Získavanie znalostí


Úvod

Pod získavaním znalostí sa rozumie proces inkrementálneho návrhu spôsobu usudzovania a následného rozširovania BZ o nové znalosti získané komunikáciou s expertom, s následným overovaním ich vzájomnej interakcie za účelom dosiahnutia požadovaného správania sa vytváraného systému.

V minulosti sa častokrát pristupovalo k etape získavania, formalizácie a reprezentácie znalostí ad-hoc prístupmi. Takýto prístup však zvyčajne nevedie k požadovaným výsledkom, prípadne k výsledkom zodpovedajúcim vynaloženému úsiliu znalostného inžiniera (ZI). Z tohoto dôvodu v súčasnosti existujú silné snahy vypracovať metodológiu, o ktorú by sa ZI v procese získavania znalostí mohol oprieť.

Proces získavania znalostí možno rozlišovať podľa toho, či je tento proces

Ďalej sa pri rôznych prístupoch rozlišuje, či je odvodzovací mechanizmus daný, alebo sa vytvára spolu s bázou znalostí (automaticky, resp. manuálne).

V súčasných trendoch získavania znalostí proti sebe vystupujú dve tendencie: použitie špeciálnych programových balíkov, ktoré umožňujú priamo expertovi vytvárať BZ, alebo využitie ZI pre tvorbu BZ. Vo väčšine vytváraných aplikácií v súčasnosti predstavuje ZI hlavnú súčasť tohoto procesu. Argumenty, ktorými sa takýto prístup zdôvodňuje, možno zhrnúť nasledovne:

Na druhom póle týchto názorov stojí tendencia automatizovať proces tvorby aplikácií poskytnutím vhodných podporných prostriedkov expertom, ktoré im umožnia priame plnenie BZ a vytváranie aplikácie ZS. Argumenty pre takýto prístup možno zhrnúť takto: Domnievame sa, že argumenty proti vylúčeniu ZS z procesu vývoja ZS sú veľmi závažné. Tento náš názor podporuje i skutočnosť, že v praxi sa zatiaľ používajú podporné prostredia podporujúce priamu tvorbu aplikácie expertom iba veľmi zriedka, hoci je niekoľko takýchto prostredí dostupných (napr. AQUINAS, ETS, STUDENT, TEIRESIAS).

Ďalším aspektom významnou mierou ovplyvňujúcim získavanie znalostí je počet expertov podieľajúcich na vývoji aplikácie ZS. V takom prípade sa zvyšujú nároky na získavanie znalostí, predovšetkým potrebou zhrnúť často i veľmi rozdielne informácie získané od rôznych expertov.

Existujúce prostredia neposkytujú dostatočnú podporu takémuto prístupu. Náročnosť získavania znalostí a práce ZI (a z toho vyplývajúcich problémou s automatizáciou tohoto procesu) možno ilustrovať nasledovnými skutočnosťami (Liebowitz,1991):

Celý proces získavania znalostí je založený na intenzívnej spolupráci znalostného inžiniera s expertom, resp. skupinou expertov. Počas tejto spolupráce expert získava základné informácie o problémovej oblasti, vytvára štruktúru znalostí, ktoré sa budú pri riešení problému využívať a vytvára model riešenia problému.


Pravidlá pre spoluprácu znalostného inžiniera s expertom

Celý proces získavania znalostí je založený na intenzívnej spolupráci znalostného inžiniera s expertom, resp. skupinou expertov. Počas tejto spolupráce expert získava základné informácie o problémovej oblasti, vytvára štruktúru znalostí, ktoré sa budú pri riešení problému využívať a vytvára model riešenia problému.

Keďže expert (experti) a ZI majú pracovať ako jeden tím, je vhodné na začiatku vysvetliť úlohy jednotlivých členov tímu. ZS by mal experta oboznámiť s jeho úlohou v procese vývoja apilácie ZS. Rovnako by ho mal oboznámiť so svojou úlohou a s prostriedkami, ktoré technológia ZS poskytuje, rovnako ako so základmi znalostného inžinierstva. Takýto prístup umožňí odstrániť možné nezhody a expert viac chápe, čo vlastne od neho ZI vyžaduje a prečo to vyžaduje.

Je veľmi dobré, keď sa hneď na začiatku projektu podarí experta osobne zainteresovať na projekte. V tomto prípade nepristupuje expert k projektu pasívne, ale pokladá ho aj za svoj produkt (v aplikácii bude i niečo z experta). Osobné zainteresovanie na projekte ústi k aktívnemu prístupu experta k vývoju aplikácie. Expert sám hľadá najlepšie vyjadrenie svojich znalostí, ich štruktúru a použitie v procese riešenia problému.

