1. el
2012
EDITORAS: MIDORY CHULIM, LOURDES
GALVAN, ITZEL VAZQUEZ
16/11/2012

2. INDICE
I. Carta del
editor…………………………………………………… 3
II. Que son los sistemas
expertos…………………………….. 4
III. Tipos de sistemas
expertos………………………………….. 7
IV. Estructura de los sistemas
expertos……………………..10
V. Ventajas y Limitaciones
de…………………………………….12
Los sistemas expertos
VI. Tareas de un sistema
experto………………………………..13
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3. CARTA DEL EDITOR
E STIMADO LECTOR:
n este artículo es importante destacar que, el tema a desarrollar ha de
tratarse sobre Sistemas Expertos (SE) para demostrar una amplia y
precisa descripción de estos sistemas, los cuales también son conocidos
como Sistemas Basados en Conocimiento. Es bueno mirar hacia
adelante y pensar en el futuro de nuestra tecnología aunque, también
es bueno detenerse y mirar hacia atrás para apreciar cuanto se ha
avanzado.
Trataremos sobre temas de interés para el lector acerca de los ya
mencionados “SISTEMAS EXPERTOS”. Es necesario conocer las
definiciones y características de dichos sistemas, conocer y aplicar
adecuadamente los usos que estos ofrecen al público en general, sus
ventajas y limitaciones, la forma estructurada en la que están creados,
las tareas que son capaces de realizar ya que, conllevan ciertas
características: monitorización, planificación, control, simulaciones,
instrucciones y cómo es posible recuperar informaciones que en algún
determinado descuido, pudieran perderse o formatearse.
Itzel Donaji Vázquez Tuz
Editora en Jefe
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4. ¿QUE SON LOS SISTEMAS EXPERTOS ?
s una aplicación informática SE se basa en el conocimiento
E capaz de solucionar un conjunto declarativo (hechos sobre objetos,
de problemas que exigen un gran situaciones) y el conocimiento de
conocimiento sobre un determinado control (información sobre el
tema. Un sistema experto es un seguimiento de una acción).
conjunto de Para que un sistema
programas que, experto sea
sobre una base de herramienta
conocimientos, efectiva, los
posee información usuarios deben
de uno o más interactuar de una
expertos en un
forma fácil,
área específica. Se reuniendo dos
puede entender capacidades para
como una rama de poder cumplirlo:
la inteligencia artificial, donde el
poder de resolución de un problema Explicar sus razonamientos o base
en un programa de computadora del conocimiento: los sistemas
viene del conocimiento de un expertos se deben realizar siguiendo
dominio específico. Estos sistemas ciertas reglas o pasos comprensibles
imitan las actividades de un de manera que se pueda generar la
humano para resolver problemas de explicación para cada una de estas
distinta índole (no necesariamente reglas, que a la vez se basan en
tiene que ser de inteligencia hechos.
artificial). También se dice que un
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5. Adquisición de nuevos Debido a esto en la actualidad se
conocimientos o integrador del están mezclando diferentes técnicas
sistema: son o aplicaciones
mecanismos de aprovechando
razonamiento las ventajas que
que sirven para cada una de
modificar los estas ofrece
conocimientos para poder
anteriores. Sobre tener empresas
la base de lo más seguras.
anterior se puede Un ejemplo de
decir que los estas técnicas
sistemas sería los
expertos son el agentes que
producto de tienen la
investigaciones en el campo de la capacidad de negociar y navegar a
inteligencia artificial ya que ésta no través de recursos en línea; y es por
intenta sustituir a los expertos eso que en la actualidad juega un
humanos, sino que se desea papel preponderante en los sistemas
ayudarlos a realizar con más expertos.
rapidez y eficacia todas las tareas
que realiza.
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6. P rincipalmente existen tres
tipos de sistemas expertos:
soluciones de problemas anteriores.
Un mecánico de automóviles que
repara un motor porque recordó
 Basados en reglas
que otro auto presentaba los mismos
previamente establecidas.
síntomas está usando razonamiento
Trabajan mediante la aplicación de basado en casos. Un abogado que
reglas, comparación de resultados y apela a precedentes legales para
aplicación de las nuevas reglas defender alguna causa está usando
basadas en situación modificada. razonamiento basado en casos.
