تحقیق در مورد معرفی سیستم های خبره (انواع – کاربردها…..)

word قابل ویرایش
30 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

معرفی سیستم های خبره (انواع – کاربردها…..)

سیستم های خبره(Expert Systems)
کامپیوتر در اصل یک ماشین برای یاری انسان در انجام کار های دشوار است . مثلا الکتریکی نمودن دفترچه تلفن یا راهنمای کار یک ماشین لباس شوئی یا انجام فرایند های متوالی و مشخص از پیش تعیین شده و.. ……

دانشمندان بارها به فکر افتادند که با ثبت قوانین پزشکی، فیزیکی و شیمیایی در کامپیوتر از کامپیوتر یک پزشک، مهندس یا شیمیدان بسازند اما جالب اینکه پاسخ پرسش هایی چون بیماری مادر همیشه غلط از آب در امده و پی آمد های گرانی به همراه داشته است . جان انسان مطاعی نیست که بتوان ان را به قمار گرفت. دراین جا به مفهومی به نام خبره بر می خوریم .

خبره همان فرد متخصص و باسواد یک حوزه است اما فرق یک فرد خبره ویک فرد باسواد در تصمیم گیریهای او است فرد با سواد در بر خورد با یک موقعیت پس از آنالیز کردن موقیعت و جمع آوری اطلاعات و مشاهدات در باره موقعیت طبق قوانین خشکی که در طول مطالعه ها به آن بر خورده تصمیم گیری می نماید . اما فرد خبره در بر خورد بایک موقعیت پس از آنالیز موقعیت، جمع آوری اطلاعات ومشاهدات درمورد موقعیت با مراجعه به تجربه خود و مشاهدات قبلی خود در مورد موقعیت یا موقعیتهای مشابه و استفاده از آن چه در زبان عامیانه آنرا حس ششم می نامیم، چندین تئوری ایجاد نموده وسپس با استفاده از قوانین پایه ای علمی وتصمیم درست را می گیرد پیتر جکسن سیستم های خبره را این چنین تعریف می کند :

“.یک سیستم خبره یک برنامه کامپیوتری است که عمل نمایش و تعقل دانش را با دست داشتن دانش یک متخصص ووظیفه حل مشکلات یا فراهم نمودن اندرز و مشورت انجام می دهد چنین سیستمی وظیفه انجام اموری را که به برای انجام شدن به یک متخصص انسان یا یک اسیستانتا برای یک متخصص نیاز دارد را دارد” .

به زبان ساده سیستم خبره یک برنامه کامپیوتری است به طریقی که جلوتر تو ضیح داده خواهد شد دانش و تجربه لازم در مورد یک موضوع مشخص را در خود داشته و بادریافت اطلاعات در مورد مساله یا موقعیت کنونی که مربوط به دانش خود نیز می باشد تصمیم گیری یا نتیجه گیری درستی را که از یک انسان خبره انتظار میرود را انجام می دهد . سیستم خبره شاخه از هوش مصنوعی است که مربوط به تقلید توان هایی معرفتی و شعوری انسان، چون حل مسائل ، درک و فهم زبان، آواها و تصاویر می باشد . تکنو لوژی سیستم خبره جز موفق ترین حوزه های هوش مصنوعی است . و تا کنون این تکنولوژی در حیطه های علمی چون شیمی آلی و پزشکی داخلی پیاده سازی وبا موفقیت به مصرف رسیده است .