Proces spolupráce ZI s expertom nie je proces náhodných stretnutí a neformálnych diskusií. Tento proces má svoje pravidlá a musí mať aj harmonogram. Prvé stretnutie by malo byť oboznamovacie, kde sa expert oboznámi s úlohami ZI a ZI sa informatívne oboznámi s problémovou oblasťou. Každé dalšie stretnutie experta so ZI musí byť vopred starostlivo pripravené. Je vhodné, ak ZI vopred informuje experta o jeho programe, aby sa tento mohol na stretnutie pripraviť. Stretnutia je vhodné viesť v neformálnej atmosfére, najlepšie mimo pracovísk všetkých zainteresovaných.

Pri práci s expertom musí byť ZI trpezlivý. Expert totiž nie vždy vie vyjadriť v zrozumiteľnej forme znalosti, ktoré v danej chvíli využil. Je vhodné zmeniť prístup a snažiť sa k týmto znalostiam dostať iným spôsobom.

Pri komunikácii s expertom je najlepšie zaznamenávať priebeh konzultácie na magnetofónovú pásku, ak s tým expert súhlasí. Takýmto prístupom sa možno vyhnúť prípadnej následnej dezinterpretácii informácií získaných od experta. Rovnako možno tento záznam veľmi výhodne využiť pri následnom prepise znalostí a ich analýze a interpretácii.

Expert musí mať čo najrýchlejšiu väzbu na znalosti, ktoré ZI od neho získava. Je vhodné, ak na nasledujúcom stretnutí ZI s expertom stručne prediskutujú uzávery predchádzajúceho stretnutia a expert má k dispozícii prepis získaných znalostí vo forme blízkej prirodzenému jazyku. Vhodným prístupom je i bezprostredné zakomponovanie získaných informácií do vytváranej aplikácie a demonštrácia využitia týchto znalostí. Takýmto urýchlením cyklu "získavanie znalostí, plnenie B Z, správanie sa systému" možno odhaľovať nekonzistencie v BZ už v začiatkoch.

Nekonečné otázky nedávajúce pre experta zmysel môžu viesť k jeho rezignácii, prípadne k jeho podráždenosti na pre neho triviálne a nezmyselné otázky. Existuje niekoľko odporúčaní, ako pracovať s expertom aby sa ZI vyhol takýmto stavom.

  1. neustála obmena metód získavania znalostí. Takýto prístup poskytuje expertovi väčšiu flexibilitu pri objasňovaní jeho spôsobu usudzovania, uzáverov a využívaných znalostí
  2. dĺžka stretnutia experta so ZI by nemala presiahnuť 2 hodiny.
  3. je vhodné, ak sa na stretnutí s expertom zúčastňujú aspoň dvaja znalostní inžinieri. Ak sa na stretnutí zúčastňuje viacero ZI, expert môže reagovať na podnety viacerých ľudí na rozdiel od neustáleho kontaktu s tou istou osobou.
  4. stretnutia s expertom by mali prebiehať mimo pracovní. Prostredie reštaurácie poskytuje možnosť uvolnenia a tým i lepšej komunikácie.
  5. nech expert vysvetľuje spočiatku svoj spôsob uvažovania na základe viacerých typických a pre neho dobre známych prpblémov. Tento spôsob umožňí lepšie si zvyknúť na komunikáciu so ZI. Neskôr možno začať analyzovať i zložité problémy.
  6. experta nemožno nútiť vyjadrovať svoje znalosti v istej predpísanej forme (napr. ako IF-THEN pravidlá). Tento spôsob vyjadrovania znalostí nemusí zodpovedať štruktúre znalostí, akú používa expert a môže experta zaťažovať tak, že mu neumožní sústrediť sa na dôležité problémy a aspekty svojho usudzovania. ZI by mal sledovať, a až neskôr určiť najlepší spôsob reprezentácie znalostí, ktoré získal.
  7. expertovi je vhodné hneď na začiatku ukázať, ako pracuje nejaká už existujúca aplikácia ZS. Expert si takto môže lepšie predstaviť prácu ZS a nepozerá na ZS ako na systém jemu nič nevraviacich komponentov.
  8. je vhodné expertovi ukázať, že stretnutia so ZI nie sú pre neho strateným časom. Je preto vhodné poskytnúť expertovi výsledkky predchádzajúcich stretnutí a taktiež demonštrovať vyvíjanú aplikáciu tak ako sa vyvíja. Tento prístup však skrýva riziko, že sa expert k vytváranej aplikácii dostane "príliš skoro". Ak aplikácia obsahuje príliš málo znalostí, tzn. jej schopnosti sú minimálne, expert môže nadobudnúť dojem, že je príliš triviálna a jej vývoj nemá zmysel.
  9. expert musí nadobudnúť pocit spoluvlastníctva vytváranej aplikácie. Jeden zo spôsobov je zobrazovanie mena experta (konzultanta) v hlavičke aplikácie, prípadne doplnenie údajov o zdroji k jednotlivým znalostiam v BZ.
  10. expert nemôže mať pocit, že ZI berie všetok jeho voľný čas. Preto je vhodné, ak expert vykonáva svoju bežnú prácu a popri tom sa stretáva so ZI. Stretnutia so ZI nemôžu byť hlavnou pracovnou náplňou ezxperta.
  11. každá hodina stretnutia s expertom zodpovedá ďalším štyrom hodinám práce ZI. Túto skutočnosť treba zohľadniť pri určovaní stretnutí s expertom. Pri príliš častých stretnutiach by mohol byť ZI nedostatočne pripravený, čo môže mať nepriaznivý vplyv na psychiku experta.
Konečnou úlohou znalostného inžiniera pri spolupráci s expertom je transformácia znalostí získaných od experta do štruktúry pojmov a abstrakcií a vzťahov medzi nimi, ktoré budú reprezentované v báze znalostí vo vytváranej aplikácii. Pre úspešnú realizáciu takejto transformácie je taktiež vhodné dodrživať určité zásady o spôsobe vytvárania obrazu expertových znalostí.