También pueden trabajar por También un ingeniero cuando copia
inferencia lógica dirigida, bien elementos de la naturaleza, está
empezando con una evidencia tratando a esta como una “base de
inicial en una determinada situación datos de soluciones”. El
y dirigiéndose hacia la obtención de Razonamiento basado en casos es
una solución, o bien una manera de razonar haciendo
con hipótesis sobre las posibles analogías. Se ha argumentado que el
soluciones y volviendo hacia atrás razonamiento basado en casos no
para encontrar una evidencia sólo es un método poderoso para el
existente (o una deducción de una razonamiento de computadoras,
evidencia existente) que apoye una sino que es usado por las personas
hipótesis en particular. para solucionar problemas
cotidianos. Más radicalmente se ha
Este sistema ilustra la solución
sostenido que todo razonamiento es
común de resolver problemas en
basado en casos porque está basado
Inteligencia Artificial (IA)
en la experiencia previa
de generación y prueba.
 Basados en redes bayesianas.
 Basados en casos o CBR (Case
Es un modelo probabilístico
Based Reasoning).
es el proceso de solucionar nuevos Multivariado que relaciona
problemas basándose en las un conjunto de variables
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7. aleatorias mediante la estimación de probabilidades ante
un grafo dirigido que indica nuevas evidencias1 .
explícitamente influencia causal. Una red bayesiana es un tipo de red
Gracias a su motor de actualización causal. Un híbrido de red bayesiana
de probabilidades, el Teorema de y Teoría de la Utilidad es un
Bayes, las redes bayesianas son una diagrama de influencia
herramienta extremadamente útil en
.
RED BAYESIANA
RED BASADA EN
CASOS
7

8. 8

9. U n Sistema
Experto está
conformado
por:
 Base de conocimientos (BC): conocimiento atómico. En
Contiene conocimiento modelado consecuencia la deducción clásica
extraído del diálogo con un puede ser utilizada para razonar
experto. Provee los medios para la sobre el conocimiento en la base de
recolección, organización conocimiento. Este tipo de bases de
y recuperación computarizada conocimiento son utilizadas por
de conocimiento. Las bases de la Web semántica
conocimiento se han clasificado en
Bases de conocimiento leíbles por
dos grandes tipos:
Humanos están diseñadas para
Bases de conocimiento leíbles por permitir a las personas acceder al
máquinas, diseñadas para conocimiento que ellas contienen,
almacenar conocimiento en una principalmente para propósitos de
forma legible por el computador, aprendizaje. Estas son comúnmente
usualmente con el fin de obtener usadas para obtener y manejar
razonamiento deductivo automático conocimiento explicito de las
aplicado a ellas. Contienen una serie organizaciones, incluyen
de datos, usualmente en la forma de artículos, White papers, manuales
reglas que describen el de usuario y otros. El principal
conocimiento de manera beneficio que proveen las bases de
lógicamente consistente. conocimiento es proporcionar
Operadores lógicos medios de descubrir soluciones a
como Y(conjunción), O (disyunción) problemas ya resueltos, los cuales
, condición lógica y negación son podrían ser aplicados como base a
utilizada para aumentarla desde el
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10. otros problemas dentro o fuera del mismo área de conocimiento.
 Base de de razonamiento  Interfaz de usuario:
hechos (Memoria de humano. es la interacción
trabajo): contiene los  Módulos de entre el SE y el
hechos sobre un justificación: Explica usuario, y se realiza
problema que se ha el razonamiento mediante el lenguaje
descubierto durante utilizado por el natural.
el análisis. sistema para llegar a
 Motor de inferencia: una determinada
Modela el proceso conclusión.
experto) no envejece, y por tanto no
Ventajas sufre pérdida de facultades con el
paso del tiempo.
P Ermanencia: A diferencia de un
experto humano un SE (sistema  Replicación: Una vez programado
un SE lo podemos replicar
infinidad de veces.