موارد پایین جزو تفاوت های یک سیستم خبره و یک برنامه عادی که به یک دیتا بیس متصل است ،می باشد.
ب:
یک سیستم خبره برای حل یک مشکل به جای شبیه سازی مشکل با مدل های ریاضی آن را به سبک انسان حل می کند . این بدان معناست که یک سیستم خبره به دنبال حل نمود یک مساله از طریق روش های بشر گونه است .
الف:

یک سیستم خبره جای انجام عملیات ریاضی و استد لال برپایه روابط ریاضی، بر پایه دانش انسانی تعقل می نماید . دانش در لفاف یک زبان مخصوص درون برنامه نگه داری می شود و از ؟؟؟؟تعفل انجام می دهد جداست این دو ماجول جدا را به ترتیب پایگاه دانش و موتور استناج یا نتیجه گیری می نامیم .
ج:

ک سیستم خبره برای رسیدن به پاسخ از روشهای ابتکاری و تقریب زنی برای یافت پاسخ استفاده میکنند این روش ها بر خلاف استفاده از الگوریتم های مشخص رسیدن به پاسخ را ضمانت نمی کنند . روشهای ابتکاری و اساسا حسابهای تخمینی و فرضی هستند که در مدت توسط تجربه یا ابتکار به خرج دادن امتحان کردن راه های مختلف انجام یک کار بدست می آیند . ومنظور از تقریب ز نی آن است که داده ورودی حتما نباید کامل و عاری از خطا باشند و البته پاسخ های ایجاد شده توسط سیستم نیز خود همراه با ا یک در صد احتمال وقوع هستند .

مهم ترین موضوعات سیستم های خبره مباحث زیر هستند که مختصرا به تو ضیح هریک می پردازیم .
الف: فراگیری دانش
فراگیری دانش فرآیند تغییر تجربه و تخصص حل مسائل از یک منبع دانش به یک برنامه است .
معمولا این فرآیند طی سری مصاحبات بین یک متخصص کامپیوتر و یک خبره یک حوزه علمی انجام می گیرد که این فرآیند بسیار طولانی و سخت است زیرا اغلب اوقات افراد قادر به شرح فرآیند تصمیم گیری خویش نیستند . ویا افراد خبره از کلمات اصطلاحات حوزه تخصص خود برای توصیف فرآیند ها استفاده میکنند که تبدیل آن به داده کامپیوتری توسط یک متخصص کامپیوتر که از آن تخصص سر رشته ندارد عملا غیرممکن است .مثلا پخت غذا که همه با ان اشنا هستیم .یک اشپز از اصطلاح تفت دادن برای تشریح عمل سرخ کردن یک تکه خوراکی استفاده می کند اما واقعا تفت دادن یعنی چه ؟

سرخ کردن یک چیز در ماهیتابه تا زمانی که رنگ ان طلایی ش.د یک تو ضیح است >اما اگر بخواهیم سیب زمینی را تفت بدهیم چه ؟در مورد برنج در تخم مرغ خوابیده چی؟(برنج خوابیده در تخم مرغ یک غذای لذیذ اینگلیسی است )در مورد بادمجان چه ؟

این امر باعث شده دانشمندان این حوزه برای عمل کسب دانش در ماشین به شبکه های عصبی که به آموزش ماشین می انجامند روی بیاورند .
ب : نمایش دانش

نمایش داده حوزه علمی است که فقط مربوط به تکنولوژی سیستم خبره نمیشود بلکه در تمام شاخه های هوش مصنوعی با آن بر خورد خواهیم داشت . نمایش داده موضوعی است که در مورد شیوه نگه داری ، ارائه برخورد با دانش را بررسی میکند که البته هدف آن تقلید شیوه نگاهداری ارائه وبرخورد دانش در مغز انسان است .هر روش نمایش دانش باید دارای زبانی ساده عاری از دو پهلویی بااستعاره و اشاره که دارای نحو ( کلمات ،جملات و اساس ساختاری ) مشخص و تعریف شده و قوانین معنای نسبی که به شکل

حالت و مکان هر کلمه یا جز زبان، معنای آن را درست واضح بیان مینماید ،باشد .
مفاهیم اساسی سیستم های خبره :
تفاوت میان الگوریتم ها و هیوریستیک (کشفیات ذهنی(