Prístupy k získavaniu informácií o riešenom probléme

Nezávisle od použitej metódy tvorby ZS a na nej závislej metodológii získavania znalostí, treba pristúpiť k získavaniu poznatkov z danej problémovej oblasti. Tieto poznatky budú vstupom pre ďalšie etapy, v ktorých sa potom ďalej spracúvajú a definuje sa ich úloha v procese riešenia problémov. Jednotlivé prístupy ovplyvňujú iba to, či sú získavané poznatky o celej problémovej oblasti (viacetapový prístup), alebo sa poznatky získavajú inkrementálnym spôsobom (rýchle prototypovanie). Tieto získavané informácie môžu mať rôzny charakter a možno ich získať z rôznych zdrojov.

Určitá časť z potrebných informácií (údajov) je dostupná v písomnej forme (učebnice, články atď.), alebo priamo vo forme spracovateľnej počítačom. Žiaľ väčšina pre tvorbu ZS potrebných údajov nie je dostupná v takejto forme. Preto ZI musí v etape identifikácie problému nazhromaždiť potrebné informácie zo všetkých dostupných zdrojov, zväčša v rozličných formách. Pri získavaní informácií pre následnú analýzu možno tieto informácie začleniť do viacerých druhov.

Najčastejšie sú používané verbálne informácie. Súvisí to s tým, že prirodzený jazyk je najjednoduchší a najflexibilnejší prostriedok pre vyjadrovanie znalostí a vedomostí. Výsledkom dialógov medzi ZI a expertami sú informácie práve tohoto druhu.

Medzi informácie grafickeho typu patria grafy, diagramy, náčrtky, technické plány atď. Grafické informácie sa v značnom rozsahu používajú pri vyjadrovaní štrukturálnych a organizačných aspektov analyzovaného problémového prostredia. Výhoda grafických informácií v porovnaní s verbálnymi nespočíva iba v tom, že grafické informácie umožňujú explicitne vyjadrovať organizáciu alebo štruktúru (toto možno i pomocou prirodzeného jazyka). Výhodou je skutočnosť, že abstrakcie sa ľahšie vytvárajú z dvojrozmernej štruktúry (grafické informácie) ako z jednorozmernej (verbálne informácie).

Informácie o pozorovaniach predstavujú záznamy o udalostiach a akciách (správaní sa) v problémovom prostredí. Používajú sa najmä vtedy, ak verbálne informácie nie sú postačujúce pre opis požadovaného správania sa vytváraného systému.

Kvantitatívne informácie zahŕňajú informácie o objektoch, vzťahoch medzi nimi a o spoľahlivosti informácií o problémovej oblasti. Zväčša sa získavajú pozorovaním experta pri identifikácii a porovnávaní objektov, ako i priamymi dotazmi na jeho dôveru k istým skupinám znalostí.

Na získavanie znalostí z danej problémovej oblasti sa využíva viacero techník. Rôzne techniky umožňujú získavať rôzne typy informácií. Prehľad najpoužívanejších techník pre získavanie poznatkov je uvedený v tabuľke.