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11.  Rapidez: Un SE puede obtener  Entornos peligrosos: Un SE puede
información de una base de datos y trabajar en entornos peligrosos o
realizar cálculos numéricos mucho dañinos para el ser humano.
más rápido que cualquier ser  Fiabilidad: Los SE no se ven
humano. afectados por condiciones externas,
 un humano sí (cansancio, presión,
etc.).
Consolidar
varios
conocimient
Bajo costo: A os.
pesar de que
el costo inicial  Apoyo
pueda ser Académi
elevado, co.
gracias a la
capacidad de
duplicación el
coste
finalmente es
bajo.
1. Limitaciones
 Sentido común: Para un Sistema
Experto no hay nada obvio. Por
 ejemplo, un sistema experto sobre  Capacidad de aprendizaje:
medicina podría admitir que un Cualquier persona aprende con
hombre lleva 40 meses relativa facilidad de sus errores y
embarazado, a no ser que se de errores ajenos, que un SE haga
especifique que esto no es posible esto es muy complicado.
ya que un hombre no puede gestar  Perspectiva global: Un experto
hijos. humano es capaz de distinguir
 Lenguaje natural: Con un experto cuales son las cuestiones relevantes
humano podemos mantener una de un problema y separarlas de
conversación informal mientras que cuestiones secundarias.
con un SE no podemos.
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12.  Capacidad sensorial: Un SE carece Conocimiento no estructurado:
de sentidos. Un SE no es capaz de manejar
 Flexibilidad: Un humano es conocimiento poco
sumamente flexible a la hora de estructurado.
aceptar datos para la resolución de
un problema.
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13. Tareas de un Sistema
Operativo
MONOTORIZACION
PLANIFI-CACION
CONTROL
DISEÑO
INSTRUCCION
RECUPERACION DE
INFORMACION
SIMULACION
comparación
L
Monito
rizació continua de los
n valores de las
a señales o datos de
monitorización es un entrada y unos
caso particular de la valores que actúan
interpretación, y como criterios de
consiste en la normalidad o
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14. estándares. En el campo del conocidas de antemano o se pueden
mantenimiento predictivo los generar automáticamente
Sistemas Expertos se utilizan probándose distintos diseños para
fundamentalmente como verificar cuáles de ellos cumplen los
herramientas de diagnóstico. Se requerimientos solicitados por el
trata de que el programa pueda usuario, ésta técnica es llamada
determinar en cada momento el “generación y prueba”, por lo tanto
estado de funcionamiento de estos SE son llamados de selección.
sistemas complejos, anticipándose a En áreas de aplicación, la prueba se
los posibles incidentes que pudieran termina cuando se encuentra la
acontecer. Así, usando un modelo primera solución; sin embargo,
computacional del razonamiento de existen problemas más complejos en
un experto humano, proporciona los los que el objetivo es encontrar la
mismos resultados que alcanzaría solución óptima.
dicho experto.
Planificación
Diseño La planificación es la realización de
Diseño es el proceso de especificar planes o secuencias de acciones y es
una descripción de un artefacto que un caso particular de la simulación.
satisface varias características desde Está compuesto por un simulador y
un número de fuentes de un sistema de control. El efecto final
conocimiento. es la ordenación de un conjunto de
acciones con el fin de conseguir un
El diseño se concibe de distintas
objetivo global.
formas:
Los problemas que presentan la
 El diseño en ingeniería es el uso planificación mediante SE son los
de principios científicos, siguientes:
información técnica e
imaginación en la definición de  Existen consecuencias no
una estructura mecánica, previsibles, de forma que hay
máquina o sistema que ejecute que explorar y explicar varios
funciones específicas con el planes.
máximo de economía y  Existen muchas consideraciones
eficiencia. que deben ser valoradas o
 El diseño industrial busca incluirles un factor de peso.
rectificar las omisiones de la  Suelen existir interacciones entre
ingeniería, es un intento planes de subobjetivos diversos,
consciente de traer forma y por lo que deben elegirse
orden visual a la ingeniería de soluciones de compromiso.
