FACULDADE DE CIÊNCIAS APLICADAS “SAGRADO CORAÇÃO”
DIRETORIA DE ENSINO SUPERIOR
COORDENAÇÃO DO CURSO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO
AKYRIA BOLONINE LOUREIRO PEDRO HENRICH TERCIO
SISTEMAS ESPECIALISTAS
LINHARES 2007
1
AKYRIA BOLONINE LOUREIRO PEDRO HENRICH TERCIO
SISTEMAS ESPECIALISTAS
Trabalho apresentado à Faculdade de Ciências Aplicadas “Sagrado Coração” – UNILINHARES, como requisito parcial para aprovação nas disciplinas do 3º período do curso de Sistemas de Informação. Prof. Orientador: Gissele Locatelli.
LINHARES 2007
2
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO………………………………………………………………………… 03
2 SISTEMAS ESPECIALISTAS ÁREA DE APLICAÇÃO DA INTEL IGÊNCIA
ARTIFICIAL………………………………………………………………………… …… 04
3 DEFINIÇÃO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS…………………………………… 05
4 SISTEMAS ESPECIALISTAS E SUAS CARACTERÍSTICAS E F UNÇÕES..… 07
5 BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DOS SISTEMAS ESPECIALIST AS………..… 12
6 CLASSIFICAÇÃO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS…………………..… …….. 13
7 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DOS SISTEMAS ESPECIA LISTAS.. 14
7.1 SHELL- FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO.......................................18
7.1.1 EXPERT SINTA..............................................................................................18
8 DIFERENÇAS ENTRE OS SISTEMAS ESPECIALISTAS E OS SISTEMAS
CONVENCIONAIS ..................................................................................................21
9 O PAPEL DOS SISTEMAS ESPECIALISTAS NAS ORGANIZAÇÕ ES……….. 22
10 CONCLUSÃO………………………………………………………………………... 25
11 REFERÊNCIAS……………………………………………………………………… 26
3
1 INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem por objetivo fazer uma explanação a respeito de uma das
áreas de conhecimento da Inteligência Artificial: os Sistemas Especialistas.
Os sistemas especialistas funcionam como um “especialista virtual”, ou seja, trata-se
de um software que tem como propósito emular um especialista humano em algumas
áreas especificas, possibilitando um auxilio no processo decisório e fornecendo ao
usuário uma interação com o programa computacional, alcançando assim um nível de
desempenho similar ao especialista humano.
Os sistemas especialistas são sistemas baseados em conhecimentos (SBCs), que
seguem as mesmas regras que os “especialistas reais” na solução de problemas,
aonde as experiências e as heurísticas, são as principais ferramentas utilizadas para
se chegar a uma solução concreta e fundamentada.
A pesquisa desenvolvida é do tipo bibliográfica, e com o objetivo de um melhor
entendimento sobre os Sistemas Especialistas, baseou-se principalmente em teóricos
como Efrain Turban e Solange O. Rezende, mostrando assim que os softwares
especialistas vêm se mostrando uma tendência muito forte no meio organizacional,
pelo aspecto de tal sistema, possibilitar inúmeros ganhos empresariais, acelerando
processos e possibilitando a solução de problemas complexos, antes só resolvidos
por especialistas humanos.
Serão abordados tópicos sobre suas funções no ambiente organizacional, suas
características, comparações com outros sistemas, áreas de aplicação e o seu
processo de desenvolvimento, visando uma maior aprendizagem sobre os sistemas
especialistas.
4
2 SISTEMAS ESPECIALISTAS ÁREA DE APLICAÇÃO DA
INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
Os Sistemas Especialistas também chamados de SEs são uma das principais áreas
de aplicação da Inteligência Artificial (IA), sendo uma das mais modernas
tecnologias em informática disponível no mercado, esta tecnologia permite o
aumento da competitividade e da produtividade nas empresas. De acordo com
Fávero (2007), seus fundamentos originaram-se nos anos 50, em que pesquisadores
e estudantes criaram caminhos padrão para o processo de investigação do
raciocínio humano, mas um importante avanço ocorreu no final da década de 70
quando descobriram que, o poder do programa em resolver problemas depende
mais do conhecimento que possui do que do formalismo ou esquema de inferência
empregado.
A partir desta descoberta os programas começaram a ser desenvolvidos com
sistemas peritos em áreas especificas e limitadas esses sistemas chamados de
Sistemas Especialistas. No inicio os SE eram apenas desenvolvidos em pesquisas,
após anos de sua utilização que os técnicos e cientistas enxergaram sua importância
começando a investir e voltar suas atividades para esse sistema tornando-o mais
comercial entre 1980 e 1981. Sendo a Intelli Genetics a primeira companhia formada
exclusivamente para produzir Sistemas Especialistas. A Intelli Genetics participava
no campo de engenharia genética e também possuía técnicos do projeto de
programação heurística da universidade de Stanford, baseado em Fávero (2007).
Atualmente muitas organizações dedicam-se a utilização dos SE, pelas suas
vantagens oferecidas em relação a outros sistemas, afinal, por serem um sistema
especialista conseguem fazer melhor determinadas funções que exigem o alto
conhecimento em áreas especificas. O SE costuma ser utilizado integrado com
outros tipos de sistemas de gestão aumentando em geral a eficiência do sistema e a
maior obtenção dos SE’s, outro motivo também pela sua demanda nas empresas é
proporcionado por sua capacidade de aumentar a produtividade funcional em áreas
especializadas em que peritos humanos são difíceis de encontrar ou são muito caros
para serem contratados.