     ===================================================================
     =        Metóda               =  Typ získavaných informácií       =
     ===================================================================
     =  Orientačné interview       =  fakty                            =
     =  Štruktúrované interview    =  pojmy, modely                    =
     =  Voľné asociácie            =  vzťahy medzi znalosťami          =
     =  Monitorovanie              =  globálne stratégie               =
     =  Komentovanie postupu       =  odvodzovacie stratégie           =
     =  Dialóg medzi používateľom  =  interakcie medzi znalosťami a    =
     =         a expertom          =         spôsob komunikácie s      =
     =                             =         používateľom              =
     =  Spätná analýza             =  dodatočné overovanie údajov      =
     =  Triedenie a ohodnocovanie  =  štruktúty pojmov, problémov a    =
     =                             =         riešení                   =
     ===================================================================
Základnou otázkou pri každom spôsobe získavania informácií je, či sú získané údaje spoľahlivé a platné. Pod spoľahlivostou rozumieme, či opätovný proces získavania informácií bude viesť k získaniu rovnakých (identických) informácií. Platnosť určuje stupeň, do ktorého zhromaždené informácie pokrývajú analyzovaný fenomén (problémovú oblasť). Platnosť získavaných údajov súvisí so stupňom zapojenia získavaných informácií do procesu riešenia problémov.

I keď sú získavané informácie spoľahlivé a platné, môže byť stále neúplné. Neúplnosť je vlastnosťou verbálnych informácií. Niektoré informácie môžu byť i pre experta "neviditeľné". V praxi to znamená, že v procese riešenia problému sú viditeľné iba určité medzistavy, nie súvislá postupnosť odvodzovania. Tento fakt je spojený so skutočnosťou, že spôsob riešenia vlastný expertom sa vyznačuje vysokým stupňom automatizovaného odvodzovania. Tieto medzery však možno zaplniť "racionálnou rekonštrukciou" procesu riešenia vzhľadom na to, že vo väčšine prípadov je dostatok konkrétnych informácií o priebehu riešenia problému.

Jedným z dôvodov neúplnosti informácií je nedostupnosť niektorých procedúr odvodzovania. Ďalším z dôvodov je nemožnosť vyjadrenia týchto informácií, napr. z dôvodov rôznych ohraničení. Pri "rozmýšľaní nahlas" môže expert rozmýšľať rýchlejšie, ako je schopný svoje myšlienky vyjadrovať. Ďalším faktorom je, že mnohé informácie a znalosti treba zložitým spôsobom transformovať predtým, ako ich možno vyjadriť v prirodzenom jazyku, alebo v inej forme.

Snaha o odstránenie neúplnosti informácií môže v krajnom prípade viesť k neplatnosti získaných informácií. Ak ZI vyžaduje od experta informácie, ktoré tento nevie vyjadriť, expert môže zo slušnosti odpovedať ("lepšia zlá odpoveď ako žiadna") a dodá neplatné informácie.

Interview

Pomocou interview sa získava najviac informácií. Pod pojmom interview sa pri získavaní informácií myslí viac ako kladenie správnych otázok správnym spôsobom. Interview predstavuje neformálny dialóg vedený znalostným inžinierom. Vyžaduje však zo strany znalostného inžiniera starostlivú prípravu jeho scénara, ktorý určuje, aká časť problémovej oblasti bude na stretnutí s expertom analyzovaná. Počas interview treba viesť starostlivý záznam jeho priebehu. Znalosti z interview sa získavajú analýzou vytvorenej dokumentácia priebehu interview.

Pri technikách typu interview je spoľahlivosť získaných informácií (a z nich odvodených znalostí) vysoká: pri odpovedi na otázky týkajúce sa faktov budú odpovede zhruba rovnaké. Platnosť získaných informácií pri interview nebýva vysoká, pretože interview ako také neumožňuje postihnúť využívanie znalostí pro riešení problému v celom rozsahu.

Podľa toho, akým spôsobom sa interview vedie, možno rozlišovať viacero druhov interview. Medzi najznámejšie techniky patrí orientačné interview a štruktúrované interview.

Orientačné interview

Orientačné interview sa zo všetkých techník typu interview najviac podobá bežnej neformálnej konverzácii a v praxi sa často používa. Dotazovateľ (ZI) kladie otázky o oblastiach, ktoré si dopredu pripravil (z tohoto dôvodu sa niekedy používa aj názov "cielené interview"). Interview môže sledovať myšlienkový tok experta, zväčša ho však riadi ZI. Celý priebeh interview možno rozdeliť do zhruba troch častí:

  1. úvod s charakteristikou účelu a štruktúry interview,
  2. postupnosť otázok zameranú na analyzované aspekty a
  3. záverečné zhrnutie prediskutovaných problémov.
V záverečnom zhodnotení možno ešte raz overiť, či ZI správne pochopil získané informácie a ich vzájomné súvislosti.

