Проектирование экспертной системы подбора одежды с помощью оболочки-интерпретатора баз знаний ESWIN

Начиная с середины XX столетия и до сих пор, одним из самых значимых направлений развития науки и техники является искусственный интеллект. Отдельная область искусственного интеллекта - инженерия знаний – занимается разработкой экспертных систем, развитием средств представления и обработки знаний на компьютере. Экспертная система - система искусственного интеллекта, содержащая знания об определенной слабо структурированной и трудно формализуемой узкой предметной области и способная предлагать пользователю разумные решения и их объяснения. Экспертные системы играют роль эксперта и решают задачи диагностики, прогнозирования или планирования.

Инструментальное средство разработки экспертных систем – это язык программирования, используемый разработчиком для построения экспертной системы.

В наши дни широко используются экспертные системы, помогающие при выборе решения для конкретной задачи. Программное средство ESWin является одним из наиболее доступных представителей продукционнофреймового класса экспертной системы.

Целью работы является разработка экспертной системы Clothes Advisor на базе оболочки экспертной системы ESWin.

Экспертные системы выдают советы, проводят анализ, выполняют классификацию, дают консультации и ставят диагноз. Они ориентированы на решение задач, обычно требующих проведения экспертизы человеком-специалистом. В отличие от машинных программ, использующий процедурный анализ, экспертные системы решают задачи в узкой предметной области на основе дедуктивных рассуждений.

В экспертной системе первоначально рассматривалось большое количество признаков одежды, оказывающих влияние на ее выбор. Однако, полученная модель является достаточно большой как в структурном, так и понятийном плане. Фрагмент полученной концептуальной модели приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Фрагмент разработанной концептуальной модели

Объектами исследования являются человек с его набором качеств, характеристик, вкусов и предпочтений, образа жизни, а также подходящая индивидуально одежда. Главными исследуемыми характеристиками стали: возраст, темперамент, пол, образ жизни, характер. В зависимости от того, сколько полных лет человеку, он относится к одной из четырех возрастных групп: подросток, молодой, взрослый, зрелый.

В ходе реализации экспертной системы столкнулись с трудностями, связанными с тем, что, количество правил для экспертной системы превысит 150 тысяч. Поэтому было принято решение ограничить предметную область решаемой задачи выбором стиля одежды с представлением образцов каждого стиля.

Подбор стиля одежды будет проводиться по двум основным критериям – это образ жизни и внешность. Каждая из этих частей будет в свою очередь состоять из двух подчастей. Получившаяся концептуальная схема представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Концептуальная схема

Как видно из концептуальной схемы, каждая задача состоит из двух подзадач, например, «внешность» состоит из «лицо» и «фигура» то есть на внешность женщины оказывают решающее влияние именно лицо и фигура.

Так как при разработке экспертной системы Clothes Advisor в качестве инструментального средства была использована экспертная оболочка продукционно-фреймового типа ESWin, то следует отметить, что из трех вышеуказанных компонентов системы логический анализатор не подвергался изменениям, интерфейс системы был изменен в части декорирования, а база знаний создавалась с «нуля».

Разработка базы знаний прототипа включает в себя ввод всех необходимых правил согласно структурной схеме базы знаний. Все правила перечислены в таблицах во втором разделе, их общее число составляет 177 штук. Полученный результат тестирования соответствует графу выполнения тестового примера, приведенному на рисунке 3.

Рисунок 3 - Граф для тестового примера

При запуске экспертной системы была выбрана цель – подбор стиля одежды в зависимости от значимых параметров. После выбора цели появилось первое диалоговое окно, которое сопровождалось комментарием к вопросу.

В результате цель поиска была достигнута и в сообщении выведена полученная рекомендация – клиенту подойдут джинсы любых моделей, верх должен быть по фигуре. Экспертная система позволяет выбирать в качестве цели не только рекомендацию по подбору стиля одежды, исходя из требований пользователя, но и запросить справочную информацию. В результате проделанной работы, были выполнены все цели и задачи. Создан программный продукт - экспертная система Clothes Advisor на базе оболочки экспертной системы ESWin.