Сибирскийгосударственныймедицинский университет, г. Томск

Кафедра медицинской и биологическойкибернетики

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 71-й итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 14-16 мая 2012 г.), под ред. В. В. Новицкого, Н.В. Рязанцевой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2012. − 335 с. 

Скачать сборник (MS Word, 1 мб)

Скачать программу конференции  

Актуальность. На сегодняшний день существуют и развиваются различные методы представления и описания знаний, такие как: продукционные модели, семантические сети, фреймы, онтологии.

Продукционная модель наглядно отражает знания, является наиболее распространенным средством их представления и обладает возможностью достаточно эффективно представлять почти все виды человеческих знаний. Вывод заключения в продукционной модели во многом аналогичен процессу рассуждения эксперта, поэтому она понятна для большого числа пользователей. Ко всем общеизвестным достоинствам продукционной модели можно добавить возможность её реализации не только на основе правил экспертов, но и на основе онтологической модели домена.

В настоящее время растет интерес к теме интеграции продукционных правил и онтологий, проводятся многочисленные исследования в этой области. Актуальность таких исследований обусловлена необходимостью разработки оболочки экспертных систем, способной упростить разработку, эксплуатацию и интеграцию экспертных систем с различными информационными системами.

Один из вариантов интеграции онтологий и продукционных правил является использование онтологий в качестве терминологического словаря для описания правил. То есть, сначала создается онтология, которая описывает термины из предметной области и далее на основе неё создаются продукционные правила. Комбинация онтологий и правил позволяет объединить их достоинства и обойти недостатки.

Цель. Создание программного модуля для обеспечения механизма продукционного вывода на основе онтологической модели.

Материал и методы. В качестве средства для создания программного модуля используется интегрированная среда для разработки приложений Borland Delphi 7, серверная часть разрабатывается с помощью системы управления базами данных MySQL 5.1. Подключаемый модуль представляет собой клиент-серверное приложение.

Результаты. Представляемый проект посвящен созданию программного модуля, обеспечивающего механизм вывода в онтологической модели. Модуль подключается к базе знаний, которая представляет собой списки объектов и установленные между ними связи. Сила связи между объектами определена по шкале от сильной к слабой и выступает в качестве коэффициентов уверенности для продукционной модели. Анализируя онтологию с точки зрения продукционной модели, системой отбираются связи имеющие тип: антецедент, консеквент, значение и объекты, соответствующие этим связям. Далее работа ведется уже с этими данными.

В данной работе основой интерпретации онтологии служит продукционная модель представления знаний. Продукционные правила не сформулированы в явном виде, они создаются на основе онтологии и при необходимости могут быть представлены для пользователя.

Используется стратегия обратного вывода, при которой первична формулировка гипотезы, а целью системы является определение вероятности истинности этой гипотезы.

Система анализирует имеющиеся в базе знаний данные и обращается к пользователю за сведениями о тех или иных фактах. При достижении какого-либо результата, система предоставляет пользователю полученную информацию. Во время работы пользователь имеет возможность следить за тем, как система пришла к тому или иному выводу, вся информация о принятых решениях помещается в историю. История обеспечивает необходимую прозрачность работы системы и позволяет со всей определенностью проследить путь, который привел систему к этому выводу.

Выводы. Программа работает в режиме консультации, моделирует ход рассуждений и логику эксперта.

Данный программный модуль может представлять интерес для системных аналитиков, экспертов в любых предметных областях, студентов, преподавателей. Он может стать востребованным инструментом работы со знаниями в их деятельности и обучении.