Orientačné interview sa začína diskusiou o všeobecných pojmoch a problémoch v analyzovanej problémovej oblasti. Takýto prístup je veľmi výhodný pre získanie prvotnej orientácie v problémovej oblasti. Používa sa zväčša pri prvých stretnutiach znalostného inžiniera s expertom. Konverzácia počas orientačného interview je obyčajne prerušovaná potrebou spresňovania spomínaných pojmov, tzn. postupuje sa do hĺbky aplikačnej oblasti skôr, ako sa diskusia vráti na najvšeobecnejšiu úroveň a postupuje sa k ďalšiemu pojmu. Zameranie konverzácie sa častokrát určuje asociatívnym spôsobom tak ako sa prezentujú pojmy, ktoré vyžadujú bližšie vysvetlenie, nie striktne metodicky.

Efektívnosť orientačného interview je značne obmedzená, pretože sa informácie nezískavajú tak, ako sa používajú pri riešení problémov. Je však neodmysliteľnou súčasťou etapy oboznamovania sa s problémovou oblasťou. Orientačné interview poskytuje zväčša informácie týchto typov:

Štruktúrované interview

Štruktúrované interview sa používa na získanie detailnejšieho obrazu statických aspektov problémovej oblasti. Tento prístup umožňuje odhaliť štruktúru a podstatu pojmov lepšie ako ľubovoľná metóda získavania informácií. Pokiaľ sa orientačné interview najviac podobá bežnej konverzácii, štruktúrované interview sa podobá dopytovaniu, tzn. jednosmernému dialógu riadeného ZI na základe vopred pripraveného scénara. Pri štruktúrovanom interview ZI kladie otázky smerujúce do hĺbky (všetko o jednom pojme alebo aspekte riešenia problému) a expert na tieto otázky odpovedá. Na rozdiel od orientačného interview, kde otázky smerujú do šírky (veľa pojmov a o každom niečo), štruktúrované interview sa používa na metodickú analýzu jednej časti problémovej oblasti.

V štruktúrovanom interview sa ZI snaží získať všetky informácie o jednom pojme alebo modele expertízy. Postupne kladie otázky za účelom objasnenia podstaty analyzovaného pojmu, jeho vzťahu k ostatným pojmom a vzájomných súvislostí. Úspech štruktúrovaného interview závisí v podstatnej miere od voľby otázok, prípravy scenára stretnutia a celkovej pripravenosti ZI. Na ZI v tejto etape komunikácie s expertom sa kladú tieto požiadavky:

Voľné asociácie
Voľné asociácie predstavujú metódu prebratú z psychológie. Jej podstatou je, že expertovi sa zadá počiatočný stimul (napr. istá znalosť získaná na prtedchádzajúcom stretnutí) a expert má informovať o asociáciách, ktoré tento stimul vyvoláva. Tieto asociácie sa môžu stať novými stimulmi, pokiaľ sa nevytvorí celá asociačná sieť okolo pôvodného stimulu.

Voľné asociácie sa využívajú zväčša na overenie už vytvorenej štruktúry vzťahov medzi znalosťami, alebo i na vytváranie takejto štruktúry. Predstavujú jeden z najjednoduchších spôsobov zisťovania vzťahov medzi pojmami v problémovej oblasti.

Monitorovanie
Pre monitorovanie je typická skutočnosť, že expertovi sa zadáva otázka, ako by riešil zadaný problém, alebo vybranú triedu problémov. Expert potom objasňuje postup riešenia problému, použité techniky riešenia a vzájomné súvislosti aplikovaných postupov a znalostí, pričom ZI zaznamenáva priebeh tohoto riešenia. Monitorovanie býva často spontánnou súčasťou orientačného interview. Pri orientačnom interview však expert nebýva explicitne vyzývaný k opisu postupu riešenia, tento postup môže byť reakciu na položenú otázku. Na rozdiel od techník typu interview nebýva expert pri práci neustále prerušovaný otázkami ZI. Proces získavania informácií býva vo väčšej miere riadený práve expertom.

Monitorovanie je istou formou "rozmýšľania nahlas". Na rozdiel od ostatných metód tohto typu, pri monitorovaní expert v skutočnosti nerieši zadaný problém, ale iba vysvetľuje čo by robil pri riešení podobného problému, čiže problém rieši fiktívne. Záznamy o výsledkoch monitorovania bývajú kratšie ako záznamy pri iných formách "rozmýšľania nahlas".