سیستم های خبره به عنوان یک شاخه هوش مصنوعی مورد توجه قرار گرفته اند چون عمدتاً روش حل مسائل در آن براساس هیوریستیک است و این با روشی که الگوریتم ها برای حل برنامه ها به کار می برند متفاوت است . الگوریتم یک روش گام به گام حل مسئله است . اغلب برنامه های معمولی از روش های الگوریتمی برای حل مسئله استفاده می نمایند . از سوی دیگر هیوریستیک یک مساله را با روش آزمون و خطا و با اتکا به تعدادی منبع برای یک هدف از پیش تعیین شده حل می کند . به عنوان مثال ، یک اتومبیل سواری برای جستجو جای پارک در یک پارکینگ چند طبقه ، الگوریتمی را به کار نمی برد و هیچ گونه تضمینی مبنی بر اینکه یک فضای پارک پیدا کند ، وجود ندارد . راننده ممکن است تا بالاترین طبقه رانندگی کرده و هر سطح را جستجو کند ، ولی باز هم هیچ گونه

تضمینی مبنی بر اینکه این روش جواب خواهد داد ، وجود ندارد.
از نمودار شبکه راه یک نمودار در ختی می توان ایجاد نمود یک درخت ساختاری ، سلسله مراتبی است که شامل گره ها و شاخه هایی است که گره ها را به هم متصل می کند . از این رو هر گره در نمودار درختی یک شهر را نمایش می دهد و هر شاخه به عنوان یک راه نمایش داده می شود . مسیر راه حل از حالت اولیه در امتداد شاخه های درخت سیر می کند و در گره های علامت گذاری شده به حالت نهایی خاتمه می یابد . توجه کنید که در یک مسئله هوش مصنوعی ممکن است بیشتر از یک راه حل داشته باشیم یعنی بیشتر از یک راه برای رسیدن از حالت اولیه به حالت نهایی وجود داشته باشد.
تکنیک های جستجو :

درک این قضیه مشکل نیست که باور نمائیم فضای جستجو به همان صورت که گره ها افزایش می یابند،سریعاً بزرگ می شود.این امر همیشه در مسائل عمده هوش مصنوعی مثل بازی شطرنج به مثابه مانع بزرگی بوده است.این پدیده انفجار ترکیبی نامیده می شود.انفجار ترکیبی باعث گسترش تکنیک های هیوریستیک شده است.تکنیک های جستجو به دو دسته تقسیم می شوند:

۱-جستجو کورکورانه : یک طرح ترتیبی انتخاب شده و تا زمانی که یک راه حل یافت شود و یا فضای جستجو به اتمام برسد مورد استفاده قرار می گیرد.برای مدیریت آن دو روش عمق و پهنا وجود دارد.

۲-جستجو هیوریستیک : محدوده خاصی از دانش را برای پیمایش فضای جستجو به کار می گیرند.
هوش مصنوعی:

هوش مصنوعی روشی است در جهت هوشمند کردن کامپیوتر تا قادر باشد در هر لحظه تصمیم گیری کرده و اقدام به بررسی یک مسئله نماید. هوش مصنوعی، کامپیوتر را قادر به تفکر می کند و روش آموختن انسان را تقلید می نماید. بنابراین اقدام به جذب اطلاعات جدید جهت بکارگیری مراحل بعدی می پردازد.

مغز انسان به بخش هایی تقسیم شده است که هر بخش وظیفه خاص خود را جدا از بقیه انجام می دهد. اختلال در کار یک بخش تاثیری در دیگر قسمت های مغز نخواهد گذاشت. در برنامه های هوش مصنوعی نیز این مسئله رعایت می شود درحالی که در برنامه های غیر هوش مصنوعی مثل C یا Pascal تغییر در برنامه روی سایر قسمت های برنامه و اطلاعات تاثیر دارد.
مباحث کاربردی و مهم در تحقق یک سیستم هوش مصنوعی :