5
O surgimento do Sistema Especialista atendeu a um mercado mais exigente que
precisava de um sistema eficiente para o auxilio a tomada de decisão, além disso,
encontraram no SE um sistema lógico, com qualidade de senso emulador do
raciocínio e intuição dos seres humanos, segundo Laudon (2001) os SE’s são
interessante para as empresas pois conseguem preservar o conhecimento do
especialista que pode ser perdido através da aposentadoria demissão ou morte,
armazenando informações de forma ativa para criar uma base de conhecimento
organizacional que atenderá os empregados quando precisarem podendo utilizá-lo
como um livro eletrônico ou manual e aumentando assim o conhecimento dos
funcionários, reduzindo erros e custos.
3 DEFINIÇÃO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS
Um sistema que tenta simular o desempenho de um especialista humano e que atua
dentro do seu domínio é chamado de Sistema Especialista, outra definição é
utilizada também segundo Turban (2004) “ Os SE são programas computadorizados
de consulta que procuram imitar os processos de raciocínio dos especialistas na
solução de problemas complexos.” Ou seja, os Sistemas Especialistas tem o objetivo
de manipular o conhecimento e informação de forma inteligente para encontrar boas
soluções de um determinado problema rapidamente.
De acordo com Rezende (2005) os SE correspondem como um especialista
humano, podendo então cometer erros, mas devendo possuir um desempenho
satisfatório que compense seus possíveis enganos, esses sistemas especialistas
são diferente dos outros tipos de sistemas pela necessidade de ter pelo menos um
especialista humano para o desenvolvimento do programa, ou seja, o SE baseia-se
no conhecimento humano que foi colocado em seu sistema em forma de base de
conhecimento de informação e de dados para solucionar problemas resolvíveis
apenas por pessoas especialistas, pessoas que dominam o conhecimento exigido
através da leitura e treinamento conseguindo então tomar decisões mais rápidas e
melhores que os não especialistas na solução de problemas complexos.
6
O sistema especialista é baseado em uma busca heurística, trabalhando com
problemas no qual não existe uma solução convencional organizada de forma
algorítmica, pois os sistemas convencionais costumam processar dados de forma
repetitiva, enquanto os SEs tentam emular o raciocínio de um especialista aplicando
seus conhecimentos e informações em mecanismo de inferência obtendo resultados
melhores do que os fornecidos pelos sistemas convencionais.
Um Sistema Especialista é aquele que é projetado e desenvolvido para atender a uma aplicação determinada e limitada do conhecimento humano. É capaz de emitir uma decisão, apoiada em conhecimento justificado, a partir de uma base de informações, tal qual um especialista humano. Para tomar uma decisão sobre um determinado assunto, um especialista o faz a partir de fatos que encontra e de hipóteses que formula, buscando em sua memória um conhecimento prévio armazenado durante anos, no período de sua formação e no decorrer de sua vida profissional, sobre esses fatos e hipóteses. E o faz de acordo com a sua experiência, isto é, com o seu conhecimento acumulado sobre o assunto e, com esses fatos e hipóteses, emite a decisão. (FÁVERO, 2007)
Os especialistas humanos conseguem chegar a conclusões e opiniões baseadas em
seu conhecimento prévio obtido ao longo de sua vida, portanto um sistema
especialista além de inferir conclusões deve ter a capacidade de aprender novos
conhecimentos para não tornar-se ultrapassado as necessidades exigidas pelas
organizações e para que o seu processo de decisão esteja em melhoramento
continuo aumentando assim sua qualidade decisória, visando que um SE não é
influenciado por elementos externos a ele, como ocorre com os especialistas
humanos, ou seja, enquanto não for acrescentado novos conhecimentos ou mudado
os anteriores para as mesmas condições ele fornecerá sempre o mesmo conjunto de
decisões.
Baseado em Turbam (2004) a idéia básica da utilização de um SE é simples: O
conhecimento especialista é transferido do especialista ou fonte para o computador
esse conhecimento é então armazenado no computador sendo que quando
necessário os usuários pedem conselhos específicos ao computador. Então o
computador faz deduções chegando a uma conclusão apresentando
recomendações para os não-especialistas e explicando quando necessário a lógica
por trás de sua recomendação, sendo que muitas vezes ocorre de os SEs
apresentarem um desempenho melhor do que os especialistas humanos.
Normalmente as empresas contratam os especialistas quando precisam comprar
7
algum equipamento, ou instrução sobre assuntos de uma área especifica.
Os sistemas especialistas são então definidos como sistemas solucionadores de
problemas que são resolvíveis apenas por pessoas especialistas, que possuem o
conhecimento exigido nas resoluções desses problemas, citando Laudon (1999) os
SE’s podem atuar assistindo a tomada de decisão fazendo perguntas relevantes e
explicando as razões para a adoção de certas ações, mas, eles são bastante
limitados, frágeis e superficiais, pois, eles executam tarefas muito limitadas que
podem ser executadas por profissionais em poucos minutos ou horas. Para um
sistema especialista é muito difícil resolver um problema no mesmo curto período de
tempo que os especialistas humanos, porém, os sistemas especialistas conseguem
fornecer importantes benefícios que ajudam as organizações a tomar decisões de
altíssima qualidade com redução de pessoas e custos.
É importante também reconhecermos essas possíveis limitações dos SEs para que
seja distinguido corretamente o seu potencial, resumindo os SEs não são
recomendados para algumas áreas como gerência geral, que exigem um sistema
que forneça uma eterna busca de soluções.