Pri monitorovaní sa získavajú informácie nasledovných typov:

Pri monitorovaní sa používa niekoľko špecifických stratégií. Pri retrospektívnom opise riešenia problému má expert za úlohu opísať svoj postup pri riešení niekoľkých typických problémov pre danú problémovú oblasť. Pri výbere problémov sa expertovi ponecháva úplná voľnosť. Pri použití tejto stratégie však existuje riziko, že expert vyberie atypické problémy, ktorých riešenie mu zväčsa utkveje viac v pamäti ako riešenie typických (pre experta nezaujímavých) problémov. Expert môže mať tendenciu vyhýbať sa skutočne problémovým úlohám v problémovom prostredí. ZI by mal mať preto dostatočné znalosti pre zhodnotenie "typickosti" analyzovaných problémov.

Ďalšou používanou stratégiou je simulácia riešenia hypotetického problému. V tomto prípade expert opisuje postup riešenia hypotetického problému, alebo vybranej triedy problémov. Existuje riziko neplatnosti získaných informácií, ak hypotetický problém nekorešponduje s reálnymi problémami riešenými v aplikačnom prostredí.

Stratégia kritických problémov je v podstate zhodná so stratégiou retrospektívneho popisu riešenia problému. Rozdiel však spočíva v tom, že sa vyberajú ťažké a pozoruhodné problémy a ich výber sa neponecháva iba na experta. Táto stratégia umožňuje získavať informácie o ohraničeniach možností riešenia problémov v danej problémovej oblasti.

Komentovanie postupu
Komentovanie je ďalšia z metód, pri ktorej expert je nútený "rozmýšľať nahlas". Na rozdiel od monitorovania, verbálny opis postupu riešenia je rovnako dôležitý ako samotný postup riešenia problému. Spojenie verbálneho opisu riešenie problému so skutočným riešením problému dáva vierohodnejší a reálnejší pohľad na postupy a znalosti použité pri riešení analyzovaného problému. Úloha ZI je v tejto metóde ohraničená na sledovanie, či expert skutočne komentuje všetko čo robí.

Pri metóde komentovania postupu je veľmi dôležitý výber riešených problémov. Vybrané problémy by mali byť typické (reprezentatívne) pre danú problémovú oblasť a nemali by byť ani príliš jednoduché ani príliš zložité. Z tohoto dôvodu je vhodné najskôr spolu s expertom analyzovať zložitosť problémov prichádzajúcich do úvahy. Riešenie typických problémov v spojení s verbálnym opisom postupu riešenia a vykonávaných rozhodnutí umožňuje získať dostatočný prehľad o analyzovanej problém ovej obalsti.

Expert spolupracujúci so ZI by mal mať určité skúsenosti s "myslením nahlas". Je vhodné najskôr vyskúšať túto metódu na riešení niekoľkých jednoduchých problémov. Rovnako je vhodné experta vopred informovať akým spôsobom sa budú od neho získavané informácie spracúvať, aby pochopil potrebu uvádzania pre neho triviálnych faktov, postupov, krokov riešenia a zdôvodnenia vykonaných rozhodnutí.

Technika komentovania postupu je vhodná predovšetkým na získavanie informácií o riadení procesu riešenia problému. Možno získať podrobné postupy riešení, ktorých platnosť však býva obmedzená daným riešeným problémom alebo úzkou triedou problémov. V kombinácii s monitorovaním riešenia zložitejších problémov však častokrát možno rozšíriť platnosť získaných poznatkov.

Dialógy používateľ - expert
V mnohých prípadoch prebieha riešenie problémov v úzkej spolupráci s používateľom systému (zadávateľom konkrétnej úlohy). Používateľ sa spolu s expertom (v konečnej fáze spolu s vytvoreným ZS) podieľa na určovaní spôsobu riešenia (napr. pri klasifikačných problémoch). V takýchto prípadoch je metóda komentovania postupu vzhľadom na prebiehajúci dialóg medzi používateľom a expertom nevhodná a používa sa metóda sledovania dialógu medzi používateľom a expertom, ktorá v mnohých prípadoch umožňuje dostatočnú rekonštrukciu postupu riešenia (nie však vysvetlenie vykonaných rozhodnutí).

Praktická realizácia metódy sledovania dialógu medzi expertom a používateľom je jednoduchá - zaznamenáva sa interakcia medzi používateľom a expertom. Úloha experta v tomto prípade závisí od typu riešeného problému, zväčša je pasívna. Informácie získané analýzou takéhoto dialógu sa používajú pri analýze riešeného problému a pri analýze úlohy a postavenia vytváraného ZS pri riešení problémov. Rovnako sa môžu využiť pri modelovaní interakcie s používateľom a pri špecifikácii požiadaviek na rozhranie medzi ZS a používateľom.