۱- Expert Systems
2- Neural Network
3- Genetic Algorithms
4- Fuzzy Logic Systems

ساختار سیستم های خبره
تعداد سیستم های خبره کتانخانه ای قابل خرید اندک است و اکثر این سیستم های کنابخانه ای به صورت داخلی طراحی می شدند . در خلال مراحل اولیه ساخت سیستم های خبره ، کتابدار میباید با مهندس سیستم همکاری نزدیک داشته باشد. مهندس سیستم می تواند پیشنهادهای مفیدی را در طراحی و حمایت از سیستم های هوشمند ارائه کند . پنج مرحله رادر روش شناسی ساخت و طراحی سیستم های خبره ذکر می نماییم :
شناسایی:

شناسایی عبارت است ار شناخت مسائل و محدوده ، و قبل از آن که اهداف و مقاصد ساخت سیستم های خبره تبیین شود, صورت می گیرد . در این مرحله باید منابع مشخص شوند و همچنین برآوردی از منابع برای کارکنان در رایانه صورت گیرد .
تجسم یا مفهوم سازی

در این مرحله جنبه های اساسی پیشنهادی برای سیستم های خبره مورد بحث و فحص قرار می گیرند و سؤالاتی به قرار زیر مطرح می شوند :
_آیا سیستم خبره مورد نیاز است ؟
_آیا با استفاده از روش های جاری می توان به اهداف و مقاصد سازمان دست یافت ؟
_چه کسانی از سیستم خبره استفاده خواهند کرد؟

_چه کسانی سیستم را آموزش خواهند داد ؟
_هزینه / فایده استفاده از سیستم خبره چه مقدار خواهد بود ؟
۳٫رسمی کردن
این مرحله , مرحلهبین تجسم و اجرا می باشد . در این زمان است که تصمیم گرفته میشود چه راهبردها ,وسائل و تجهیزات , و زبان برنامه نویسی مورد استفاده قرار گیرد . در این مرحله مهندس سیستم می تواند نظرات ارزشمندی ارائه کند.
۴٫اجرا

این مرحله مشخص می کند که سیستم خبره تا چه حد به نیازهای کاربر پاسخ می دهد . ارزیابی باز خورد استفاده کاربران از سیستم در تصحیح سیستم بسیار با اهمیت است . کاربران به کتابدار و مهندس سیستم خواهند گفت که روش های اعمال شده تا چه حد کاربرد دارند و تا چه اندازه واسط ارتباطی دستگاه راحت و مؤثر می باشد .

۵٫ارزیابی
در مرحله ارزیابی ،کتابدار و مهندس سیستم به سؤالاتی همچون چه چیزی خطا و چه چیزی صحیح بوده ، پاسخ می گویند و آن ها را مورد ارزیابی قرار می دهند . باید به یادداشت که سیستم خبره باکار آمد بدتر از آن است که هیچگونه سیستم خبره ای نداشته باشیم . بهتر است ارزیابی به صورت منظم صورت گیرد تا مشخص شود که آیا نیاز های کاربران محقق شده است یا خیر؟ در این زمینه باید کتابدار و متخصص سیستم به استانداردها نیز توجه خاص مبذول دارند.
در حال حاضر با پیشرفت علوم و فن آوری , دیگر لازم نیست که انسان به طراحی نرم افزار بپردازد زیرا نرم افزارهایی در بازار موجود است که به این نیاز ها پاسخ می گویند . از جمله این نرم افزارها می توان به (شل) اشاره کرد . نرم افزار شل برای ایجاد نوع بخصوصی از سیستم های خبره طراحی شده و برای قوانین متعددی استوار است که اساس آن (اگر _پس)کس باشد.در حال حاضر ۵ نوع نرم افزار شل برای سیستم های خبره موجود و قابل نصب برروی رایانه های شخصی می باشد.(تاینی آنشتاین ),(گورو) و (نالج پرو ) از جمله این نرم افزارها هستند .