4 SISTEMAS ESPECIALISTAS E AS SUAS CARACTERÍSTICAS E
FUNÇÕES
Atualmente é comum encontrarmos um cenário corporativo no qual os funcionários
enfrentam situações complexas com concorrência difícil e desafiadora sendo
necessário uma grande dedicação ao trabalho. Para facilitar a vida desses
profissionais são utilizados os SEs desenvolvidos para lidar com situações
embaraçosas, auxiliando na tomada de decisão e na execução das tarefas e
aumentando a competitividade e eficiência empresarial.
Os sistemas especialistas sofisticados podem demandar um longo tempo para
serem desenvolvidos, principalmente tratando-se de sistemas implementados em
mainframes, portanto antes de começar o seu desenvolvimento é preciso analisar se
8
os potenciais benefícios compensarão a sua criação, os fatores que normalmente
justificam o tempo despendido com a adoção dos sistemas especialistas são:
• Fornecem um alto retorno ou reduzem significativamente o risco de infortúnios.
• Podem capturar e preservar a insubstituível perícia humana. • Podem fornecer a perícia necessária em vários locais ao mesmo tempo ou
num ambiente hostil e perigoso à saúde humana. • Podem fornecer a perícia dispendiosa ou rara. • Pode elaborar uma solução mais rápida que os especialistas
humanos. • Podem fornecer a perícia necessária para treinamento, com vistas a
compartilhar o conhecimento e a experiência dos especialistas humanos com um maior contingente de pessoas. (STAIR, 2002,p.351).
Quando um projeto é desenvolvido para atender uma aplicação determinada e
limitada do conhecimento humano podendo emitir uma decisão e sendo apoiado em
conhecimento justificado, a partir de uma base de informações, semelhante a um
especialista de uma determinada área do conhecimento humano esse projeto é
caracterizado por ser um sistema especialista.
É importante também ser observado que as metodologias disponíveis dos SEs
podem não ser diretas e eficientes, ou seja, o sistema recebendo algum problema
ele tentará encontrar a melhor solução possível de acordo com as suas informações,
mas eventualmente ele poderá não encontrar uma correta solução apresentando
então as explicações da sua conclusão obtida, cabendo ao usuário a decisão de
adotá-la, segundo Turban (2004) existem alguns problemas que frearam a
disseminação comercial dos SEs citando:
• Nem sempre há conhecimento disponível para ser coletado. • O conhecimento especialista é difícil de ser extraído das pessoas. • As abordagens utilizadas pelos especialistas para uma mesma
situação podem ser diferentes, apesar de estarem corretas. • O SE trabalha bem somente dentro de áreas estreitamente delimitas,
como o diagnóstico de mau funcionamento de uma máquina. • A maioria dos sistemas especialistas não tem meios independentes de
verificar se suas conclusões são razoáveis ou se estão corretas. • O vocabulário, ou jargão, que os especialistas usam para expressar
fatos e relações muitas vezes são limitadas e não é compreendido pelos outros.
• É difícil medir as responsabilidades por uma recomendação incorreta feita por um SE. (TURBAN, 2004, p.374)
9
Um sistema especialista deve ser desenvolvido e utilizado pelas empresas sempre
que for necessário um sistema específico de uma área em que os especialistas
dominam, visando o equilíbrio entre os benefícios e custos e conhecendo as
características dos SEs, para saber se atendem a resoluções das dificuldades da
empresa.
Baseado em Stair (2002) é possível observar que os SEs oferecem muitos benefícios
e recurso poderosos, citando um exemplo de um SE chamado XCON que é
frequentemente usado para projetar configurações de sistemas computacionais pois
executa o trabalho superior aos dos humanas, sendo que os SEs podem ser usados
para solucionar dificuldades em todos os campos e disciplinas, mostrando que são
eficientes em ajustar metas estratégicas no planejamento, projeto, controle e no
monitoramento em diagnósticos e na tomada de decisão.
Segundo Rezende (2005) quando um especialista quer tomar uma decisão sobre um
determinado assunto ele o faz a partir de fatos que encontra e de hipóteses que
formula durante o seu processo de raciocínio ele verifica a importância dos fatos
informados e compara-os com as informações acumuladas em seu conhecimento,
neste processo é formuladas novas hipóteses e os novos fatos, mesmo a partir desse
raciocínio o especialista pode não chegar a nenhuma decisão caso os fatos de que
dispõe para aplicar o seu conhecimento prévio não forem suficientes ou então
poderá chegar a uma decisão equivocada, as principais características gerais dos
sistemas especialistas devem ser : a alta performance, tempo de resposta adequado,
alta confiabilidade, explicativo e flexível.
De acordo com Turbam (2004) os sistemas especialistas devem ser inseridos em
domínios conhecidos como “intensivos em conhecimento”, onde o custo de formação
e a escassez dos profissionais com bom desempenho justificam as limitações da
aplicação da técnica, sendo indicados onde a solução depende da avaliação de um
número muito grande de variáveis que podem assumir uma ampla gama de valores.
Uma importante característica dos SEs é que eles precisam ser capazes de operar
em tempo real, ou seja, de explorar vastas quantidades de conhecimento tolerando
entradas de informações erradas, inesperadas ou desconhecidas, processando essas
informações e adequando-as ás suas heurísticas para orientar o usuário de forma
10
eficaz, conseguindo mostrar a melhor conclusão possível, esclarecendo que não é
esperado que o sistema tenha a decisão final, pois, sistemas especialistas são
ferramentas de apoio à decisão, ou seja, contribuem com o usuário para que ele
analise os resultados obtidos para então decidir.
