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prof. Luis Otavio Alvares AQUISIO DE CONHECIMENTO P/ SISTEMAS ESPECIALISTAS Prof. Luis Otavio Alvares alvares@inf.ufrgs.br

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prof. Luis Otavio Alvares Aquisio de conhecimento O engenheiro de conhecimento faz o mesmo papel do analista de sistemas em sistemas de informao tradicionais. O problema que o eng. conhecimento, ao contrrio do analista de sistemas, no tem uma lista detalhada de perguntas a fazer e o perito no tem respostas ou informaes na ponta da lngua para fornecer. Ele no tem conscincia do seu conhecimento e de como o usa. Ser, possivelmente, a primeira vez que ele ter que falar sobre isso em detalhes.

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prof. Luis Otavio Alvares Ericsson e Simon (1979) observaram que a automao do conhecimento anloga a executar um algoritmo em modo compilado em vez de interpretado. Conseqncias: aumentam muito a velocidade do processo tornam o conhecimento do processo no disponvel memria e portanto no disponvel para explanao verbal Muitas vezes o perito, respondendo a uma pergunta no responde com base no que ele fez, mas tende a especular e teorizar sobre o que ele fez.

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prof. Luis Otavio Alvares Aquisio de Conhecimento Interao perito eng. do conhecimento O eng. do conhecimento tem um papel crtico na construo de S.E.: apesar de ser o conhecimento do perito o que modelado, o eng. do conhecimento quem constri o sistema. o conhecimento do eng. do conhecimento e no o do perito o que efetivamente utilizado no S.E.

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prof. Luis Otavio Alvares Processo de aquisio de conhecimento ENTENDIMENTO DO DOMNIO ESCOLHA DE UM PROBLEMA MODELO FORMULAO DOS CONCEITOS DO DOMNIO IMPLEMENTAO DO PROBLEMA MODELO DESENVOLVIMENTO DA REPRESENTAO DO CONHECIMENTO IMPLEMENTAO DO PROTTIPO

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prof. Luis Otavio Alvares ENTENDIMENTO DO DOMNIO o primeiro passo na aquisio do conhecimento; um perodo de familiarizao. Inicia-se com um encontro entre o perito e o eng. do conhecimento, informal, que tem por objetivos: Estabelecer uma relao inicial que deve ser baseada no respeito mtuo; Passar ao perito o conceito de S.E. e dos papis respectivos de perito e eng. do conhecimento; Passar ao eng. do conhecimento uma viso de muito alto nvel do domnio Nesta fase inicial de familiarizao, muitas vezes o eng. do conhecimento trabalha sozinho, com livros, manuais, documentos de referncia, etc., procurando desenvolver uma viso geral do domnio

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prof. Luis Otavio Alvares Entendimento do domnio Como produtos dessa fase inicial temos: Uma descrio geral do problema (domnio) Uma relao de referncias bibliogrficas importantes Um glossrio que descreve os termos prprios do domnio, smbolos e siglas OBS: No faa perguntas ao perito sobre observaes bsicas, que podem ser obtidas facilmente em livros Sempre que possvel o eng. do conhecimento deve utilizar os termos do domnio, quando estiver trabalhando com o perito

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prof. Luis Otavio Alvares Identificao do problema modelo O prximo passo a identificao de exemplos de problemas a serem usados no prottipo inicial, atravs de uma anlise em amplitude que deve identificar uma lista de possveis problemas existentes. Desta lista, o perito e o eng. do conhecimento escolhem um ou mais: Tpicos de uma grande classe de problemas Importantes Bem definidos A seguir, inicia-se em paralelo, as trs atividades mais crticas: Formulao dos conceitos do domnio Representao do conhecimento Implementao de um problema modelo

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prof. Luis Otavio Alvares Formulao dos conceitos do domnio Identificar as subtarefas que formam o domnio. Cada subtarefa deve ter um nome. Estratgias tambm so componentes conceituais importantes do domnio. So mais difceis de serem obtidas que o conhecimento factual. O eng. do conhecimento deve procurar reconhecer as estratgias que so descritas indiretamente pelo perito durante as entrevistas

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prof. Luis Otavio Alvares Desenvolvimento da representao do conhecimento Dilema clssico: difcil selecionar um formalismo de representao do conhecimento sem ter o conhecimento do domnio difcil obter o conhecimento sem uma forma de represent-lo Selecione uma forma de representao de conhecimento o mais rpido possvel O eng. do conhecimento precisa procurar especificamente manter o conhecimento a um nvel explcito

