Paradigmas de sistemas expertos: MYCIN

El sistema experto MYCIN opera sobre una Base de Conocimientos (BC), bien organizada sobre las enfermedades infecciosas, donde el conocimiento es inexacto por lo que el punto central son las técnicas para expresar medidas de opinión, llamadas factores de certeza.

La estructura de control es simple y esta basada en un sistema de producción.
1) Una colección de hechos.
2) Un conjunto de reglas de producción.
3) Un generador de inferencias con encadenamiento hacia delante o hacia a tras (o ambos), junto a una estructura de conocimiento que capacita a la estructura de control para disidir que reglas, de todas las posibles, debe tomar parte en el mecanismo de inferencia.
4) Un mecanismo que realice inferencias, a partir de evidencias inciertas o incompletas..

En MYCIN las agrupaciones de reglas dentro de un determinado contexto se definen en tiempo de generación. El generador de inferencias proporciona una búsqueda dirigida por objetivos o por datos.

La existencia de una estructura de control dependiente del dominio, la hace específica. Por eso se han extraído de MYCIN las partes independientes del dominio para formar el MYCIN “vacio” o “hueco”, EMYCIN. El cual se ha empleado en otros dominios tales como PUFF (cuidado respiratorio intensivo), SACON (calculo de estructuras de ingeniería), GRAVIDA (consejos para el embarazo), CLOT (desordenes de la sangre) y VM (manejo de la ventilación).

Hechos.
(contexto)(parametro)(valor)

El contexto es alguna entidad del mundo real. Ejemplo: un paciente.
Un parámetro es un atributo del contexto. Ejemplo: la edad.
El valor es una particularización del pararámetro. Ejemplo: 25 años.
A cada terna se le asocia un valor de certeza (FC).
FC toma valores en el intervalo (-1, 1) donde -1 es la negación, 0 la ignorancia absoluta y 1 total certidumbre.

Ejemplo:
Organismo 1 – Identidad pseudomonas .8 (La identidad del organismo 1 es, con un factor de certeza 0.8, pseudomonas).

Reglas de producción.

Si premisa entonces acción (FC).

En MYCIN las reglas se definen para poder encadenar hacia delante o hacia a tras. Las reglas se utilizan repetidamente utilizando el conocimiento dependiente del dominio para decidir que reglas se deben considerar, hasta que se de un contenido a los hechos. En algunos casos, las reglas darán contenido a los hechos mediante preguntas al medico.

Ejemplo de reglas:

Si (no se sabe si el organismo fue capaz de desarrollarse en presencia del aire (aerobicamente))
Y (el lugar de cultivo es la sangre)
O (el laboratorio ha intentado que el organismo se desarrolle sin la presencia del aire (anaerobicamente)
Y (el organismo fue capaz de desarrollarse anaerobicamente)
Entonces (hay evidencias de que el organismo es aerobio (.5) O anaerobio (.2).

Las premisas serán verdad si todos los hechos son verdad.

Factor de certeza.

En general:
Si (contexto-parametro-valor (FC1)) y/o (contexto-parametro-valor (FC2)) y/o…….
Entonces (contexto-parametro-valor (FC)).

FCMin(FC1, FC2,….) = RC

Si la regla no venia arrastrando ningún valor de certeza entonces RC se colocara como su factor de certeza (FC) , si ya tenia con un valor IC. Se calculara el FC actual.

FC = IC + |RC| (1- |IC|) 0RC, IC

FC = -(|IC| + |RC| (1- |IC|)) 0RC, IC

IC + RC
Fc = —————- RC . IC 0
1 – min(|IC|, |RC|)

La combinación de –1 y 1 se define como 1.

Este metodo del facto de certeza permite que el sistema se pueda enfrentar al razonamiento de juicios.

Estructura de control dependiente del dominio

El orden de las reglas no es significativo se aplican todas las reglas relevantes hasta que una determinada consigue un objetivo con certeza, en cuyo caso el resto de las reglas se ignora. La relevancia de una regla se define por la estructura del control dependiente del dominio, la cual se organiza como un árbol de contexto donde se organizan los hechos de la BC en una jerarquía, y se utiliza para definir el flujo de la consulta. Las reglas se agrupan en conjuntos de reglas definidas por el conjunto de tipos de contexto de aplicación de las mismas (una regla siempre se refiere a un determinado tipo de contexto).

Obtención de información a partir del usuario.

Las preguntas se hacen o bien cuando fallan las reglas o bien cuando la información ha de provenir del usuario (ejemplo: datos de laboratorio). Se puede reelaborar una pregunta y permite diferentes conjunto de preguntas para usuarios con experiencia y sin ella, y se basa en la propiedad de “preguntar – primero”, el sistema siempre procura primero obtener el valor de un parámetro a partir del usuario.

El diseñador debe proporcionar un medio aceptable de comunicación con el usuario, MYCIN no fue totalmente satisfactorio en ese aspecto, lo cual se resolvió en ONCOCIN.

Facilidades de explicación

MYCIN como muchos otros SE tienen la facilidad de explicar y justificar su funcionamiento, lo cual es útil para funciones educativas. En cualquier momento el usuario puede preguntarle “como” o “porque” , tomo tal decisión. Esto es a través de reglas

Ejemplo:
Si “esta nublado” entonces “va a llover”
“Si “va a llover ”entonces “coger la capa”

Ahora se le puede pregunta al sistema:
Porque “coger la capa”?
Porque “esta nublado” y “va a llover”.

Los Se son el resultado de una serie de consultas entre los constructores del sistema y expertos en el dominio de conocimiento de interés. Este proceso es laborioso y propenso a errores. Los expertos saben normalmente, mas de lo que piensan y no siempre pueden expresar fácilmente sus procesos de ra