[AI] 002. 전문가 시스템 - 규칙기반 전문가 시스템, 퍼지규칙

지식이란?

어떤 주제나 분야에 대해 이론적으로 혹은 실제로 이해하는 것

 

전문가란?

특정 도메인에 대해 해박한 지식과 풍부한 경험을 쌓은 사람 but 도메인의 범위는 제한적이다. 

 

전문가 시스템(Expert Systems)은

좁은 문제 영역에서 전문가 수준으로 동작할 수 있는 유능한 컴퓨터 프로그램을 의미한다. 

가장 인기 있는 전문가 시스템은 규칙기반 전문가 시스템

모든 사용자는 지식을 규칙 형식으로 추가하고, 문제를 풀기 위해 필요한 데이터를 제공해야한다. 

AI에서 규칙이란?

- AI에서 규칙은 지식을 표현하는 가장 일반적인 방법

- 규칙은 문제를 어떻게 풀 것인지에 대한 설명을 제공한다. 

- IF-THEN 형식으로 표현한 문장이다. 

- 생성 규칙이라고도 부른다. 

 

규칙의 문법 

IF = 전건 = 전제(Promise) = 조건(Condition) 

THEN = 후건 = 결론(Conclusion) = 행동(Action)

 

IF          '신호등'이 녹색이다. 

THEN   길을 건넌다.

 

객체 : 신호등 / 값 : 녹색 / 연산자 : ~이다.

 

 

 

규칙기반 전문가 시스템

 

규칙기반 전문가 시스템의 기본구조

 

 

▶ 기반 지식 (knowledge base)

     - 문제 해결에 필요한 특정 분야에 관한 지식 

     - 규칙(IF-THEN)의 집합으로 표현 

     - 규칙의 조건부분을 만족하면 규칙이 점화되고 행동부분을 실행한다.

 

▶ 데이터 베이스 (database)

    - 기반 지식에 저장된 규칙의 IF(조건)과 비교할 때 사용하는 사실들의 집합

 

▶ 추론 엔진 (inference engine)

    - 전문가 시스템이 해를 구할 수 있도록 추론 역할을 담당

    - 기반 지식에 주어진 규칙들을 데이터베이스에 있는 사실과 연결

 

* 추론 사슬 : 결론에 이르기 위해 규칙을 어떻게 적용했는지 

 

▶ 해설 설비 (explanation facilities)

    - 사용자에게 전문가 시스템이 어떻게 특정 결론에 이르렀는지, 왜 특정 사실이 필요한지 설명

    - 전문가 시스템은 자신의 추론 과정을 설명하고, 결론의 타당성을 밝힐 수 있어야한다. 

 

▶ 사용자 인터페이스 (user interface)

    - 문제의 답을 찾고 싶어하는 사용자와 전문가 시스템 간의 통신 수단 

 

 

전문가 시스템의 장점 

 - IF-THEN 생성규칙을 통한 자연스러운 지식 표현 

 - 통일된 구조 (생성규칙)

 - 지식과 과정의 분리 (기반지식 - 추론 엔진)

 - 불완전하고 불확실한 지식 표현 및 추론 가능

 

전문가 시스템의 단점 

 - 규칙 간의 불분명한 관계 (계층적인 지식 표현 불가능)

 - 비효율적인 탐색 전략 (매번 규칙 집합 전체를 탐색)

 - 경험을 통한 학습이 불가능

 

 

 

퍼지 논리 

모호한 대상을 다루는 논리 (온도, 높이, 빠르기, 거리 등)

 

퍼지 집합론 

원소가 퍼지 집합에 어느 정도 속한다로 표현

명제는 참,거짓이 아닌 [0,1] 범위의 실수값으로 표현