hardware donde la tecnología no  Trabajo frecuente con
provee estas características. incertidumbre, pues
Los SE en diseño ven este proceso la mayoría de los
como un problema de búsqueda de datos con los que se
una solución óptima o adecuada. trabaja son más o
Las soluciones alternas pueden ser
14

15. menos probables pero no Simulación
seguros. La simulación es una técnica que
 Es necesario hacer uso de fuentes consistente en crear modelos
diversas tales como bases de basados en hechos, observaciones e
datos. interpretaciones sobre la
computadora, a fin de estudiar el
comportamiento de los mismos
Control mediante la observación de las
Un sistema de control participa en la salidas para un conjunto de
realización de las tareas de entradas. Las técnicas tradicionales
interpretación, diagnóstico y de simulación requieren modelos
reparación de forma secuencial. Con matemáticos y lógicos, que
ello se consigue conducir o guiar un describen el comportamiento del
proceso o sistema. Los sistemas de sistema bajo estudio.
control son complejos debido al El empleo de los SE para la
número de funciones que deben simulación viene motivado por la
manejar y el gran número de principal característica de los SE,
factores que deben considerar; esta que es su capacidad para la
complejidad creciente es otra de las simulación del razonamiento de un
razones que apuntan al uso del experto humano, que es un proceso
conocimiento, y por tanto de los SE. complejo.
Cabe aclarar que los sistemas de En la aplicación de los SE para
control pueden ser en lazo abierto, si simulación hay que diferenciar cinco
en el mismo la realimentación o el configuraciones posibles:
paso de un proceso a otro lo realiza
el operador, o en lazo cerrado si no 1. Un SE puede disponer de un
tiene que intervenir el operador en simulador con el fin de
ninguna parte del mismo. comprobar las soluciones y
Reparación, correcta o terapia. en su caso rectificar el
La reparación, corrección, terapia o proceso que sigue.
tratamiento consiste en la 2. Un sistema de simulación
proposición de las acciones puede contener como parte
correctoras necesarias para la del mismo a un SE y por lo
resolución de un problema. Los SE tanto el SE no tiene que ser
en reparación tienen que cumplir necesariamente de
diversos objetivos, como son: sim
Reparación lo más rápida y ula
económicamente posible. Orden de ció
las reparaciones cuando hay que n.
realizar varias. Evitar los efectos 3. Un
secundarios de la reparación, es SE
decir la aparición de nuevas averías pue
por la reparación. de
con
trol
15

16. ar un proceso de simulación, éstos últimos sólo son capaces de
es decir que el modelo está recuperar lo que existe
en la base de conocimiento explícitamente, mientras que un
del SE y su evolución es Sistema Experto debe ser capaz de
función de la base de hechos, generar información no explícita,
la base de conocimientos y el razonando con los elementos que se
motor de inferencia, y no de le dan. Pero la capacidad de los SE
un conjunto de ecuaciones en el ámbito de la recuperación de la
aritmético – lógicas. información no se limita a la
4. Un SE puede utilizarse como recuperación. Pueden utilizarse para
consejero del usuario y del ayudar al usuario, en selección de
sistema de simulación. recursos de información, en filtrado
5. Un SE puede utilizarse como de respuestas, etc. Un SE puede
máscara o sistema frontal de actuar como un intermediario
un simulador con el fin de inteligente que guía y apoya el
que el usuario reciba trabajo del usuario final.
explicación y justificación de
los procesos.
Instrucción
Un sistema de instrucción realizara
un seguimiento del proceso de
aprendizaje. El sistema detecta
errores ya sea de una persona con
conocimientos e identifica el
remedio adecuado, es decir,
desarrolla un plan de enseñanza que
facilita el proceso de aprendizaje y
la corrección de errores.
Recuperación de información
Los Sistemas Expertos, con su
capacidad para combinar
información y reglas de actuación,
han sido vistos como una de las
posibles soluciones al tratamiento y
recuperación de información, no
sólo documental. La década de 1980
fue prolija en investigación y
publicaciones sobre experimentos
de este orden, interés que continua
en la actualidad.
Lo que diferencia a estos sistemas
de un sistema tradicional de
recuperación de información es que
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17. 17