Najčastejšie používaná metóda pre sledovanie dialógov medzi expertom a používateľom je modelový dialóg. Expert sa snaží čo najviac napodobňovať funkcie a činnosť vytváraného ZS. Používateľ a expert bývajú umiestnení v oddelených miestnostiach a komunikujú prostredníctvom terminálu alebo iného média umožňujúceho výmenu informácií. Takýto spôsob komunikácie umožňuje automatické zaznamenávanie priebehu dialógu. Použitá metóda má však i ďalšie výhody. V normálnom dialógu nie je možné kombinovať dialóg s komentovaním postupu riešenia. Modelový dialóg môže dodávať tri druhy informácií: záznam o dialógu a komentáre postupu riešenia oboch účastníkov dialógu. Ďalšou výhodou je možnosť overenia návrhu používateľského rozhrania ešte pred vlastným vytvorením ZS.

Sledovanie dialógov medzi používateľom a expertom umožňuje získavať informácie s vysokou platnosťou, pretože riešenie problému a komunikácia sa veľmi blízko približujú skutočnej práci vytváraného ZS. Modelový dialóg je v súčasnosti najlepšia technika získavania informácií pri vytváraní problémovo-orientovaných ZS.

Príznakové mriežky
Príznakovú mriežku možno jednoducho charakterizovať ako tabuľku priamo spájajúci príznaky (udalosti) s riešeniami (abstrakciami). Je preto vhodná pre štrukturalizáciu znalostí využívaných pri riešení problémov diagnostického typu.

Filozofia pri organizácii znalostí pomocou príznakových mriežok je založená na potrebe vyjadrenia atribútov charakterizujúcich podobnosti a rozdielnosti používaných abstrakcií (riešení). Pre vyjadrenie podobnosti, resp. odlišnosti abstrakcií sa využívajú charakteristiky, na základe ktorých expert vykonáva klasifikáciu týchto abstrakcií (tzn. zaradenie do rovnakej kategórie, lebo odlíšenie). Najnižší počet abstrakcií umožňujúci zachytiť podobnosť a odlišnosť súčasne je 3.

Triády v tomto zmysle predstavujú najjednoduhšiu formu príznakových mriežok. Každá triáda obsahuje 3 prvky (abstrakcie). Úlohou experta je formulovať, aké sú podstatné charakteristiky určujúce podobnosť dvoch prvkov triády a ich odlišnosť od tretieho prvku. Tvorbu triády ilustrujeme na príklade.

Vytvorené triády predstavujú základné kritériá pre klasifikáciu riešení v danej problémovej oblasti (v našom príklade sa jednalo o knihy) a kritériá, na základe ktorých sa klasifikácia prevádza. Je zrejmé, že tieto kritériá je možné aplikovať na všetky riešenia v problémovej oblasti, nie iba na riešenia uvedené vo vytvorených triádach. Triády vytvorené v prvom kroku teda slúžia na stanovenie kritérií, na základe ktorých sa bude vykonávať klasifikácia všetkých riešení v danej problémovej oblasti.

Uvedené kritériá pre klasifikáciu a samotná klasifikácia riešení sú samozrejme špecifické pre každého experta. Nemusia sa dokonca ani zhodovať so všeobecne uznávanými charakteristikami riešení a zákonitosťami platnými v danej problémovej oblasti pre klasifikáciu riešení. Vyjadrujú však expertove špecifické znalosti, ktoré on (a zväčša úspešne) používa pri riešení problémov.

V mnohých problémových oblastiach, v ktorých treba uvažovať s veľkým množstvom riešení, nie je postačujúca klasifikácia podľa "dvojhodnotovej" klasifikácie typu áno/nie. Táto klasifikácia má v mnohých prípadoch jemnejšie členenie, tzn. pre klasifikáciu sa využíva viacero hodnôt daného príznaku (napr. obtiažnosť na čítanie je možné ohodnotiť aj viacerými hodnotami ako iba ťažká a ľahká). Príznakové mriežky umožňujú zachytiť i takéto rozdiely tým, že každá charakt eristika môže mať jemnejšie členenie.

Pre ďalšie počítačové spracovanie nie je doposiaľ uvádzaný spôsob uchovávania získaných znalostí najvhodnejší. Vhodnejšia je forma tabuľky, ktorej riadky predstavujú charakterizáciu množiny riešení podľa jedného príznaku a stľpec popisuje charakterizáciu daného riešenia podľa všetkých príznakov (charakteristík). Takáto tabuľka sa potom nazýva príznaková mriežka.

Znalosti o klasifikácii riešení organizované vo forme príznakovej mriežky je možné následne spracovať. Príznakovú mriežku je možné ďalej analyzovať z hľadiska selektivity jednotlivých klasifikačných charakteristík i z hľadiska možností rozlíšenia jednotlivých riešení.

