Introducción a la Ingeniería de Conocimiento http://www.commonkads.uva.nl/ David Mauricio
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
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