کاربرد سیستم های خبره :
تشخیص افراد با استفاده از صدا:
بسیاری از اوقات شما با شنیدن صدای یک نفر و بدون نیاز به دیدن وی می توانید او را شناسایی کنید. هر فرد دارای صدایی است که تقریبا با هیچ کس دیگر مشابه نیست. دلیل این امر حفره های صوتی هر شخص و نحوه حرکت دادن دهان هنگام صحبت کردن است. بنابراین می توان سیستمی طراحی کرد که شخص را با استفاده از صدایش تشخیص دهد. چنین سیستمی ممکن است از شما درخواست کند که چند کلمه یا عبارت خاص بیان کنید تا در آینده از آن ها برای رمز عبور استفاده کند. یا اینکه یک نمونه نسبتا کامل از حرف زدن شما را دریافت کند تا بعدها بدون نیاز به استفاده از کلمه ای خاص بتواند شما را شناسایی کند.

سیستم تشخیص صدا در حقیقت یک طیف نگاره(Spectrogram) صداست. طیف نگاره یک گراف است که فرکانسهای مختلف صدا را در محور عمودی و زمان را در محور افقی نشان می دهد. صداهای مختلف گراف های متفاوتی را می سازند. طیف نگاره همچنین از رنگ ها یا درجات مختلف خاکستری برای نشان دادن کیفیت آکوستیکی صدا استفاده می کند.

مزیتی که چنین سیستمی نسبت به سیستم هایی مانند تشخیص دست خط یا شکل دست و انگشتان دارد این است که نیاز به حضور فیزیکی فرد نیست و از راه دور هم می تواند چک شود. مثلا شخص با استفاده از تلفن می تواند به سیستم متصل شده و بوسیله صدایش توسط سیستم شناسایی شود.
مشکل این جاست که اگر کلمه ای که پرسیده می شود مشخص باشد می توان با ضبط کردن صدای یک شخص و پخش آن از طریق تلفن برای سیستم به

اطلاعات وی دسترسی پیدا کرد. به همین دلیل هم معمولا این سیستم ها از کلمات مختلف که به شکل تصادفی انتخاب می شوند برای رمز عبور استفاده می کنند. دسته ای دیگر از سیستم ها هم از تکنولوژی هایی استفاده می کنند که می توانند صدای ضبط شده را تشخیص دهند. با وجود تمام این سیستم ها باز هم سیستم های تشخیص صدا دارای امنیت بالایی نیستند و به همین دلیل اغلب ترجیح داده می شود که در یک سیستم با اهمیت بالا
از چند روش مختلف برای تشخیص افراد استفاده شود.

تشخیص انسان ها با استفاده از شکل رگ ها
تشخیص انسان ها با استفاده از شکل رگ ها
روشهای بیومتریک مختلفی بر اساس خصوصیت های منحصر بفرد انسان ها وجود دارد هر کدام از این روش ها دارای نقاط قوت و ضعف هستند. یکی از روش هایی که کمتر از موارد فوق شناخته شده است استفاده از شکل رگ هاست.
همانند اثر انگشت و عنبیه، شکل رگ های انسان هم کاملا منحصر به فرد است و با دیگران متفاوت است. حتی شکل رگ های دو طرف بدن هم یکسان نیست و شکل رگ های طرف چپ و راست بدن متفاوت است.

بسیاری از رگ ها از روی پوست مشخص نیستند. به همین دلیل هم امکان تقلب و جعل در چنین روشی بسیار کم و مشکل است. همچنین شکل رگ ها با تغییر سن انسان ها بسیار کم تغییر می کند. به همین دلیل هم چنین خصوصیتی برای تشخیص انسان ها از یکدیگر بسیار مناسب است.
برای استفاده از سیستم تشخیص رگ ها باید انگشتان، مچ دست، کف دست یا پشت دست را روی اسکنر مخصوص سیستم گذاشت. یک عکس توسط دوربین با نوری نزدیک به نور مادون قرمز گرفته می شود.

