النظم الخبيرة Expert Systems

يعتبر العالم روبرت فينر من أهم المؤسسيين لهذا العلم وهو عالم في علوم الرياضيات، حتى عرفه على أنه علم التحكم Control والتواصل Communication بين الأنسان والآلات. غير انه وبعد الثورة التقنية الهائلة التي انطلقت بعد نهاية الحرب العالمية الثانية، تغير مصطلح الآلات ليحل محله الكمبيوتر.
هذا العلم متداخل مع العديد من العلوم الأخرى، سواء تلك التي سبقته في الظهور كما هو الحال مع علوم الرياضيات المختلفة والهندسة والأحياء والنفس، أو العلوم الحديثة والتي هي بلا منازع ما هو متعلق منها بتقنية المعلومات والنمذجة Modeling والمحاكاة Simulation والإنسان الآلي Robot والذكاء الاصطناعي Artificial Intelligence.
النظم الخبيرة Expert Systems
من العلوم الحديثة التي تفرعت من العلم الأم الكمبيوتر أو في ما أصبح يطلق عليه تقنية المعلومات، وهو المصطلح الأنسب في عصرنا الحالي لما شهده العصر من تطور هائل في هذا المجال. النظم الخبيرة عبارة عن برامج ذات تخصص محدد لحل مشاكل معينة، تبنى هذه النظم على قاعدة عريضة من المعرفة Knowledge Base وليس فنية Knowledge Base، حيث يقوم البرنامج بترجمة هذه القاعدة من المعرفة إلى حقائق للوصول إلى أجوبة عن محور السؤال. وفي حالة عدم الحصول على النتيجة المرجوة، تحقق توسعة قاعدة المعرفة في داخل البرنامج إلى حين تحقيق المأمول منه.
بناء قاعدة للمعرفة يتم من خلال المقابلات والتحليل والملاحظات. من الأنظمة التطبيقية التي يمكن أن نطلق عليها مفهوم النظم الخبيرة: النظمة ذات الصلة بالتوقعات لحالة الأسهم في السوق وأسعار العملات أو أسعار السلع المتوقعة خلال فترة زمنية معينة وهكذا. كل هذه التطبيقات تكون مبنية على قاعدة واسعة من المعرفة والخبرة لواقع السوق والمستهلك.
نظام المعرفة أو النظام الخبير هو ذلك البرنامج الذكي الذي يستخدم القواعد المأخوذة من الخبرة الإنسانية على هيئة شروط ونتائج في مجال معين وإستخدام طرق الإشتقاق والإستدلال لإستخراج وإستنتاج النتائج المعللة بالإسباب والناتجة عن تطابق هذه الشروط أو النتائج مع شرط أو نتيجة ما والخاصة بمشكلة معينة يراد إيجاد حل لها
الذكاء الاصطناعي:
يعرف بأنه دراسة القدرات الفكرية خلال استعمال النماذج الحاسبية الذي يهتم بطريقة محاكاة تفكير للإنسان ، حيث أن النموذج والإنسان كلاهما يضعان التوقع حول حالة العالم الحقيقي من العلامة أو الشهادة سوية بواسطة النظام الحسي .اللغات المستخدمة في النظام الخبير/ الذكاء الاصطناعي
استخدام النظم الخبيرة / الذكاء الاصطناعي في المكتبات ومراكز المعلومات
ما هو الذكاء الاصطناعي؟
أنه الطريق الوحيد لإنتاج برامج ذكية.
الذكاء الاصطناعي: اختصاره AI. مصطلح يطلق على علم من أحدث علوم الحاسب الآلي، وينتمي هذا العلم الى الجيل الحديث من أجيال الحاسب الالي ويهدف إلى أن يقوم الحاسب بمحاكاة عمليات الذكاء التي تتم داخل العقل البشري، بحيث تصبح لدى الحاسوب المقدرة على حل المشكلات واتخاذ القرارات باسلوب منطقي ومرتب وبنفس طريقة تفكير العقل البشري.
هذه العمليات تتضمن:
التعليم: اكتساب المعلومات والقواعد التي تستخدم هذه المعلومات.
التعليل: استخدام القواعد السابقة للوصول إلى استنتاجات تقريبيه أو ثابتة.
التصحيح التلقائي أو الذاتي.
مكونات النظام الخبير:.
• الشق الأول : والذي يتم فيه بناء قاعدة المعرفة وذلك بالتسلسل التالي:
1-الخبير (EXPERT) :أو مجموعة الخبراء في المجال المعين المطلوب الحصول على نظام الخبرة فيه ، حيث يقوم بإعطاء كل ما جمعوه من خبرة بأدق التفاصيل إلى مهندس المعرفة.
2-مهندس المعرفة (KONWLEDGE Engineer ) :والذي يتولى وضع الخبرة في شكل قواعد للتضمين الشرطي متضمنة للشروط والنتائج لهذه الشروط وكذلك تطبيق التقنيات المختلفة.
• الشق الثاني: والذي يتم فيه طرح الأسئلة من قبل المستخدم والحصول على النتائج أو النصيحة من النظام الخبير والذي يتم بالتسلسل التالي:.