Riadky príznakovej mriežky reprezentujú klasifikáciu množiny známych riešení podľa jednotlivých kritérií. Porovnávaním jednotlivých riadkov medzi sebou možno identifikovať klasifikačné charakteristiky, ktoré danú množinu riešení ohodnocujú podobným spôsobom. Tieto charakteristiky sú potom redundantné a stačí ponechať v príznakovej mriežke iba jednu z nich.

Stĺpce v príznakovej mriežke predstavujú zaradenie daného riešenia podľa hodnôt charakteristík používaných pri klasifikácii. Porovnávaním stĺpcom medzi sebou možno danú príznakovú mriežku analyzovať z hľadiska možností diferenciácie jednotlivých riešení. Ak dva stĺpce majú rovnaké hodnoty, potom dané dve riešenia nie je možné rozlíšiť. V tomto prípade treba zaviesť dalšiu sledovanú charakteristiku, ktorá umožní diferenciáciu doposiaľ nerozlíšiteľných riešení.

Príznaková mriežka teda predstavuje jednoduchý prostriedok umožňujúci analýzu získaných znalostí z hľadiska ich úplnosti pri klasifikácii všetkých riešení v danej problémovej oblasti.

Príznaková mriežka predstavuje jednoduchý prostriedok pre uchovávanie a analýzu znalostí potrebných pre riešenie problémov diagnostického typu. V zložitejších problémových oblastiach nie je nevyhnutné uchovávať všetky riešenia a príznaky v jednej príznakovej mriežke. Vo väčšine prípadov možno použiť viacero príznakových mriežok, ktoré môžu vyjadrovať hierarchický prístup ku klasifikácii (diagnostikovaniu).

Postup pri vytváraní príznakovej mriežky

  1. Expert identifikuje dôležité objekty problémovej oblasti
  2. Expert identitikuje atribúty, ktoré sú dôležité pre rozhodnutia v problémovej oblasti
  3. Pre každý atribút expert určí podobné a odlišné (opačné) hodnoty
  4. Zoberie ľubovoľné tri objekty a pýta sa: "Aké atribúty a ich hodnoty odlišujú ľubovoľné dva z týchto objektov od tretieho?"
  5. Keď je mriežka hotová možno zmeniť pomery vnútri mriežky
  6. Formulácia znalostí, napr. vo forme pravidiel

Interpretácia získaných informacií

Zo získaných informácií nemožno bezprostredne odvádzať znalosti priamo použiteľné pri tvorbe modelu procesu riešenia a plnení BZ. Musí nasledovať ich interpretácia, ktorá súvisí s konceptualizáciou problému. V tomto procese je možné rozlíšiť dve etapy: identifikácia znalostí, v ktorej sú dielčie informácie (získané údaje) identifikované ako relevantné dielčie znalosti (niekedy sa táto etapa nazýva konceptualizácia), a interpretácia znalostí kde sa dielčie znalosti zoskupujú do vyšších štruktúr, ktorým sa priraďuje ich úloha v procese riešenia problémov (tzn. vytvára sa model riešenia problémov v danej problémovej oblasti).

Pre interpretáciu informácií získaných niektorou z metód získavania informácií sa najčastejšie používa metóda analýzy protokolu zo stretnutí s expertom. Táto metóda zväčša nadväzuje na niektorú z techník typu interview, kde sa vytvorí základný slovník pojmov používaných v danej problémovej oblasti. Z výsledkov možno získať deklaratívne znalosti, tzn. znalosti o vzťahu medzi jednotlivými používanými pojmami.

Analýzu protokolu možno vykonávať v súvislosti s metódami umožňujúce expertovi "rozmýšľanie nahlas" (monitorovanie, komentovanie postupu) na základe záznamu takéhoto stretnutia (zvyčajne vo forme záznamu na magnetickej páske). Nasleduje segmentácia protokolu, tzn. rozdelenie protokolu na časti, ktoré súvisia s jedným, analyzovaným aspektom procesu riešenia problému. V jednotlivých častiach sa následne identifikujú znalosti používané pri riešení problému (vlastné riešenia, podporné znalosti pre vykonávanie rozhodnutí) a identifikuje sa ich miesto a účel v procese riešenia. V následných etapách sa hľadajú súvislosti medzi znalosťami získanými v jednotlivých segmentoch.

Interpretácia získaných údajov (či už sa vykonáva analýzou protokolu alebo inou z existujúcich metód) môže byť riadená modelom alebo samotnými získanými údajmi. Pri riadení údajmi sa postupuje zdola nahor, pričom sa pomaly vytvára ich štruktúra (model) použiteľná v procese riešenia problémov. Modelom riadená interpretácia vychádza zo všeobecnejšieho modelu riešenia problémov, pre ktorý sa hľadajú v údajoch zodpovedajúce dielčie znalosti.


Last update by Mária Bieliková on