Структуры управления в MYCIN
Такой вид структуры управления правилами получил наименование цепочки обратного вывода (backward chaining), поскольку путь рассуждений идет от того, что нужно доказать, к фактам, на которых основывается доказательство. При прямой цепочке рассуждение ведется, отталкиваясь от имеющихся фактов. В этом отношении система MYCIN напоминает STRIPS, где цель также достигалась разбиением ее на подцели, к которым можно было бы применить определенные операторы. Поиск решения в процессе построения цепочки обратного вывода более целенаправлен, поскольку рассматриваются только факты, потенциально способные повлиять на решение.
Структура управления правилами в MYCIN использует И/ИЛИ-граф и по сравнению с программами искусственного интеллекта довольно проста – в ней, по сути, использована методика исчерпывающего поиска, описанная в главе 2, в которую внесены только незначительные изменения.
- (1) Формулировка каждой подцели всегда представляет собой обобщенную форму исходной цели. Так, если подцель состоит в том, чтобы доказать справедливость суждения "организм– это E.Coli", то формулировка такой подцели– определение типа организма. Этим инициируется исчерпывающий поиск, в который вовлекаются все возможные сведения об организмах.
- (2) В множестве правил, подходящих для сформулированной цели, выискивается такое, которое определенно удовлетворяется. Если для заключения об определенном параметре, например о природе организма, подходит несколько правил, то их результаты объединяются (см. врезку 3.2). Если коэффициент уверенности какой-либо из выдвинутых гипотез оказывается в диапазоне от – 0.2 до +0.2, то гипотеза отбрасывается.
- (3) Если текущая подцель представляет собой лист на графе (терминальный узел), то данные запрашиваются у пользователя. В противном случае устанавливается очередная подцель и выполняется переход на шаг (1).
По завершении процесса диагностики выбирается рекомендуемый курс лечения. Выбор включает две стадии: отбор рекомендуемых медикаментов и предпочтительного варианта или комбинации медикаментов из полученного списка.
Комбинация гипотез
В системе MYC1N может оказаться, что для суждения об определенном параметре подойдет не одно правило, а несколько. Применение каждого из них – отдельная гипотеза – характеризуется некоторым значением коэффициента уверенности. Например, из одного правила следует, что данный микроорганизм– это E.Coli, причем коэффициент уверенности этой гипотезы равен 0.8. Другое правило, принимая во внимание другие свойства анализируемого объекта, приводит к заключению/что этот микроорганизм – E.Coli, но эта гипотеза характеризуется коэффициентом уверенности 0.5 (или, например, – 0.8). Отрицательное значение коэффициента уверенности указывает, что данное правило опровергает сформулированное заключение.
Пусть х и у– коэффициенты уверенности одинаковых заключений, полученные при применении разных правил. В таком случае в системе MYCIN используется следующая формула определения результирующего коэффициента уверенности:
| - | { | X+Y-XY | при X,Y>0 |
| CF(X,Y)= | { | X+Y+XY | при X,Y<0 |
| { | (X+Y)/(1-min(|X|,|Y|)) | при (X>0 и Y<0) или (X<0 и Y>0) |
Здесь |Х| означает абсолютное значение X.
Что при этом происходит, нетрудно понять интуитивно. Если обе гипотезы подтверждают вывод (или, наоборот, обе гипотезы его опровергают), то коэффициент уверенности их комбинации возрастает по абсолютной величине. Если же одна гипотеза подтверждает вывод, а другая его опровергает, то наличие знаменателя в соответствующем выражении сглаживает этот эффект.
Если оказалось, что гипотез несколько, то их можно по очереди "пропускать" через эту формулу, причем, поскольку она обладает свойством коммутативности, порядок, в котором обрабатываются гипотезы, значения не имеет.
Отдельное правило применяется по отношению к главной цели, представленной корневым узлом на И/ИЛИ-графе. Если удовлетворяются все, связанные с ним предпосылки, то это правило, вместо того чтобы формировать суждение, возбуждает определенное действие. Здесь в системе MYCIN на сцену выходят правила формулировки рекомендаций о курсе лечения. Эти правила включают информацию о чувствительности различных организмов, известных системе, к тем или иным медикаментам.
Ниже приведено простое правило выдачи рекомендаций о лечении.
ЕСЛИ микроорганизм идентифицирован как pseudomonas, ТО рекомендуется выбрать следующие медикаменты: 1 – COLISTIN (0.98) 2 – POLYMIXIN (0.96) 3 – GENTAMICIN (0.96) 4 – CARBENICILLIN (0.65) 5 – SULFISOXAZOLE (0.64)
Числа, следующие за названием каждого из перечисленных медикаментов, представляют оценки вероятности Того, что бактерия pseudomonas окажется чувствительной к этому препарату, и вводятся в систему исходя из существующей медицинской статистики. Предпочтительный препарат из этого перечня выбирается с учетом противопоказаний, специфичных для каждого пациента. Пользователь может пойти дальше и задавать вопросы об альтернативном курсе лечения до тех пор, пока система не исчерпает список вероятных диагнозов.