se sabe quién es el que ha mandado cada uno de los mensajes, pero se sabe que Tomás miente (¿un agente doble?) y que los demás agentes dicen la verdad.

OTROS EJEMPLOS DE SISTEMAS EXPERTOS

• APPRENTICE: se trata de un sistema que ayuda a la escritura de programas.

• GENESIS: permite am los científicos planificar y simular experimentos en el campo de la unión de genes.

• EXPERT SYSTEMAS TO COMBAT INETRNATIONAL TERRORRISM: ayuda a los expertos a la escritura de programas

• TWIRL: Simulaciones de guerras completas y guía de mejores acciones posibles a realizar, en casi todas las situaciones.

• RI: Programa utilizado para el descubrimiento de yacimientos petrolíferos bajo aguas marinas

2.- COMPONENTES DE LOS SISTEMAS EXPERTOS

La Componente Humana

Un sistema experto es generalmente el resultado de la colaboración de uno o varios expertos humanos especialistas

...