Introducción a laIngeniería de Conocimiento

http://www.commonkads.uva.nl/David Mauricio

Ingeniería de Conocimiento

Agenda

• Terminología

• Definición

• Problemas en la IC

• Importancia de la IC

• Historia

• Fases de la IC

• CommonKADS

3

1. Terminologíadato, información & conocimiento

• Dato

– “señales de líneas”

. . . - - - . . .

• Información

– asocia significado al dato

S O S

• Conocimiento

– asocia propósito y competencia a la información

– potencial para generar acciónemergency alert start rescue operation

1. Terminologíadato, información & conocimiento

• Dato“27.5 IMC, 150/90 mmHg , Triglicéridos 301

mg/dL”

• Información

Obeso, presión arterial alta, indicios de

obstrucción de arterias.

• Conocimiento

Riesgo de infarto iniciar tratamiento para

reducir riesgo (dietas, deporte, medicamentos,

salud mental)

• Dominio

– algún área de interés

Bancario, industria alimentaria, fabricación de automóviles

• Tarea

– Algo que requiera ser realizado por un agente

Monitorear un proceso, crear un plan, analizar conductas

• Agente

– El ejecutor de una tarea en un dominio

Típicamente algún humano o algún software del sistema

1. Terminologíadominio, tarea, agente

2. Ingeniería de ConocimientoKnowledge Engineering (KE)

Definición

La ingeniería de conocimiento es la disciplina de la IA que proporciona los métodos y técnicas para el desarrollo y mantenimiento de sistemas Basados en Conocimiento (Sistemas Expertos).

2. Ingeniería de ConocimientoKnowledge engineering (KE)

Construir un Sistema Basado en el

Conocimiento

Información y conocimiento en el

dominio de conocimiento del problema

Procesos de:ElicitaciónEstructuraciónFormalizaciónOperacionalidad

3. Problemas en la KE

• Complejidad de la información y el conocimiento es difícil de observar.

• Expertos y otras fuentes difieren.

• Representaciones múltiples:

– libros de textos

– representaciones gráficas

– heurísticas

– experiencias

4. Importancia de la KE

• El conocimiento es valioso y frecuentemente sobrevive a la implementación particular

– Administración del conocimiento

• Errores en una base de conocimiento puede causar serios problemas

• Altas demandas de ampliación y mantenimiento

– Cambios en el tiempo

5. Historia de la KE

general-purposesearch engines

(GPS)

First-generationrule-based system

(MYCIN, XCON)

Emergence of structure methods

(KADS, POLITE)

mature methodologies

(KLIC 1994, MIKE 1996, IDEAL 1997,

CommonKADS 2000)

Dificultad para tratar problemas

diversos y complejos

MYCIN: separa la base de conocimiento del motor de inferencia

método: prueba y reparación de errores

Extensión del método en cascada (is):

identificación de requisitos,

conceptualización, formalización y validación

1963 1975 19951985

Extensión de la metodología espiral

(is): definición de objetos, valoración de

riesgos, desarrollo, depuración

1ra Generación de sistemas expertos

• Base de conocimiento poco profundo

• Principio de razonamiento simple

• Representación uniforme

• Capacidades limitadas de explicación

Motor de Inferencia

Base de conocimiento

Opera sobre

5. CommonKADS(Common Knowledge Acquisition and Design Structuring)

• Es una metodología de desarrollo de sistemas basados en el conocimiento, y que ha sido desarrollado en el marco del programa europeo ESPRIT.

• Actualmente es un estándar de facto en Europa, y es considerada la metodología más completa para el análisis, gestión y desarrollo de sistemas expertos.

5. CommonKADS(Common Knowledge Acquisition and Design Structuring)

Componentes:

5. CommonKADS

5.1 Modelos

Organization

Model

Task

Model

Agent

Model

Knowledge

Model

Communication

Model

Design

Model

Context

Concept

Artefact

5. CommonKADS5.1 Modelos

Nivel Contextual:

Se produce un informe detallado que analiza los objetivos, oportunidad, problemas, alternativas y elementos que intervienen con el propósito de decidir sobre el desarrollo de un SBC respecto al dominio estudiado

Modelos:

Organización

Tareas

Agentes

Informe de Conclusiones

• Organization model– supports analysis of an organization,

– Goal: discover problems, opportunities and possible impacts of KBS development.

• Task model– describes tasks that are performed or will be

performed in the organizational environment

• Agent model– describes capabilities, norms, preferences and

permissions of agents (agent = executor of task).

5. CommonKADS5.1 Modelos

5. CommonKADS5.1 Modelos

Nivel Conceptual:

Describe la estructura y composición del conocimiento y los elementos de comunicación involucrado en las tareas

Modelos:

Conocimiento

Comunicación

• Knowledge model

– gives an implementation-independent description of knowledge involved in a task.

• Communication model

– models the communicative transactions between agents.

5. CommonKADS5.1 Modelos

5. CommonKADS5.1 Modelos

Nivel de Artefacto - Implementación:

Indica como pasar del nivel conceptual a la implementación del sistema, describiendo su arquitectura y sistema computacional.

Modelos:

Design model

• describes the structure of the system that needs to be constructed

5. CommonKADS5.2 Roles in knowledge-system development

• knowledge provider

• knowledge engineer/analyst

• knowledge system developer

• knowledge user

• project manager

• knowledge manager

Knowledge provider/specialist

• “traditional” expert

• person with extensive experience in an application domain

• can provide also plan for domain familiarization

– “where would you advise a beginner to start?”

• inter-provider differences are common

• need to assure cooperation

Knowledge engineer

• Especificamente es el tipo de analista de sistema

• should avoid becoming an "expert"

• plays a liaison function between application domain and system

Knowledge-system developer

• person that implements a knowledge system on a particular target platform

• needs to have general design/implementation expertise

• needs to understand knowledge analysis

– but only on the “use”-level

• role is often played by knowledge engineer

Knowledge user

• Primary users– interact with the prospective system

• Secondary users– are affected indirectly by the system

• Level of skill/knowledge is important factor• May need extensive interacting facilities

– explanation

• His/her work is often affected by the system– consider attitude / active tolerance

Project manager

• responsible for planning, scheduling and monitoring development work

• liaises with client

• typically medium-size projects (4-6 people)

• profits from structured approach

Knowledge manager

• background role

• monitors organizational purpose of

– system(s) developed in a project

– knowledge assets developed/refined

• initiates (follow-up) projects

• should play key role in reuse

• may help in setting up the right project team

Roles in knowledge-system development

knowledgeprovider/specialist

projectmanager

knowledgesystem developer

knowledgeengineer/

analyst

knowledgemanager

knowledgeuser

KS

manages

managesuses

designs &implements

validates

elicits knowledgefrom

elicitsrequirements

from

deliversanalysis models

to

defines knowledge strategyinitiates knowledge development projectsfacilitates knowledge distribution

5. CommonKADS5.3 Ciclo de Vida

1. Revisión del estado actual y declaración de objetivos del sistema

2. Identificación y valoración de riesgos para abordar propuestas de la

fase 1)

4. Planificación las tareas a desarrollar estableciendo

los tiempos y recursos para cada trabajo

3. Monitoreo del desarrollo del sistema para supervisar

los tiempos, recursos empleados y calidad de los

productos de cada tarea