Технология инженерии знаний

В обычной практике психодиагностического исследования интерпретация результатов и написание психодиагностического заключения - это творческий процесс, осуществляемый психологом после рутинной обработки полученных данных. Причем, чем больше опыта имеет психолог, тем более точным, конкретным и адекватным получается «портрет» личности испытуемого. Разработка автоматизированного психодиагностического заключения предполагает моделирование рассуждений психолога при интерпретации результатов тестирования и «перенос» знаний и опыта психолога в некоторые структуры, воспринимаемые компьютером. Главные затруднения при проведении таких работ заключаются в вопросах извлечения знаний и опыта психолога, их структурировании и представлении в некоторой форме, понимаемой компьютером.

Направление исследований, зародившееся в рамках искусственного интеллекта и выделившееся в самостоятельную дисциплину, связанную с вопросами извлечения, структурирования, формирования, обработки и приобретения знаний, носит название инженерии знаний (Knowledge Engineering). Специалиста предметной области, чьи знания и опыт «извлекаются», называют экспертом, а специалиста, который занимается извлечением и структурированием знаний - инженером по знаниям.

Под извлечением знаний понимают процедуру взаимодействия инженера по знаниям с источником знаний (экспертом, литературой и т.д.), в результате которой становятся явными процесс рассуждений специалистов при принятии профессиональных решений и структура их представлений о предметной области.

Проблема извлечения экспертных знаний традиционно считается «узким местом» в проектировании интеллектуальных систем. По количеству цитируемости в литературе это изречение стало уже классическим и довольно точно отражает состояние дел за последние несколько лет. Для того чтобы ответить на вопросы, в чем заключаются трудности извлечения экспертных знаний и каким образом их разрешать, специалисты в области инженерии знаний обращаются к психологическим и психолингвистическим исследованиям, касающимся таких проблем как проведение экспертизы опытными специалистами и понимание природы экспертизы, применение теоретических знаний на практике и специфика практического мышления, характеристика системы обработки информации человеком и поведение человека, решающего профессиональные задачи, а также взаимосвязь естественного языка и мыслительного процесса человека. Исследование этих проблем, а также практическая работа по извлечению знаний, позволяет отметить ряд эффектов или явлений, наблюдаемых при работе с экспертами и оказывающий существенное влияние на процесс извлечения знаний. К ним относятся:

  • существование так называемых молчаливых или подразумеваемых знаний (tacit knowledge), обусловленное тремя причинами: неосознаваемым характером экспертного умения, трудностью процесса вербализации и недооценкой экспертом важности некоторых знаний, используемых при решении профессиональных задач;
  • особая форма организации знаний экспертов по сравнению с организацией знаний новичков;
  • достаточно высокая скорость решения экспертом профессиональных задач;
  • ограниченность объема кратковременной памяти человека;
  • некорректность некоторых способов получения информации (присвоение весов признаков, присвоение вероятностей и т.д.);
  • существование механизма когнитивной защиты;
  • наличие психолингвистических проблем, в частности, различие между коммуникативным языком и языком мыслительного процесса приводит в процессе общения инженера по знаниям с экспертом к значительной потере информации.

Для преодоления описанных выше проблем в рамках инженерии знаний (как в теоретическом плане, так и в результате практических разработок конкретных систем) создаются так называемые методы извлечения знаний или техники (knowledge elicitation techniques), представляющие собой некоторую процедуру или форму взаимодействия инженера по знаниям с экспертом.

Под концептуальным анализом знаний (или структурированием) понимается процесс анализа информации, полученной от источника знаний, и синтез ее (или кодирование) в некоторые структуры, независящие от какой-либо программной реализации.

Извлечение и структурирование знаний - это единый процесс взаимодействия инженера по знаниям с экспертом, различающийся лишь своими аспектами. Если проблема извлечения знаний заключается в выборе формы взаимодействия инженера по знаниям с экспертом, то проблема концептуального анализа знаний предполагает рассмотрение собственно предмета, ради которого такое взаимодействие организовано, а именно, той информации, смысл которой в процессе преобразования от представлений эксперта к представлению в компьютере должен остаться неизменным.

Процесс преобразования знаний от представлений эксперта к представлению в компьютере можно рассматривать как проблему преобразования информации, осуществляемой путем перехода от одного материального носителя знаний к другому. В зависимости от вида материального носителя знаний можно выделить следующие уровни представлений знаний:

  • представление знаний в памяти человека (эксперта);
  • концептуальное или полуформализованное представление знаний как результат взаимодействия эксперта и инженера по знаниям (возможно на бумаге);
  • формализованное представление знаний на специализированных языках искусственного интеллекта (на бумаге или в компьютере);
  • представление знаний на машинных носителях информации (база знаний).

В этом отношении концептуальный анализ знаний - это переход от представления знаний в памяти эксперта к некоторым концептуальным, полуформализованным представлениям или структурам, отражающим понимание экспертом предметной области в целом и стратегий рассуждений при решении профессиональных задач.

Иллюстрацией применения технологии инженерии знаний в области психодиагностики служат разработанные нами на основе опыта экспертов-психологов модели, осуществляющие интерпретацию результатов тестирования с помощью различных психодиагностических методик.