Sistemas expertos ¿Qué son, cómo funcionan y qué usos tienen?

La complejidad de la vida moderna, con retos cada vez más exigentes y una gran competitividad en todas las áreas del desenvolvimiento humano, han hecho necesario la creación de herramientas que nos ayuden a solventar cada situación. Muestra de ello ha sido el nacimiento de los Sistemas Expertos, que, como verás a continuación, tienen una utilidad que se pierde de vista.

No en vano hoy día este software es de presencia obligada en conglomerados empresariales de todos los niveles, lo mismo que en prácticamente todas las esferas relacionadas con la ciencia, la investigación y muchas otras que te estaremos mencionando más adelante.

Por eso te invitamos a leer todo el contenido de la presente entrega, donde vamos a abordar diferentes tópicos relacionados con todo lo que necesitas saber acerca de los Sistemas Expertos, una rama de la Inteligencia Artificial.

¿Qué es un sistema experto y cómo funciona?

Si bien existen varias formas de responder cuando te preguntan sobre qué es un Sistema Experto, la mejor manera de definirlo es como un sistema informático capaz de dar respuestas tal como las daría un especialista humano en áreas de conocimiento específicas.

Su funcionamiento está basado en la información recopilada en el software, que es proporcionada por expertos humanos de manera concreta para cada campo en particular. Luego entra en juego lo que se conoce como deducción lógica de conclusiones, que no es otra cosa que la utilización de los conocimientos proporcionados para llegar a la solución de problemas.

¿Cuáles son las principales características de un sistema experto?

En este caso es necesario hacer una analogía para equiparar sus característica ideales igual que cuando buscamos la ayuda de un experto humano.

Por eso es imprescindible que cada Sistema Experto esté dotado de virtudes tales como las siguientes:

• Habilidad para adquirir el conocimiento: Esto es igual a decir que el software haya sido bien diseñado
• Fiabilidad: Que nos proporcione resultados con el menor número de errores posible
• Capacidad: Poder responder al mayor número de problemas en su área

Como has podido notar, al ser alimentados por conocimientos de expertos humanos, estos sistemas deben proporcionarnos las mismas respuestas y soluciones, pero de manera más rápida. De ahí su gran utilidad en diferentes ámbitos de acción contemporáneos, con gran ahorro de tiempo y recursos.

Herramientas de los sistemas expertos ¿Qué tecnologías utilizan los sistemas expertos?

Si bien existen diferentes tipos de Sistemas Expertos, las herramientas con las que han sido dotados en su arquitectura son comunes en la mayoría de los casos.

Las mismas son las siguientes:

Base de conocimientos

A esta parte del software llega, en forma codificada, el conocimiento presentado por el experto humano en el tema específico por el que ha sido diseñada cada unidad. Si alguna vez escuchas hablar sobre el sistema de reglas dentro de los Sistemas Expertos, debes saber que se trata de lo mismo.

Base de hechos

Mediante un proceso de deducción, esta parte del software se encarga de arrojar resultados a problemas nuevos introducidos por el usuario. Esto lo hace comparando problemas anteriores ya resueltos con el nuevo hecho sobre el que se le está consultando. De ahí que muchos llamen a esta parte Memoria de Trabajo.

Motor de inferencia

Si bien este módulo suele ser confundido con el anterior, nunca debemos considerarlo de esa manera. Ya que, por decirlo de alguna manera, es la parte más humana de los Sistemas Expertos. Aquí convergen la información proveniente tanto de la base de conocimientos como de la memoria de trabajo, y a partir de los contrastes surgen las conclusiones que ayudarán a resolver el problema.

Interfaz de usuario

Esta es la herramienta que se encarga de mantener la interacción entre el usuario y el sistema, cosa que todos hacemos utilizando un lenguaje natural. Con el paso del tiempo, vemos que los diseños de esta herramienta son pensados para ser más amigables con quienes usan el sistema.

Tipos de sistemas expertos ¿Cómo se clasifican y en qué se diferencian?

Los tipos de Sistemas Expertos pueden ser diferenciados claramente, según el método que utilizan para la solución del problema planteado.

A continuación te presentamos los tres tipo principales y las diferencias entre ellos:

CBR

Acrónimo en inglés para Case Based Reasoning, es decir razonamiento basado en casos. Tiene la habilidad de dar solución a nuevos problemas en base a casos similares ya resueltos anteriormente. Esto lo consigue el software realizando una búsqueda en su base de datos.

SBR

Sistema Basado en Reglas (o Rules Based Reasoning en inglés), su razonamiento viene dado por la sujeción a reglas preestablecidas. Cuando se presentan nuevos problemas, se crea una regla nueva a través de un proceso conocido como comparación de resultados. Es común referirse a este sistema como determinista, ya que utiliza reglas predeterminadas para dar soluciones.

Basados en redes bayesianas

Aquí se fusionan de manera por demás interesante el teorema de Bayes y la teoría de la probabilidad, con lo que se consigue un sinnúmero de variables aleatorias. Este tipo de sistema suele ser utilizado mayormente en áreas donde se requieran diagnósticos, viendo los problemas y sus soluciones desde diferentes ángulos.

Evolución de los sistemas expertos ¿Cuáles han sido los más importantes en la historia?

Desde mediados de los años 60, que es cuando hace su aparición la tecnología de los Sistemas Expertos, han surgido desarrollos que se constituyen en hitos en la historia de los mismos.

Para que los conozcas, a continuación te presentamos algunos de ellos:

MENDRAL

Este desarrollo vino al mundo tecnológico de la mano de un equipo de desarrolladores liderado por Edward Feigenbaum, que esos tiempos hacían sus investigaciones en la universidad de Stanford. Fue ideado para dar soluciones en el campo de estructuras moleculares.

MYCIN

El mismo Feigenbaum, ya entrados los 70, presentó este SE para ser aprovechado en el campo médico, principalmente en lo relativo a la investigación y diagnóstico de padecimientos de enfermedades de la sangre. Pero su utilidad no se quedó hasta ahí, ya que fue ganando en prestaciones que le permitieron a los médicos hacer diagnósticos sobre meningitis y bacteriemia con su ayuda.

CADUCEUS

En un intento por corregir los errores que arrojaban los resultados utilizando MYCIN (hasta de un 30%), en la década de los 80 aparece este desarrollo. Con esta herramienta ya era posible diagnosticar hasta unas 1.000 enfermedades diferentes, gracias a su desenvolvimiento basado en leyes bayesianas.

XCON

Si los sistema nombrados anteriormente marcaron época en el campo de las ciencias médicas, XCON vino a revolucionar el uso de la herramienta en el mundo empresarial. Conocido inicialmente como R1, estaba basado en reglas. Su efectividad estaba en alrededor del 97%, algo realmente asombroso para la época.

¿Qué tareas pueden realizar estos sistemas?

En esta parte vamos a explicar un poco las diversas tareas que puede realizar un Sistema Experto, sin perjuicio sobre el área de conocimiento para el que haya sido diseñado, ni el tipo de diseño utilizado en su fabricación.

Veamos:

• Monitorización: Al ser capaz de determinar en forma continua el estado en que esté funcionando el sistema donde se encuentra instalado, sirve para adelantarse a algunos problemas que pudieran sobrevenir
• Diseño: Muy útil para evitar omisiones en sectores donde la exactitud juega un rol primordial
• Planificación: Sirve para ordenar de manera ideal actividades que requieren de un desenvolvimiento paso a paso para lograr s realización de manera exitosa
• Control: Una de sus funciones más importantes, ya que está muy relacionada con el buen estado y el mantenimiento de las unidades donde se encuentran instalados los SE
• Simulación: Se puede decir que esta es la actividad primordial de un SE, y las tareas que realice relacionadas con ella, van a depender mucho de la forma en que se haya configurado
• Instrucción: Permite el aprendizaje y la corrección de errores tanto del SE en sí, como del usuario de cualquier nivel que lo utiliza
• Recuperación de información: Su capacidad de razonar adecuadamente según la forma en que haya sido alimentado, le permite recuperar información tanto explícita como no explícita, con funcionalidades que se pierden de vista en este aspecto

Aplicación de los sistemas expertos ¿En qué sectores pueden utilizarse?

Los Sistemas Expertos han demostrado ser ampliamente útiles cuando se trata de gestionar diversas situaciones en muchas áreas. Los sectores que nombramos a continuación saben de los beneficios que proporciona este software.

Sobre todo cuando se trata de manejar gran cantidad de información:

• Militar
• Informática
• Telecomunicaciones
• Química
• Derecho
• Aeronáutica
• Geología
• Arqueología
• Agricultura
• Electrónica
• Transporte
• Educación
• Medicina
• Industria
• Finanzas y Gestión
• Turismo

Sistema Experto e Inteligencia Artificial ¿En qué se diferencian?

Plantearse este tipo de interrogantes es más común de lo que se pueda creer. Para que no tengas problemas a la hora de definir cada concepto, lo primero a saber es que los Sistemas Expertos son una ramificación o subgrupo de la Inteligencia Artificial.

Sin embargo, debemos tener presente que hay quienes lo ven de manera diferente, e insisten en que si bien el desarrollo de la tecnología de SE vino de la mano de personas de la comunidad de la Inteligencia Artificial, cada una de ellas está destinada a usos en áreas más o menos específicas para cada herramienta.