Baseado em Ralph (2002) os SEs possuem várias características e capacidades
incluindo:
• Poder explicar seu raciocínio ou decisões sugeridas : Ele é capaz de
mostrar como e o porquê de o sistema ter chegado a decisão ou solução
mostrada, essa capacidade de explicar seu processo de raciocínio constitui
um dos recursos mais importantes de um SE que deste modo permite a seus
usuários acessar a razão por trás da conclusão.
• Poder exibir um comportamento “inteligente”: Considerando os dados
contidos no sistema ele pode sugerir novas idéias ou abordagens para
resolver o problema.
• Poder esboçar conclusões de relacionamentos complex os: Mesmo
lidando com ruim transmissão de dados, em relacionamentos complexos os
SEs podem concluir ou resolver as dificuldades, propondo que ele é capaz de
trabalhar com um sistema de produção flexível visando apontar a melhor
utilização das ferramentas ou então sugerir formas para melhorar os
procedimentos de controle de qualidade.
• Poder fornecer conhecimento portátil: O SE sendo um software, ele pode
ser desenvolvido de uma maneira adequada para equipamentos portáteis,
facilitando e auxiliando os usuários quando estes precisarem.
• Poder lidar com incertezas: Esse recurso permite ao sistema lidar com o
conhecimento incompleto levando em conta a probabilidade, estatística e
heurística para a solução.
Ainda citando Ralph (2002) é possível observar que existem características dos
sistemas especialistas que limitam a sua utilização sendo elas relacionadas ao custo,
controle de complexidade, destacando também as seguintes:
11
• Não são amplamente usadas ou testadas: Pela complexidade do
desenvolvimento dos SE, e sua adequação em diferentes tipos de áreas não
é possível saber antes do fim de sua criação se o sistema especialista
atenderá adequadamente as necessidades da organização.
• Difíceis de usar: Essa é o maior desafio para criação de um SE, que ele
tenha uma interface amigável para que o usuário final com conhecimento
limitado na área consiga compreender e saber utilizar o sistema, mas,
infelizmente muitos programas especialistas não são capazes disso, trazendo
prejuízo e transtornos aos usuários.
• Não pode lidar prontamente com o conhecimento “mesc lado”: O sistema
especialista é capaz apenas de atender as necessidades para qual foi
desenvolvido sendo limitado a isso, mas o conhecimento pode ser
apresentado por meio de regras definidas, explicando ao usuário que não é
capaz de lidar com aquele caso, pois não tem informações para isso.
• Possibilidade de erro: Sendo a principal fonte do sistema o conhecimento
humano se este for incluído de maneira errada ou incompleta afetará
negativamente nos resultados apresentados pelo sistema, surgindo então
outro problema, pois, o erro poderá causar algum tipo de prejuízo.
• Não pode refinar a sua própria base de conhecimento : Eles não são
capazes de adquirir conhecimento diretamente, sendo preciso uma pessoa
para acrescentar novas informações, aumentando o risco de o sistema
possuir dados repetidos ou contraditórios, afinal poderá haver varias pessoas
modificando o sistema.
• Difícil de manter: Como um especialista humano o SE precisa sempre estar
atualizado, mas para manter esse tipo de renovação continua são utilizados
mecanismos que podem não se adaptar a diferentes condições ou mudanças,
para que isso não ocorra é necessário que no seu desenvolvimento seja
incluído uma maneira para aumentar a sua base de conhecimento de forma
fácil e capaz de lidar com informações contraditórias.
• Levantam questões legais ou éticas: As pessoas que tomam decisões e
ações são legalmente e eticamente responsáveis pelo seu comportamento,
podendo então serem processadas ou punidas por um crime, lembrando
então que os SEs são utilizados para ajudar na tomada de decisão, surge o
12
questionamento quem seria o responsável por um erro fornecido pelo sistema
que provocou algum tipo de prejuízo, essas questões éticas e legais ainda
permanecem sem resposta.
5 BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DOS SISTEMAS ESPECIALIST AS
O modo que é projetado um sistema especialista, faz com que ele possua vantagens
exclusivas, pois e especifico a uma aplicação, sendo capaz de emitir decisões a
partir de uma base de informações e conhecimentos fundamentados, verificando a
importância dos dados expostos.
Sistemas computacionais possuem ainda uma grande vantagem, o fato de não
sofrerem alterações por fatores externos, podendo citar, alterações psicológicas, e a
influencia exercida por outras pessoas, sendo causados principalmente pelas longas
rotinas de trabalho, frutos das novas configurações empresariais, ditadas pelo
mundo globalizado, sendo tais aspectos característicos dos seres humanos.
Apesar de possuírem custos de desenvolvimento e manutenção elevados, pois alem
da necessidade da equipe de desenvolvedores, surge também à necessidade de
haver um profissional no assunto, esse por sua vez e responsável por fornecer
informações primordiais e características da área. De frente a esse fato, a parte
operacional torna-se mais viável economicamente. A pessoa que esta em frente ao
seu manuseio, dispensa a necessidade de ser um profissional qualificado nesse
contexto. O sistema encarrega-se de possuir os conhecimentos específicos e que
realmente levaram a uma tomada de decisão, podendo ainda ser distribuídos em
varias cópias, enquanto que o treinamento de um novo especialista humano pode
ser mais caro e demorado. Dentre outros benefícios oferecidos pelos SEs também
são citados:
• Velocidade na solução dos problemas.
• A decisão é fundamentada em uma base de conhecimento.
• Maior confiança e segurança para a tomada de decisão.
• Integração de ferramentas.
13
• Exige menor número de pessoas para interagir com o sistema.