هموگلوبین های موجود در خون این نور را جذب می کنند و رگ ها به شکل سیاه در تصویر مشخص می شوند. همانند دیگر سیستم های بیومتریک این تصویر بر اساس شکل و محل ساختاری رگ ها تبدیل به یک کد می شود. به این ترتیب برای استفاده های بعدی از سیستم، کد محاسبه شده جدید با کد ذخیره شده مقایسه می گردد.

اسکنر هایی که در سیستم تشخیص رگ ها بکار می روند با ابزارهایی که در بیمارستان ها مورد استفاده قرار می گیرند متفاوت اند. اسکنر هایی که برای اهداف پزشکی به کار می روند عمدتا از ذرات رادیواکتیو استفاده می کنند در حالی که در سیستم های تشخیص هویت بیومتریک، فقط از نوری که تقریبا شبیه به آنچه که از کنترل کننده های از راه دور ساطع می شود، استفاده می شود.

تشخیص انسانها با استفاده از شکل دست
سیستم های بیومتریک برای تشخیص انسانها از کارایی و امنیت بیشتری نسبت به سیستم های معمولی(مانند استفاده از کارت) برخوردارند. یکی از سیستم هایی که از خواص منحصر بفرد انسانها استفاده می کند تشخیص با استفاده از شکل دست و انگشتان است.
هر شخص دارای دست ها و انگشتانی متفاوت از بقیه است. البته این تفاوت به اندازه اثر انگشت یا عنبیه نیست. به همین دلیل هم از این روش تشخیص در مواردی مانند مدرسه ها و شرکت های معمولی استفاده می شود نه مراکز با اهمیت بالا.

هر چند یک سیستم بیومتریک هم می تواند برای تشخیص صحت شخص(Authenticate) مورد استفاده قرار گیرد هم برای شناسایی یک شخص از بین افراد مختلف(Identify). ولی معمولا از شکل دست و انگشتان برای تشخیص صحت شخص استفاده می شود نه برای شناسایی آن از بین افراد مختلف. در تشخیص صحت شخص، اطلاعات ورودی با اطلاعاتی که راجع به آن شخص داریم مقایسه شده و نتیجه مثبت یا منفی است. این کار یک مقایسه یک – به- یک است ولی در شناسایی شخص اطلاعات ورودی باید با اطلاعات تمام افرادی که در سیستم وجود دارند مقایسه شود که مقایسه ای یک – به- چند است.

سیستمی که شکل دست و انگشتان را تشخیص می دهد از یک دوربین استفاده می کند. برای استفاده از این سیستم باید دست را روی یک صفحه صاف قرار داد و انگشتان را از هم باز کرد و در مقابل محل های تعیین شده قرار داد تا سیستم بتواند کارش را بهتر انجام دهد. سپس سیستم یک یا چند تصویر از دست می گیرد. پس از این کار طول، عرض، ضخامت و دیگر مشخصات ظاهری دست و انگشتان محاسبه می شود. در نهایت این اطلاعات تبدیل به کد شده و ذخیره می شود تا در آینده بتوان آن را با اطلاعات دریافتی مقایسه کرد.

یکی از مشکلات چنین سیستمی تغییر شکل دست افراد در اثر گذشت زمان و عواملی مانند افزایش یا کاهش وزن افراد است. به این ترتیب اطلاعات موجود در سیستم باید مرتبا بروز شوند. مگر اینکه این سیستم برای شناسایی افراد در یک بازه زمانی کوتاه( مثلا یک کنفرانس چند روزه) مورد استفاده قرار گیرد.
تشخیص هویت از روی دستخط

در نگاه اول شاید تشخیص انسانها بر اساس دست خط آن ها کار چندان جالبی به نظر نرسد.
افراد بسیاری می توانند دست خط افراد دیگری را تقلید کنند و براحتی و با کمی تمرین حتی امضای یک نفر دیگر را هم تقلید کنند. بنابراین چگونه چنین سیستمی می تواند مفید باشد؟

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 30 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد