Tareas Analíticas en Inteligencia Artificial


Clasificación

La tarea de clasificación consiste en identificar un objeto, un fenómeno, un patrón o cualquier cosa desconocida como miembro de una categoría (clase) conocida. El proceso de clasificación consiste en equiparar un conjunto de datos (características) con un conjunto de posibles soluciones (clases) conocidas de antemano. El resultado de una equiparación puede ser una candidata o el conjunto vacío.

Terminología

  • Objeto: Aquello que se desconoce y se quiere clasificar.
  • Clase: Categoría en la que se agrupan los objetos que comparten características similares.
  • Atributo: Propiedad que se usa para identificar y describir las clases.
  • Características: Par atributo-valor que se verifica para un cierto objeto.

Método

El método de esta tarea se conoce como el método de poda. Existen una serie de variaciones del método de poda:

  • Reducir el conjunto de soluciones candidatas cuando este es excesivamente grande.
  • Dar libertad al usuario al hora de introducir los datos, en esta aproximación se le hace una sugerencia de forma que él pueda decidir qué dato introduce en cada momento.
  • La última variación muy usual es la debida a la existencia de categorías jerarquizadas. Dos fines:
    • Seleccionar los atributos a solicitar, sus valores nos permitirán discriminar entre categorías del mismo nivel.
    • Guiar el proceso de poda, ya que si se descarta una superclase, entonces inmediatamente se descartan las subclases.

Valoración

La tarea de valoración tiene como objetivo identificar un caso como miembro de una categoría de decisión, teniendo en cuenta criterios específicos del dominio.

Terminología

  • Caso: Vendría dado por la información sobre el solicitante y sobre el préstamo pedido.
  • Categoría: De decisión que se reduce simplemente a sí o no.
  • Criterios: Son el conocimiento del dominio usado para tomar la decisión.

Método

En la primera inferencia, el método abstrae los datos del caso, es decir, a partir de los datos del caso, obtiene conocimiento de más alto nivel. En la segunda inferencia, el método especifica los criterios aplicables al caso particular. La selección y evaluación de criterios se repite hasta que se alcanza alguna decisión. Se tienen una serie de variaciones al método tales como las siguientes:

  • Los criterios pueden ser específicos a cada caso.
  • La abstracción del caso puede no ser necesaria.
  • La inferencia de selección de criterios puede ser intensiva en conocimiento, es decir, se debe elegir la mejor manera de llevar a cabo la selección:
    • Aleatoria sino existe conocimiento sobre la selección.
    • Heurística cuando el orden viene dado por la experiencia de los expertos del dominio.
    • Estadística, es decir, se selecciona el elemento más predictivo.

4 tipos de conocimiento:

  • La especificación de los datos del caso.
  • El conocimiento de abstracción
  • El conocimiento de evaluación de criterios, a partir de los datos del caso.
  • El conocimiento de valoración que establece la relación entre valores de criterios y categorías de decisión.

Diagnóstico

El objetivo de la tarea de diagnóstico es encontrar un defecto o avería que provoca una disfunción en un sistema.

Terminología

  • Datos iniciales: Son las quejas o fallos.
  • Posibles soluciones: Son las hipótesis.
  • Conjunto de diferencias: Al conjunto de todas las hipótesis se les llama conjunto diferencias.
  • Hallazgos o evidencias: A los datos adicionales se les conoce como hallazgos o evidencias.
  • Defecto: A la solución se le etiqueta como defecto.

Método. Funcionamiento del método

El método comienza por encontrar todas las causas candidatas (hipótesis) para el fallo, utilizando una red causal. A continuación, se selecciona una hipótesis del conjunto diferencial, se especifica un dato observable para esta hipótesis y se obtiene el valor para ese dato. Teniendo en cuenta todos los datos adicionales que se acaban de obtener, se comprueba si cada hipótesis es aún consistente. Este proceso continúa hasta que solo quede una única hipótesis o no existan más datos disponibles al problema.

Esquema de conocimiento

Está formado por el conocimiento que asocia los estados del sistema con sus posibles consecuencias y por las características del sistema a diagnosticar. Estas características pueden ser de varios tipos:

  • Los observables que se obtienen por inspección del sistema.
  • Las características que representan el estado del sistema.
  • Los fallos que se modelan como subtipos de los estados internos.

Monitorización

El objetivo de esta tarea consiste en analizar un sistema o proceso de un funcionamiento para detectar si se comporta según las expectativas.

Terminología

  • Parámetro: Es un dato relevante para el seguimiento del funcionamiento del sistema.
  • Norma: Es su valor esperado en caso de un buen funcionamiento.
  • Discrepancias: Indican que el sistema está funcionando mal.
  • Datos históricos: Son datos recopilados en ciclos de monitorización previos.