• Explicação dos seus métodos e das resoluções apresentadas.
6 CLASSIFICAÇÃO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS
Os sistemas especialistas podem ser classificados de acordo com a característica de
seu funcionamento, tal que suas principais são as seguintes: interpretação,
diagnósticos, monitoramento, predição, planejamento, projeto, depuração, reparo,
instrução e controle.
Sistemas de interpretação são sistemas que determinam conclusões ou resultados
através das relações e significados inseridos em seu sistema, mostrando casos e
situações para ajudar o usuário a tomar sua decisão baseado no sucesso desses
casos. Já os de diagnósticos são capazes de detectarem falhas oriundas da
interpretação de dados, eles detectam problemas mascarados por falhas dos
equipamentos ou falhas dos próprios diagnósticos, esses sistemas já vêm embutidos
nos sistemas de interpretação de dados.
Os sistemas de monitoramento têm como função, interpretar as observações de
sinais sobre o comportamento monitorado, ele verifica continuamente um
determinado comportamento em limites pré-estabelecidos, um sinal poderá ser
interpretado de varias maneiras, variando de acordo com os fatos que o sistema
percebe a cada momento e denunciando se algo estiver errado.
Um sistema que permite fazer uma determinação do futuro, ou seja, é capaz de
encontrar uma solução para algum problema através de dados recebidos do
passado ou do presente e baseando-se nessas informações é possível verificar as
tendências do que poderão ocorrer no futuro, esse sistema e classificado como
sistema de predição. O SE é classificado como de planejamento se o sistema for do
tipo que prepara um programa de iniciativas a ser tomado para se atingir um
determinado objetivo, sendo estabelecidas etapas e definidas prioridades, o seu
principio de funcionamento é para solucionar os problemas de maneiras coerentes,
14
sempre estabelecendo o relacionamento entre as metas destes subproblemas e a
meta principal.
A principal função dos sistemas de projetos é serem capazes de justificar a
alternativa utilizada para o projeto final, e de usar justificativas para alternativas
futuras.
Os sistemas de depuração possuem mecanismos para fornecer soluções para o
mau funcionamento provocado por distorções de dados, é feito de maneira
automática verificando as suas partes e as validando se necessário. Os de reparo
são capazes de desenvolver e executar planos para administrar os reparos
verificados na etapa de diagnóstico, esse sistema não é muito utilizado, pois o seu
desenvolvimento é uma tarefa muito complexa.
Sistemas de Instrução são utilizados para verificar e corrigir o comportamento do
aprendizado dos estudantes, normalmente é incorporado como subsistemas sendo
utilizado para diagnóstico e reparo, tomando por base uma descrição hipotética do
conhecimento do aluno, ele são capaz de analisar situações e fornecer explicações
para que o estudante aprenda sobre o assunto e aumente o seu conhecimento até o
nível intelectual do treinamento fornecido pelo sistema.
Sistema que tem como função governar o comportamento geral de outros sistemas
deve interpretar os fatos de uma situação, verificar os dados, e fazer uma predição
do futuro, apresenta diagnósticos de possíveis problemas, e formula as suas
correções, sendo capaz de monitorar o plano de correção e execução do erro para
que o seu objetivo seja alcançado, tais sistemas são denominados como sistemas
de Controle.
7 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DOS SISTEMAS
ESPECIALISTAS
De acordo com Laudon (2001) a construção de um SE é semelhante a dos outros
15
sistemas de informação, sendo que um SE fica em um ambiente muito complexo e de
constante mudança o que poderá causar grandes custos que em poucos anos os
custos de manutenção poderão ser iguais aos de desenvolvimento.
Para a construção de um SE é necessário uma equipe com um ou mais especialistas
que possuem o domínio completo da base de conhecimento, e também um ou mais
engenheiros de conhecimento semelhantes aos tradicionais analistas de sistemas,
sendo responsáveis por extrair o conhecimento de outros profissionais e traduzi-los
em conjuntos de regras compreendidos pela maquina. Os membros da equipe devem
desenvolver um projeto focando a compreensibilidade do sistema e testando os seus
resultados dentro da organização para que alcance o desempenho estabelecido por
eles inicialmente, os SEs devem ser periodicamente revisados de modo a garantir que
disponibilizem o melhor suporte aos tomadores de decisão e aos usuários.
Os SEs além de usarem algoritmos utilizam o raciocínio simbólico e heurística para
solucionar problemas que não tenham sidos pré-definidos, é possível para
implementação de sistemas especialistas a utilização de Shells, sendo esses,
ambientes desenvolvidos para a criação e programação de SEs que oferecem várias
ferramentas e características para o desenvolvimento de alguns SEs, os sistemas
especialistas podem ser desenvolvidos a partir do zero ou de pacotes já existentes de
acordo com às necessidades da organização.
Baseado em Turban (2004) o processo de construção de um SE pode ser dividido em
duas partes, sendo o primeiro, o desenvolvimento do SE quando ele é construído, e o
segundo, o ambiente de consulta, explicação e recomendação aos usuários.
O processo de desenvolvimento começa com o engenheiro do conhecimento obtendo
o conhecimento dos especialistas ou fontes documentais para que estes sejam
programados na base de conhecimento de forma lógica, inicialmente o engenheiro do
conhecimento entrevista uma ou mais autoridades em um campo em particular,
codificando a perícia obtida em alguma forma de representação simbólica, depois
esse conhecimento é transportado para computadores que eletronicamente repete
análises peritas e estratégicas para solução de problemas.