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prof. Luis Otavio Alvares Implementao do problema modelo A anlise do problema deve ser hierrquica e top-down: natural para o perito e o eng. conhecimento A forma mais comum a simulao de cenrios progressivos o eng. do conhecimento deve manter uma viso global e extrair o conhecimento que torna-se disponvel somente durante o processo de resoluo do problema difcil para o perito recuperar o conhecimento sem um contexto de resoluo de problema O entendimento do eng. do conhecimento deve ser completo e acurado a cada passo A investigao completa do problema deve ser em profundidade: limita a complexidade permite o acesso a conhecimento de baixo nvel seqencialmente O eng. do conhecimento deve fazer perguntas ao perito para confirmar o conhecimento obtido

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prof. Luis Otavio Alvares Dificuldades potenciais O perito pode no ter o conhecimento necessrio em alguma rea O perito pode no estar consciente do conhecimento necessrio O perito pode no ser capaz de comunicar o conhecimento para o eng. do conhecimento O eng. do conhecimento pode no ser capaz de estruturar o conhecimento para criar a base de conhecimento Causas possveis: os peritos freqentemente no seguem o raciocnio linear dos livros- texto; em geral usam uma abordagem mais pattern-driven. Ex: xadrez o conhecimento do perito est armazenado subconscientemente, o que torna difcil explicar o seu raciocnio

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prof. Luis Otavio Alvares Tcnicas para a aquisio do conhecimento Descrio o perito apresenta uma descria estruturada do domnio similar ao existente em livros-texto bom para o conhecimento inicial, bsico de valor muito limitado para o desenvolvimento do sistema: apresenta verso idealizada das atividades de raciocnio freqentemente omite informaes sobre estratgias mais til nas etapas iniciais do processo

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prof. Luis Otavio Alvares Imerso na literatura De posse de uma lista de referncias introdutrias ao domnio, o eng. do conhecimento l e estuda este material.

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prof. Luis Otavio Alvares Entrevistas Processo de interao direta entre o perito e o eng. do conhecimento envolvendo perguntas, respostas e discusses. a forma mais tradicional de aquisio de conhecimento para S.E. Entrevista aberta: usada no incio do processo com o objetivo de familiarizao entre o perito e o eng. do conhecimento e com o vocabulrio (conceitos, jargo, fronteiras do domnio,...) Entrevista estruturada: neste caso necessrio preparar antecipadamente uma lista de perguntas a serem feitas ao perito Esta tcnica atrativa pois facilmente aplicada. Entretanto, exige um esforo muito grande depois da entrevista para estruturar, para transformar os dados verbais obtidos para um formalismo de representao de conhecimento

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prof. Luis Otavio Alvares Hiptese terminal Consiste basicamente em comear da hiptese ou fato terminal e perguntar ao perito quais fatos levam quela soluo. Cada um destes fatos se torna por sua vez uma hiptese e o processo se repete at que fatos primitivos ou iniciais sejam encontrados. Este mtodo tem a vantagem de controlar e guiar as entrevistas

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prof. Luis Otavio Alvares Anlise de protocolo Observao verbal e comportamental in loco do perito resolvendo problemas reais, no seu ambiente normal de trabalho. O eng. do conhecimento usa gravador e vdeo Dois tipos: concorrente e retrospectivo

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prof. Luis Otavio Alvares Anlise de protocolo concorrente Num contexto de soluo de problema, o perito vai falando tudo o que est pensando. Posteriormente o E.C. transcreve e analisa estes dados. Este mtodo prov informao mais precisa do que a entrevista No interfere no resultado, apenas diminui a velocidade de execuo. Perguntas devem ser feitas depois Muito usado nos hospitais, pelos mdicos, no ensino da medicina.

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prof. Luis Otavio Alvares Anlise de protocolo retrospectivo O perito filmado enquanto resolve o problema e posteriormente explica para o eng. de conhecimento o que estava pensando e fazendo til quando o conhecimento do perito difcil de transmitir de forma verbal

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prof. Luis Otavio Alvares Anlise de protocolo - problemas a forma como dizemos que fazemos no necessariamente a forma como realmente fazemos esta coisa pode omitir parte do conhecimento exemplo: explicar como se faz para calcular a distncia entre dois objetos distantes, por exemplo 2 carros que esto na mesma estrada que ns