Método

El método por defecto que contiene la librería es un método dirigido por los datos que se van recopilando. A partir de cada dato de entrada, se especifica un parámetro y su valor de norma. Se compara el dato encontrado con la norma y se genera una descripción de la diferencia. Esta diferencia se clasifica o no como una discrepancia utilizando también datos históricos de ciclos de monitorización previos. La salida del método solo es la discrepancia encontrada, sin ninguna justificación del fallo que lo produce. Si se requiere dicha justificación, esta tarea puede complementarse con la tarea de diagnóstico conectando la salida de la monitorización a la entrada de una tarea de diagnóstico.

Predicción

Es una tarea analítica que presenta algunas características de las tareas sintéticas, por lo que, a veces, se plantea como alguna de las tareas analíticas vistas y, otras veces, se plantea como alguna de las tareas sintéticas que veremos más adelante. Su objetivo es analizar el comportamiento de un sistema, en un momento dado, para construir una descripción del estado que tendría el sistema en un futuro.

Configuración

Dado un conjunto predefinido de componentes, la tarea de configuración consiste en encontrar una combinación de componentes que se ajuste a los requisitos y que verifique las restricciones impuestas.

Terminología

  • Componente: Es una de las partes a combinar.
  • Parámetro: Es una característica de un componente.
  • Restricciones: Limitan la elección de los componentes.
  • Preferencias: Indican el diseño que se desea.
  • Requisitos: Las necesidades.

Método

El método en primer lugar traslada, el conjunto de requisitos iniciales en un conjunto de restricciones y preferencias sobre las que el método pueda trabajar directamente. Después, especifica uno o varios formatos iniciales para el diseño, todos ellos predefinidos de antemano. Luego propone extensiones de diseño a partir de las distintas opciones de los componentes del diseño y teniendo en cuenta las preferencias para seleccionar entre los distintos componentes. Por último, verifica la consistencia de cada configuración propuesta teniendo en cuenta las restricciones dadas y si la configuración es inconsistente, genera un conjunto de acciones a llevar a cabo para corregir la inconsistencia.

  • Se llevan a cabo las etapas de verificación y revisión solo cuando se propone un valor para todos los elementos del diseño.
  • Evitar la utilización de conocimiento de modificación. Las modificaciones son heurísticas de búsqueda para recorrer el espacio de diseños alternativos que puede ser muy grande potencialmente. Una alternativa más práctica consiste en utilizar la técnica de vuelta atrás cronológica.

El esquema de conocimiento del dominio debe incluir los siguientes tipos de conocimiento:

  • Elementos de diseño.
  • Dependencias entre los elementos de diseño.
  • Restricciones sobre componentes.
  • Preferencias sobre componentes.
  • Acciones a llevar a cabo.

Asignación

Dados dos conjuntos de objetos, la tarea de asignación consiste en crear una correspondencia entre dos conjuntos de objetos. La asignación tiene que satisfacer los requisitos y ser consistente con las restricciones.

Método

El método por defecto que contiene la librería es un método sin vuelta atrás, en el que primeramente se selecciona un subconjunto de objetos a asignar. Si es necesario, se agrupan los objetos en grupos para llevar a cabo la asignación de recurso de forma conjunta. Por último, toma un objeto y les asigna un recurso. Este proceso se repite hasta que todos los objetos tengan un recurso asignado.

Programación Temporal de Carga de Trabajo

Dado un conjunto de trabajos predefinidos, consistiendo cada uno de ellos en una secuencia temporal de actividades denominadas unidades, esta tarea asigna recursos en intervalos de tiempo a todas las unidades. En esta tarea, un trabajo es una secuencia temporal de unidades, una unidad es una actividad que se llevará a cabo en un recurso y las restricciones expresan condiciones a verificar cuando se asignan unidades a recursos.

Método

Opera de la siguiente manera:

-Especifica un programa inicial. Selecciona una unidad candidata para ser asginada. Selecciona un recurso para esta unidad. Asigna la unidad al recurso seleccionado. Evalua la programacion actual. Modifica la programacion si fuera necesario. PROCESO DE CONSTRUCCION DEL MODELO DE COMUNICACION. 1. Identificar los objetos de informacion centrales que deben ser intercambiables entre los agentes. 2. Identificar la lista de transacciones asociadas que serian los enlaces de intercambios necesarios entre dos tareas, y darles un nombre identificable. 3. Construir el diagrama de dialogo que nos proporcione una vision global gráfica del plan de comunicacion general. 4. Describir las transacciones individuales siguiendo el formato de formulario de trabajo CM1 como el que se ha descrito anteriormente.

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