16
O ambiente de consulta inclui o usuário, que compreende o sistema por meio da
interface de usuário para pedir orientação ou recomendações, em geral por meio de
perguntas que ativa o mecanismo de dedução para encontrar soluções
recomendáveis e fornecer explicações de suas escolhas.
Para que um SE seja desenvolvido de forma ideal são necessários vários
componentes destacando os seguintes:
• Rascunho ou Quadro-Negro: É um lugar reservado dentro da memória do
computador para a descrição dos problemas em questão nos quais as
informações armazenadas em um SE são afixadas para que qualquer outro
SE possa usá-lo quando precisar, ele também é usado para gravar resultados
intermediários em um processo de inferência para se chegar à solução
desejada.
• Memória de trabalho: Também conhecida como MT, Representa a área de
trabalho de um SE, na qual são registradas todas as respostas fornecidas
pelo usuário durante as interações realizadas com o sistema, evitando que o
usuário responda as mesmas perguntas mais de uma vez, a MP funciona
como a memória do sistema, e, portanto sua utilização traz vantagens como,
fornecer ao usuário toda a linha de raciocínio correspondente às conclusões
obtidas.
• Base de Conhecimento: Segundo Rezende (2005) a base de conhecimento
também conhecida como BC, contém a descrição do conhecimento
necessário para resolver o problema abordado na aplicação, incluindo
asserções sobre o domínio de conhecimento, regras que descrevem relações
nesse domínio e, em alguns casos, heurísticas e métodos de soluções de
problemas, informalmente, uma BC é conhecida como um conjunto de
representações de ações e acontecimentos do mundo que se baseiam em
diferentes técnicas de representação como: regras de produção, redes
semânticas, frames e lógicas.
• Processador de Linguagem Natural: Por meio de uma interface de
linguagem natural, este módulo é capaz de tornar transparente toda a
complexidade do sistema para o usuário, e compreender as instruções dadas
através do teclado ou voz.
17
• Justificador de Conhecimento: Sua função é a de interagir com o usuário
esclarecendo-o de como o sistema chegou a conclusão mostrada, ou por que
faz determinada pergunta.
• A Interface de usuário: É responsável pela interação do SE e o usuário,
proporcionando a comunicação em ambas as direções e realizando a
intermediação entre a representação interna do SE e a representação mental
do usuário, em geral é apresentado no formato de perguntas e respostas, e
complementados por gráficos, para gerar as recomendações.
• Seqüenciador ou Mecanismo de dedução: Tem a função de escolher
regras que serão selecionadas a partir de fatos e hipóteses existentes, e
determinar a ordem em que essas regras serão aplicadas e avaliadas
fornecendo uma metodologia para a utilização daquele raciocínio.
• Interpretador: Faz a avaliação das regras e dos fatos existentes, para
solucionar os problemas, seu mecanismo normalmente funciona através de
representações lógicas.
• Reforçador de consistência: Verifica a solução final e se esta condiz com as
outras regras existentes na base de conhecimento, ou se existe algum outro
caso similar resolvido para encontrar as melhores conclusões.
Segundo Stair (2002) os sistemas especialistas podem ser desenvolvidos em
qualquer linguagem de programação, inicialmente os SE eram usados em linguagens
tradicionais de alto nível, tais como Pascal, FORTRAN e COBOL, sendo o Lisp umas
das primeiras linguagens desenvolvidas e usadas para a aplicações de IA.
Atualmente existem aplicativos que atuam em conjunto com os SEs para auxiliar as
pessoas que não dominam a programação a desenvolverem ou usarem o SE, por
exemplo, o CLIPS que é um aplicativo para SE que suporta a construção de regras.
Os aplicativos dos SE são utilizados em varias organizações e trazem varias
vantagens em relação às ferramentas e técnicas de programação tradicionais, sendo,
a fácil utilização e modificação e o uso de heurísticas.
18
7.1 SHELL- FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO
A principio, os sistemas especialistas eram desenvolvidos sem muitos fundamentos,
e em geral em LISP, que é uma das mais antigas linguagens de programação de
alto nível existente. Com o tempo foi verificado que tal forma de desenvolvimento
tornou-se insuficiente, surgindo assim uma nova ferramenta para tal finalidade, os
shells.
Um sistema que possibilita a resolução de problemas complexos do cotidiano
organizacional pode possuir centenas de regras para analisar uma premissa, com
isso tal sistema pode ter um custo para desenvolvimento e implantação um pouco
elevado, visando uma maior viabilidade econômica durante a implantação de um
sistema especialista, os shells assumem um papel fundamento em meio a essa
situação, devido o fato dessa ferramenta de desenvolvimento permitir que o criador
do software preocupe-se somente com a representação do conhecimento do
especialista, deixando para a Shell a tarefa de interpretar o conhecimento
representado e executá-lo em uma máquina
Os shells partem do pré-suposto que, sistemas especialistas são constituídos por um
conjunto de regras que eram combinadas com um interpretador, e tal combinação
habilitava a possibilidade de separar o conhecimento especifico abordado pelo
sistema, do restante da aplicação, e com tal separação seria criado um novo sistema
(Shell) para o auxilio no desenvolvimento de novos softwares especialistas, através
da adição de novos conhecimentos, relacionado ao novo problema para que esse
sistema fosse direcionado.
7.1.1 EXPERT SINTA
O Expert Sinta e um shell, ou seja, uma ferramenta computacional que utiliza
técnicas da inteligência artificial para a geração de SEs. Essa ferramenta utiliza-se
de regras e probabilidades para a representação do conhecimento, tendo com
principal objetivo, a simplificação durante o processo de desenvolvimento e
implantação de um programa especialista, por meio de uma maquina de inferência
compartilhada.