1-المستخدم (USER) :العديم الخبرة أو ذو الخبرة المحدودة والذي يريد أن يحصل على المعرفة الحقيقية والخبرة المكتسبة لمشكلة ما في هذا المجال.
2-مدخل المواءمة للمستخدم(USER INTERFACE) :والذي يسمح بتبادل المعرفة بين المستخدم وقاعدة المعرفة والذي يجعل سؤال المستخدم مفهوماً من قبل قاعدة المعرفة.
3-أداة التحكم(CONTROL MECHANISM) :وهي التي تقوم التحكم الداخلي في محرك الاستدلال وقاعدة المعرفة للإجابة على السؤال المطلوب من قبل المستخدم.
4-محرك الاستدلال (INFERENCE ENGINE ) :والذي يقوم بعمل يشبه عمل المحرك وذلك بتوجيه البحث في الاتجاهات المختلفة بقاعدة المعرفة إلى أن تتم الإجابة على سؤال المستخدم.
السمات العامة للنظم الخبيرة:
من أهم سمات النظم الخبيرة والتي تتميز بها عن بقية النظم الأخرى ما يلي :
• تعتبر قواعد المعرفة قواعد متخصصة في موضوع أو مجال أو نطاق معين .
• تعتبر طرق الاستدلال والاشتقاق لاستخراج النتائج وهي ما تسمى مجازا بمحرك الاستدلال أو الحكم على الأشياء التي يمكن استخدامها لأكثر من نظام إذا تغيرت قاعدة المعلومات الثابتة لتناسب النظام الجديد .
• لاستخدام طرق الاشتقاق المتعلق بالأسباب لا بد من تمثيل جميع القواعد والشروط على شكل مجموعات من الأدوات الشريطية (إذا) توفر الشرط (تكون) النتيجة.
خصائص النظام الخبير : مهما اختلفت النظم الخبيرة في الغرض الذي صممت من أجله فإن هناك مواصفات عامة تمنح النظام الخبير الجودة "والذكاء"
سهولة الاستخدام
أن يكون نافعاً في المجال الذي صمم له.
أن يكون قادراً على التعليم، عندما عندما يستخدمه غير المتخصصين .
أن يكون قادر اً على التعليل وشرح الأسباب للتوصيات التي يقدمها.
أن يستجيب للأسئلة البسيطة التي يطرحها غير المتخصصين.
أن يكون قادر على التعلم من خلال الأسئلة التي يطرحها على المستخدم.
أن يكون سهل التعديل ، قابلاً لتحديث المعلومات أو الإضافة إليها أو إصلاح ما بها من عيوب.
تفوق النظام الخبير / الذكاء الاصطناعي على برامج الحاسبة التقليدية :
يختلف النظام الخبير عن البرامج الاعتيادية في الحاسب في أن المعرفة وثيقة الصلة بموضوع معين وأساليب الاستفادة من هذه المعرفة مندمجة مع بعض . في النظام الخبير يبدو نموذج حل المشكلة كقاعدة معرفة قائمة بذاتها بدلا من أن يكون جزءا من البرنامج العام وبهذا يكون بإمكان النظام الخبير إدخال بيانات إلى القائمة الايعازات بطريقة إلى المعرفة المتوفرة من دون الحاجة إلى إعادة البرمجة .
وبهذا يمكننا القول أن برنامج الحاسب التقليدي ينظم المعرفة بمستويين هما البيانات , قاعدة المعرفة , والسيطرة . ومن هنا نجد الاختلاف بين النظام الخبير والذكاء الاصطناعي عن برامج الحاسبة التقليدية في :
حل المسائل التي ليست لها طريقة حل مسبقة :-
كونها تعمل بالرموز بدلا من الأرقام وبهذا تفتح المجالات الجديدة لمعالجتها بواسطة الحاسبة.
الاستدلال ( reasoning ) وطريقة البحث التقنية ( heurhstigs ) .
كونها تتعامل مع اللغات المبنية على المفسر ( interpretere ) وليس المترجم ( compler ) , حيث تسمح للتعابير المبنية على المفاهيم الصعبة في اللغات التقليدية . والتعبير عن المشكلة بلغة الذكاء الاصطناعي وهي ( lis, prolog ) , والتي تتحول إلى إجراءات خلال التنفيذ وبهذا لا يكون على المبرمج أن يعرف مسبقا الحل أو النتيجة .
من هذا تبين انه ليس كل نظام خبير يستند إلى قاعدة المعرفة هو نظام خبير ولكن أن يمتلك القدرة على التفسير والوصول إلى القرارات وطلب معلومات إضافية كما يفعل الإنسان الخبير في عملية التفسير والتحليل والتحري وخاصة في المجالات التي تكون فيها الحقائق كاملة أو غير أكيدة .
