专家系统是人工智能的重要分支,它是人工智能学者从探讨一般思维规律方法走向以专门知识信息处理为中心的转折点。目前,专家系统的应用几乎渗透到各行各业。
 
  例如,在我国,1985年中科院合肥智能所熊范纶建成“砂姜黑土小麦施肥专家咨询系统”,并在农业领域开花结果,经过20多年的努力,一个以农业专家系统为重要手段的智能化农业信息技术在我国取得了令人瞩目的成就,许多农业专家系统遍地开花;中科院计算所史忠植与东海水产研究所等合作,研制了东海渔场预报专家系统。在专家系统开发工具方面,中科院数学研究所研制了专家系统开发环境“天马”,中科院合肥智能所研制了农业专家系统开发工具“雄风”,中科院计算所研制了面向对象专家系统的开发工具“OKPS”。
 
  专家系统的结构和工作原理
 
  专家系统将领域专家(群)的知识和经验,用一种知识表达模式存入计算机,然后对输入的事实进行推理,做出判断和决策。其基本结构通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取6个部分构成。
 
  在专家系统中,知识库和推理机是最根本的,其中又以知识库尤为重要。因为专家系统首先强调的是知识而不是方法,是利用人类专家所拥有丰富的知识,做出其他方法无法达到的结果,因此专家系统也被称为是基于知识的系统。推理机是实施问题求解的核心执行机构,它实际上是对知识进行解释的程序。推理机的程序与知识库的具体内容无关,即推理机和知识库是分离的,这是专家系统的重要特征,对知识库的修改无须改动推理机。
 
  知识获取负责建立、修改和扩充知识库,可以是手工的,也可以采用半自动知识获取方法或自动知识获取方法;人机界面是系统与用户进行交流时的界面。综合数据库也称为动态库或工作存储器,是反映当前问题求解状态的集合,用于存放系统运行过程中所产生的所有信息,以及所需要的原始数据;解释器用于对求解过程做出说明,并回答用户的提问。两个最基本的问题是“why”和“how”,即让用户理解程序正在做什么和为什么这样做,向用户提供了关于系统的一个认识窗口。
 
  专家系统历经三个发展阶段
 
  1965年提出人工智能的研究以推理算法为主转变为以知识为主的专家系统思想。到20世纪70年代,专家系统的观点逐渐被人们接受,20世纪80年代则更是趋于商品化,创造了巨大的经济效益。其发展经历了三个时期:
 
  初创期(1965年-1971年):第一代专家系统DENLDRA和MACSMA出现,标志着专家系统的诞生。其中,DENLDRA为推断化学分子结构的专家系统, MACSMA是用于数学运算的数学专家系统。
 
  成熟期(1972年-1977年):此时专家系统的观点已经开始广泛地被人们接受,先后出现了MYCIN、HEARSAY、PROSPECTOR等一批卓有成效的专家系统。这一时期出现的元知识概念、产生式系统、框架和语义网络知识表达方式也被广泛地应用到了以后的专家系统中,其中知识工程概念的提出,更是宣告了专家系统已走向成熟。
 
  其中,1977年中国科学院自动化研究所基于关幼波的经验,研制成功了我国第一个“中医肝病诊治专家系统”。
 
  发展期(1978年至今):专家系统应用领域迅速扩大,处理问题的难度也不断增加。出现了一批用于建造和维护专家系统的工具系统。工具系统可分为三类,即:通过实例自动形成知识的系统;智能知识库编辑系统;骨架系统。
 
  20世纪80年代,专家系统的研究进入了一个新的阶段。专家系统的应用领域拓宽,广泛地应用于医学、地质勘探、石油天然气资源评价以及企业管理、工业控制、经济决策等方面。专家系统研究走出了大学和研究机关而广泛地进入产业界。
 
  进入20世纪90年代后,人们对专家系统的研究转向了与知识工程、模糊技术、实时操作技术、神经网络技术、数据库技术等相结合的专家系统,这也是专家系统今后的研究方向和发展趋势。
 
  【名词】
 
  专家系统
 
  专家系统(Expert System)是一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统,采用人工智能中的知识表示和知识推理技术,来模拟通常由专家才能解决的复杂问题,达到(甚至超过)专家解决问题能力的水平。
 
  专家系统属于人工智能的一个发展分支,自1968年费根鲍姆等人研制成功第一个专家系统DENDEL以来,专家系统获得了飞速的发展。现在,专家系统已成为人工智能领域中最活跃、最受重视的领域。
 
  按技术,专家系统可以划分为:基于逻辑、基于规则、基于语义网络、基于框架四项。
 
  如果按任务类型,则可以划分为:
 
  ●诊断型专家系统:根据对症状的观察分析,推导出产生症状的原因以及排除故障的方法,如医疗、机械、经济等。
 
  ●解释型专家系统:根据表层信息解释深层结构或内部情况,如地质结构分析等。
 
  ●预测型专家系统:根据现状预测未来,如气象预报、人口预测、经济形势预测等。
 
  ●设计型专家系统:根据给定条件设计符合要求的产品,如建筑设计、机械产品设计等。
 
  ●决策型专家系统:对可行方案进行综合评判并优选。
 
  ●规划型专家系统:用于制定行动规划。
 
  ●教学型专家系统:能够辅助教学。
 
  ●数学专家系统:用于自动求解某些数学问题。
 
  ●监视型专家系统:对某类行为进行监测并在必要时候进行干预,如森林监视等。