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prof. Luis Otavio Alvares exemplo Experimentos mostram que avaliamos a distncia por vrias indicaes: fisiologicamente, pela contrao dos olhos (para colocar o objeto em foco) em objetos mais distantes perdemos os detalhes e as cores tendem a um tom de azul o tamanho outra indicao interposio de um objeto na frente do outro

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prof. Luis Otavio Alvares Focalizando contextos O eng. do conhecimento imagina uma situao e o perito investiga (seqncia de testes, perguntas) para solucion-la Fornece ao eng. do conhecimento a seqncia de passos do perito Exemplo: diagnstico para carro que no pega P: A luz de ignio acende quando vira a chave? E.C.: Sim P: O marcador acusa combustvel no tanque? E.C.: Sim P.: O motor de partida vira quando aciono a chave? E.C.: No P.:.....

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prof. Luis Otavio Alvares Classificao de fichas So tcnicas fceis de usar e envolvem o eng. do conhecimento escrever o nome de objetos, experincias, conceitos, etc. do domnio em fichas individuais. Permitem um acesso fcil estrutura do domnio (para conhecimento declarativo) 3 tipos: separao por grupos, criao de grupos e comparao de 3

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prof. Luis Otavio Alvares Separao por grupos Pedir ao perito que separe as fichas em grupos e que ele nomeie os grupos exemplo: carro, barco, trem, caminho, navio, avio 1-caminho, carro nibus, trem x barco, navio x avio (tipo do meio de transporte: terrestre, martimo, areo) 2- carro, barco x nibus, trem, navio (uso: individual x coletivo)

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prof. Luis Otavio Alvares Criao de grupos Pedir ao perito para encontrar um par de fichas que seja mais similar que qualquer outro par. O eng. do conhecimento anota os critrios. Pede ao perito para selecionar mais uma ficha ou formar outro par.

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prof. Luis Otavio Alvares Comparao de 3 Pega-se 3 fichas ao acaso e pede-se ao perito que as separe em dois grupos. Anota-se o critrio. Em geral estas 3 tcnicas no produzem exatamente a mesma estrutura, mas permitem uma melhor compreenso da viso do perito

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prof. Luis Otavio Alvares Codificao por lista (p/ probl. de diagnstico) Consiste em partir de uma lista de sinais, sintomas, testes, e uma lista de diagnsticos. Para cada diagnstico, o perito deve determinar os elementos relacionados ao diagnstico. Aps, deve classificar esta sublista segundo a importncia de cada elemento para o diagnstico. Elaborar um grafo orientado, com os nodos iniciais sendo elementos da sublista e convergindo para o diagnstico. Podem ser criados nodos intermedirios. Atribuir pesos (escala 1 a 10) para cada nodo, segundo sua importncia para o diagnstico. O grafo obtido facilmente mapeado para regras de produo. No caso de mltiplos peritos, uma famlia de grafos obtida para cada diagnstico, que ser posteriormente transformada em um grafo mdio.

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prof. Luis Otavio Alvares Codificao por lista - exemplo n de hiptese or ns intermedirios and ns evidncias

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prof. Luis Otavio Alvares Obteno de conhecimento incerto Probabilidades subjetivas 1- mtodo direto: probabilidade entre 0 e 1 2- possibilidade: qual a possibilidade de... 10 contra 1 5 contra 1 3- modo indireto: comparao entre 2 apostas

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prof. Luis Otavio Alvares Probabilidade subjetiva: modo indireto Comparao entre duas apostas aposta A: Chove ou no amanh, aqui, s 11:00 horas? Se chover ganha R$100,00, seno nada aposta B: Se o ponteiro parar no vermelho ganha R$100,00 seno nada Qual aposta prefere? Alterar a rea vermelha at que a resposta seja indiferente. A ento, teremos na roleta a probabilidade subjetiva da aposta A.

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prof. Luis Otavio Alvares Anlise de tarefas e casos Podem ajudar as entrevistas e anlise de protocolo Tarefas de rotina: observar e interagir com o perito quando ele est realizando tarefas rotineiras e fceis. Boa para conhecer tticas, procedimentos, metas, fatos e dados usados na soluo dos problemas Tarefas com informao limitada: deliberadamente, pedir ao perito para resolver problemas de rotina sem ter toda a informao disponvel Tarefas com tempo limitado: limitar o tempo disponvel ou pedir para o perito resolver um problema sem v-lo (por telefone) Casos tpicos: analisar com o perito vrios casos tpicos Casos difceis: idem, para casos difceis, raros,....