19
O expert Sinta possibilita ainda, a construção de tabelas e menus de forma
automática, do tratamento probabilístico das regras de produção e da utilização de
explicações sensíveis ao contexto da base de conhecimento modelada, assim o
usuário respondera a uma seqüência de menus, o sistema encarrega-se de fornecer
uma resposta, levando em consideração a situação informada pelo usuário, podendo
citar somo exemplo, sistemas de diagnósticos médicos e de configuração de redes
de computadores. Na imagem que segue, pose-se visualizar a tela inicial do Shell
Expert Sinta.
Figura 1 – Tela Inicial do Expert Sinta
Fonte: Expert Sinta
Quando e feito uma consulta a um especialista real, o principal objetivo e encontrar
uma resposta para um problema, e assim também é o funcionamento de um sistema
especialista, ou seja, “um especialista virtual”, a diferença e que nesse caso os
problemas são variáveis, e para cada variável e traçado um objetivo para a mesma,
como exemplificado na figura seguinte.
20
Figura 2 – Objetivo das variáveis
Fonte :GSI – DIM.UEM (2007)
Na tela a baixo, pode-se ver a inserção de uma regra para analise das condicionais
de uma pergunta feita ao usuário, aonde todas as condicionais verificadas para se
chegar a um valor lógico, e conseqüentemente a uma resposta.
Figura 3 – Declaração das regas
Fonte : GSI –DIM.UEM (2007)
21
8 DIFERENÇAS ENTRE OS SISTEMAS ESPECIALISTAS E OS
SISTEMAS CONVENCIONAIS
Quando o conhecimento de um software não é representado explicitamente, e o
conhecimento sobre sua aplicação se espalha através do código, de forma lógica
sendo difícil fazer novas complementações, pois para isso seria necessário mudar o
seu algoritmo, esse software é denominado convencional.
Nos programas convencionais o programador deve declarar com exatidão como
utilizará cada dado, todavia, nos SEs os dados são aplicados de forma que podem
ser utilizados sempre quando necessário, podendo solucionar dificuldades que
exijam julgamento do mesmo modo que as pessoas se utilizam em seu trabalho
diário.
Uma importante diferença entre os SEs e os outros tipos de sistemas está
relacionada com a forma em que os dados são organizados, enquanto em sistemas
convencionais os dados são organizados por meio de estrutura de dados, as quais
são intimamente relacionadas com a arquitetura do computador, os SEs são
organizados por meio da representação do conhecimento, que abstrai
completamente os detalhes da máquina onde o conhecimento é processado.
Sistemas Convencionais tem como principal característica, a utilização de soluções
algorítmicas, sendo cada etapa para a sua resolução previamente determinado, ou
seja, quando são aplicados em problemas que envolvem a precisão de cálculos
matemáticos, mostram-se eficazes, apresentando resultados satisfatórios, mas ao
tratar-se de situações mais complexas, aonde uma grande quantidade de
proposições são levantadas e analisadas, esses valores lógicos têm extrema
influencia no resultado final, tais sistemas apresentam certa ineficiência, pois o
conhecimento não é uma ferramenta representada de forma explicita. Esses
programas processam os dados que são inseridos em sua base de dados, e seu
código-fonte possui inúmeras condicionais que analisam os dados levando a um
resultado lógico, porem a lentidão e a incerteza da veracidade do resultado, podem
ser fatores presentes, devido a grande complexidade desses sistemas. Outro
22
problema presente, e a necessidade de alteração em seu código, cada vez que e
detectado o surgimento de um novo fato.
O fato dos sistemas especialistas serem projetados e desenvolvidos para atender
uma aplicação especifica, a quantidade de conhecimento detido pelos mesmos,
equivale a de um profissional da área, ou seja, funciona como um “especialista
humano”, emulando, não só na iteração com o usuário, mas também a verificação e
exposição dos resultados.
Para simplificar modificações, um sistema de gerenciamento de banco de dados pode retirar a descrição de formatos dos procedimentos descritos nos programas e colocá-los em tabelas externas. Assim, ao invés de ler e gravar independentemente os arquivos, os programas que o acessam chamam o gerenciador de banco de dados (SGBD) para fazer as alterações. Dados e formatos serão controlados pelo SGBD sob a direção de uma tabela de descritores separada. Sempre que formatos e unidades variam, somente os descritores mudam; os procedimentos permanecem inalterados. (GERNARO, 1995).
Para que um especialista tome uma decisão sobre um determinado assunto, são
levados em conta, fatos encontrados e a formulação de hipóteses. Os
conhecimentos armazenados durante anos de profissão são referenciados em sua
memória, e os adquiridos recentemente são armazenados. Seguindo esses mesmos
princípios, sistemas especialistas realizam esses processos, e ainda são habilitados
à verificação de novos acontecimentos e formulação de novas proposições,
exercendo influencia no raciocínio. Esses softwares, além de inferir conclusões,
devem ter a capacidade e aquisição de novos conhecimentos e, desse modo,
melhorar seu desempenho e a qualidade e confiabilidade de suas decisões, tendo
uma estreita relação com a inteligência artificial (IA).