خواص النظام الخبير/ الذكاء الاصطناعي :-
تستخدم أسلوب مقارن للأسلوب البشري في حل المشكلات المعقدة
تتعامل مع الفرضيات بشكل متزامن وبدقة وسرعة عالية
وجود حل متخصص لكل مشكلة ولكل فئة متجانسة من المشاكل
تعمل بمستوى علمي واستشاري ثابت لا تتذبذب
يتطلب بناؤها تمثيل كميات هائلة من المعارف الخاصة بمجال معين
تعالج البيانات الرمزية غير الرقمية من خلال عمليات التحليل والمقارنة المنطقية
دوافع اللجوء للنظم الخبيرة / الذكاء الاصطناعي : v لأنها تهدف لمحاكاة الإنسان فكرا وأسلوبا .
لإثارة أفكار جديدة تؤدي إلى الابتكار .
لتخليد الخبرة البشرية .
توفير اكثر من نسخة من النظام تعوض عن الخبراء .
غياب الشعور بالتعب والملل .
تقليص الاعتماد على الخبراء البشر .
معمارية النظام الخبير / الذكاء الاصطناعي :
يتكون من ثلاثة مكونات أساسية :
أ‌- قاعدة المعرفة ( knowledge base ) غالبا ما يقاس مستوى أداء النظام بدلالة حجم ونوعية قاعدة المعرفة التي يحتويها وتتضمن قاعدة المعرفة :
1. الحقائق المطلقة : تصف العلاقة المنطقية بين العناصر والمفاهيم ومجموعة الحقائق المستندة إلى الخبرة والممارسة للخبراء في النظام .
2 طرق حل المشكلات وتقديم الاستشارة .
3.القواعد المستندة على صيغ رياضية .
ب‌- منظومة آلية الاستدلال(gine inferenceen ) وهي إجراءات مبرمجة تقود إلى الحل المطلوب من خلال ربط القواعد والحقائق المعينة تكوين خط الاستنباط والاستدلال
ت‌- واجهة المستفيد( user interface ) وهي الإجراءات التي تجهز المستفيد بأدوات مناسبة للتفاعل مع النظام خلال مرحلتي التطوير والاستخدام .
اللغات المستخدمة في النظام الخبير/ الذكاء الاصطناعي
يمكن استخدام لغات البرمجية التقليدية والتي تتوافر فيها خاصية الاستدعاء الذاتي للمعالجة , وأيضا ارتبط بناء الأنظمة على لغات متخصصة تم تطويرها في تطبيقات الذكاء الصناعي ومن أهم اللغات لغة lisp و لغة prolog حيث تم تحديدها للمرحلة الأولي لمشروع الجيل الخامس للحاسبات في اليابان وتميل إلى الوصفية اكثر من كونها لغات إجرائية .
أما لغةkrl-netl-klone التي تعتمد تقنية شبكات دلالات الألفاظ وتعتمد لمعالجة استرجاع المعارف في أنظمة الخبرة .
استخدام النظم الخبيرة / الذكاء الاصطناعي في المكتبات ومراكز المعلومات
هناك إجماع في الرأي بان النظم الخبيرة / الذكاء الاصطناعي ستكون تكنولوجيا جديدة يبحث فيها المتخصصون في مجال المكتبات والمعلومات عن الطرق المفيدة لاستخدامها واستثمارها لتسهيل أعمالهم وتحسين نوعية خدماتهم وخبراتهم الخاصة , فلقد استغل المتخصصون هذه التكنولوجيا وقاموا بإنتاج العديد من النظم في الخزن والاسترجاع وفي الفهرسة والتكشيف والاستخلاص والأعمال المرجعية فالمتخصصون يجب ان تتوفر لديهم الخبرة, والتفاعل مع مظاهر الحياة المختلفة ومهارات أخرى مثل التصنيف, الخبرة الأكاديمية , إجراء المقابلات , بناء الكانز, المعرفة باحتياجات المستفيدين. نماذج من أنظمة المستخدمة :
Coder مشروع طور من قبل fox غرضه تطوير قاعدة من معرفة تشتمل على تحليل الوثائق واسترجاعها ويتألف من فرعين:
نظام فرعي تحليلي ( يتعلق بإدخال ومعالجة وتمثيل الوثائق الجديدة )
نظام فرعي استرجاعي ( يسمح باسترجاع وثيقة أو جزء منها
Rebeic نظام يبحث في أنماط الكلمات ضمن نصوص البحث الآلي المباشر, بدلا من استرجاع وثائق مكشفة مسبقا قاعدة المعرفة اعتمدت على ruies وصعوبته كونه يوفر قواعد متخصصة لكل مستفيد.
Esscape مشروع تم فيه بناء نظامين خبيرين في فهرسة المكتبة والعمل الرئيسي اختبار نقاط وصول لتحديد المداخل الرئيسية والإضافية والاستنتاج هو إمكانية استخدام النظام في الفهرسة لانتاج القيود الببلوغرافية الصحيحة ويكون مفيد أيضا في الأعمال غير التقليدية.
Gemi هو نظام خبير تم تطبيقه في مجال استرجاع المعلومات وانه مبني على القواعد + rule base وباستخدام حاسبة مايكروية متوافقة حيث يمكن المستفيد من معرفة المرجع في مجال اهتمامه مع توفير ببليوجرافية مع مستخلص لجميع المراجع المتوافرة في المكتبات الجامعية .