특정 문제의 해결을 위한, 전문가 시스템(Expert System)

퍼셉트론(Perceptron)을 만든 로센블래트와 고등학교 동창이던 마빈 민스키 박사의 설전을 통해서 퍼셉트론이 대부분 해결할 수 없다는 것이 알려진 직 후, 인공지능의 1차 겨울이 오고 말았다. 퍼셉트론은 AND, OR, NAND와 같은 선형 문제는 풀 수 있었지만, XOR같은 비선형 문제를 풀 수 없었기 때문이다.

이로 인해 발생한 인공지능의 불신과 함께 인공지능에 투자하는 것이 급격히 줄어들게 되며, 조용히 사라지는 듯 보였지만 최초의 신경망이라고 불리는 퍼셉트론 방식과 다른 방식인 전문가 시스템(Expert System)을 통해서 인공지능은 다시 부활하게 된다.

전문가 시스템은 사실 룰(Rule) 기반 방식을 채택하고 있으며, 수많은 IF ~ ELSE(조건문)으로 만들어진 외관상으로 보이는건 인공지능이지만 실제로는 정교한 프로그램이라 할 수 있다. 아무튼 수많은 조건문으로 만들어진 이 시스템의 몇몇 부분에서는 인간만큼 혹은 그 이상의 훌륭한 성능을 자랑하며, 인공지능이 다시 살아나는 신호탄을 발사하게 되었다.

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인간의 전문적인 지식을 따라하는, 전문가 시스템

전문가 시스템(Expert System)의 개념

- 특정 문제 영역에서 인간 전문가가 의사 결정을 내리는 것과 유사하게 동작하는 컴퓨터 시스템

- 인간이 특정분야에 대해 가지고 있는 지식을 정리하고 컴퓨터에 기억시켜, 인간의 의사 결정을 흉내낼 수 있는 시스템

전문가 시스템의 특징

• 영구적 시스템 : 인간 전문가는 유한하지만, 전문가 시스템은 무한함
• 추론 시스템 : 기존의 지식 사실을 통해 새로운 사실을 추론 가능

전문가 시스템의 구성도와 구성요소

전문가 시스템의 구성도

전문가 시스템의 구성요소

구성요소	설명	비고
설명모듈	- 전문가시스템이 내는 결론에 대해 설명	- 기존 시스템과의 핵심 차별점
추론엔진	- 지식기반으로 정보를 추론하여 전달	- 정방향 추론,  역방향 추론
지식획득시스템	- 전문가와의 인터뷰나 문헌자료 등을 수집하고, 정리하여 컴퓨터에 입력하는 과정	- 자동지식습득으로 변화
지식베이스	- 사실과 규칙을 나타냄  - 도메인과 관련된 문제, 절차 및 고유 데이터를 해결하기 위한 규칙으로 구성	- if-then-else 규칙
사용자 인터페이스	- 전문가가 아닌 사용자가 사용하기 위한 I/F	- 시스템과 상호 작용하여 해결책 모색 가능

인간과 전문가 시스템의 비교

Factor	인간	Expert system
이용가능한 시간	- 일하는 시간 동안	- 항상
이용가능한 공간	- 제한적 공간	- 어디서나
안전성	- 회복불능	- 교체가능
사멸가능성	- 사멸 가능	- 사멸 불가능
성능	- 변화 가능	- 항상 일정
속도	- 변화 가능	- 보통 더 빠름
비용	- 높음	- 적당

전문가 시스템의 사례

MYCIN

- 최초의 전문가 시스템 중 하나

- 중증 감염을 일으킬 수 있는 다양한 박테리아를 식별 할 수 있으며 체중에 따라 약물 추천

DENDRAL

- 화학 분석에 사용되는 인공 지능 기반 전문가 시스템

- 물질의 분광 데이터를 사용하여 분자 구조 예측

R1 / XCON

- 사용자가 원하는 컴퓨터 시스템을 생성하기 위해 특정 소프트웨어 선택 가능

PXDES

- 데이터를 기반으로 환자의 폐암 유형과 정도를 쉽게 결정

CaDet

- 환자의 초기 단계에서 암을 식별 할 수있는 임상 지원 시스템

DXplain

- 의사의 발견에 따라 다양한 질병을 시사 할 수있는 임상 지원 시스템

참고자료

https://medium.com/@sunilpnwr/expert-systems-42715a5a5b14

퍼셉트론(Perceptron) -3 (인공지능의 1차 겨울)

퍼셉트론(Perceptron) - 4 (인공지능의 2차 부흥)