9 O PAPEL DOS SISTEMAS ESPECIALISTAS NAS ORGANIZAÇÕ ES
Nas organizações os SEs são importantes para resolver problemas e dificuldades,
beneficiando o usuário final e clientes, economizando tempo solucionando-os de
forma rápida e eficiente. Os SEs oferecem recursos que os outros sistemas não são
capazes de oferecer, eles ajudam a constitui a estrutura de todas as atividades da
23
organização, auxiliando na tomada de decisão e abrangendo também a identificação
de oportunidades no mercado de trabalho, análise dos pontos fortes da organização,
determinação do poder e posição dos concorrentes e compreensão de mão-de-obra
existente que através do planejamento ajudam a alcançar os objetivos corporativos
gerais. De acordo com Stair (2002) os SEs vem sendo utilizado de varias maneiras
nas organizações, exemplos:
• Concessão de crédito: Os bancos utilizam SE para examinarem as suas
aplicações de crédito individual, e através de seus dados históricos tomarem
decisões de financiamento ou empréstimos.
• Gerenciamento e recuperação das informações: Ajudam no
gerenciamento da informação auxiliando neste processo com o uso de
corretores inteligentes, recuperando informações de grandes bancos de
dados ou da internet, auxiliando os gerentes a encontrar os dados e as
informações corretas.
• Layout de fábricas: Foi criado um SE para elabora o layout das fábricas,
auxiliando a empresa a determinar a melhor localização para equipamentos e
instalações de produção chamado FLEXPERT.
• Instalações médicas e hospitalares: Existem SEs que determinam qual a
probabilidade de uma pessoa contrair câncer ou outras doenças. O MYCIN é
um SE, para analisar infecções sanguíneas permitindo que os membros de
uma instituição de saúde obtenham diagnósticos médicos através de
computadores pessoais, ele disponibiliza descrições concisas de condições
clínicas relevantes e suas apresentações, assim como sugestões e
estatísticas.
• Avaliação de desempenho dos empregados: É um sistema especialista
capaz de oferecer consultoria aos gerentes, mostrando através de exames a
desempenho dos empregados e o seu desenvolvimento de carreira.
• Otimização de armazém: É um SE que determina as melhores combinações
de estoques, atendendo também restrições como a atual capacidade de
trabalho do armazém e sua manutenção.
Visando que atualmente existem diversos tipos de sistemas que auxiliam as
24
empresas, deve ser analisado, o que o sistema trará a empresa, seus benefícios e
se atende as suas necessidades antes de adquiri-lo, o SE é uma ótima opção para
as organizações que precisam de sistemas peritos em áreas específicas, podendo
também ser utilizado integrado com outros sistemas o que pode melhorar o
desempenho do sistema, e principalmente o crescimento da organização.
25
10 CONCLUSÃO
O desenvolvimento de um sistema especialista compreende em capturar a
experiência e o conhecimento de especialistas de uma determinada área e emular em
maquinas ou computadores o comportamento dos mesmos.
Um sistema especialista eficiente permite fácil interação com o usuário do sistema,
podendo trazer vantagens para as organizações de vários segmentos,
proporcionando o aumento de produtividade, preservação e disseminação do
conhecimento existente.
Devido a sua intensa utilização comercial, tais sistemas apresentam um escopo
bastante expressivo, proporcionando soluções para diversas áreas distintas do
conhecimento humano, possibilitando auxilio a usuários e especialistas de enumeras
aplicações.
A utilização dos sistemas especialistas permite o aumento do conhecimento para os
seus usuários, os ajudando quando precisam, através de auxilio a tomada de decisão,
treinamentos e conselhos, trazendo benefícios para a organização podendo reduzir
seus custos e funcionários com a adoção desse sistema.
26
11 REFERÊNCIAS 1 LAUDON, Kenneth C.; LAUDON, Jane Price. Gerenciamento de Sistemas de Informação . 3 ed. Rio de Janeiro, 2001. 2 LAUDON, Kenneth C.; LAUDON, Jane Price. Sistemas de Informação . 4. ed. São Paulo: LTC, 1999. 3 TURBAN, Efrain; MCLEAN, Ephraim; WETHERBE, James. Tecnologia da Informação para gestão . 3 ed. Porto Alegre: Bookman, 2004. 4 STAIR, Ralph M.; REYNOLDS, George W. Princípios de Sistemas de Informação . 4 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. 5 REZENDE, Solange O. Sistemas Inteligentes Fundamentos e Aplicações . 1. ed. São Paulo: Manole, 2005. 6 SITES: FÁVERO. Tutorial Sistemas Especialistas . Disponível em: <http://www.din.uem.br/ia/especialistas/index.html>. Acesso em: 23 Abri.2007. GENARO. Como funcionam os Sistemas Especialistas . Disponível em: <http://www.serpro.gov.br/publicacao/tematec/1995/ttec24>. Acesso em: 19 Mar.2007. ABEL. Artigo sobre Sistemas Especialistas . Disponível em: <http://www.ppgia.pucpr.br/~scalabrin/SE_MILTON/SistEspec%20MaraAbel%20mar2002.pdf>. Acesso em: 03 Maio 2007. RABELLO. Inteligência Artificial – Quebrando Paradigmas . Disponível em: <http://www.universia.com.br/html/materia/materia_gdba.html>. Acesso em: 04 Maio 2007. LIMA. Introdução à Inteligência Artificial . Disponível em: < http://www.fei.edu.br/eletrica/rbianchi/ia/ia-fapema.html>. Acesso em: 25 Mar. 2007.
FEIGENBAUM. Estudo sobre à Inteligência Artificial .
Disponível em:
<http://www.citi.pt/educacao_final/trab_final_inteligencia_artificial/ia.html>.
Acesso em: 22 Abr.2007.
GSI. Grupo de Sistemas Inteligentes DIM-UEM . Disponível em: <http://www.din.uem.br/ia/1024x768/ferramen.html>. Acesso em: 22 Abr.2007.
Top Related