Vinterväghållning och expertsystem – en kunskapsöversikt - VTI

2 Expertsystem
2.1 Allmänt
Expertsystem är en del av vad datavärlden kallar för artificiell intelligens (AI). AI
har sitt ursprung långt tillbaka i tiden då man började tänka att den mänskliga
hjärnan arbetade som en maskin. Expertsystem eller kunskapssystem är datorsystem
som försöker att efterlikna mänskliga experters metodik för problemlösning.
Kapitlet är i huvudsak en översikt över expertsystem. Det gör inga anspråk på
att vara heltäckande eller inkludera all den senaste tekniken.
2.1.1 Historisk utveckling
Det var först med datorns tillkomst som dessa tidiga tankar om AI kunde testas.
Under 50-talet utvecklades enkla program för att t.ex. spela dam. År 1958
utvecklade John McCarthy programspråket LISP, list programming, som blev det
dominerande språket för AI-programmering (Russell & Norvig, 1995).
Ett språk eller programspråk för programmering är en typ av program. Språken
består av olika kommandon, regler och algoritmer. Genom att använda dessa
byggstenar tillsammans med egen information kan man bygga program.
Språket LISP är ett symbolspråk. Det är skapat för att hantera logiska resonemang
och symboler. LISP klarar att hantera abstrakta resonemang. I konventionella
språk, t.ex. C, är det inte lika enkelt, även om de kan hantera rekursion. LISP
använder rekursion medan vanliga språk normalt använder iteration för
problemlösning. Ett exempel på rekursion är om programmet söker efter ett värde
på c och upptäcker att värdet på a är nödvändigt för att veta c så börjar programmet
om med samma procedur, men söker efter ett värde på a. Ett exempel på
iteration är att programmet börjar med ett värde, t.ex. a, och gör en beräkning.
Svaret, t.ex. b, används sedan som nytt ingångsvärde. När skillnaden mellan ingångsvärde
och svar är mindre än ett bestämt värde slutar programmet att göra
beräkningar och ger det sista värdet som svar.
LISP program tenderar att bli mycket stora och därför översätts ofta LISPprogram
till konventionella språk för att minska storleken och öka exekveringshastigheten.
Idag har LISP:s kod översatts till modernare språk som C++. Den
mesta programmering, inom expertsystemområdet, som sker idag är i moderna
språk. Anledningen är att språken ger mindre och snabbare program. Dessutom
har dagens programmerare mer utbildning på dessa än på LISP-liknande språk.
Med ökad datorkraft och kunskap gick man vidare och 1968 utvecklades ett
program för diagnostik av blodinfektioner, som heter MYCIN. MYCIN är baserat
på expertintervjuer och inte en teoretisk modell. Programmet fungerade enligt
tester bättre än nyutexaminerade läkare.
Genom att fler och fler expertsystem utvecklades som hanterade verkliga problem,
ökade kraven på att kunskapsrepresentationen i språken skulle vara hanterbar.
Med kunskapsrepresentationen menas den form den från experten inhämtade
kunskapen måste skrivas på för att programspråket ska kunna förstås. I LISP är
det även för experter svårt att skriva om vanlig kunskap till en form som LISP kan
förstå. Ett av de programspråk som utvecklades för att hantera detta är Prolog. Det
är ett språk som bygger på grundläggande logiska resonemang och symbolhantering
och använder bakåtlänkning, se kap. 2.2, för problemlösning. Prolog utvecklades
av fransmannen Alain Colmerauer 1972.
14 VTI meddelande 902