Systém SHINE Expert - SHINE Expert System

Kosmická loď Health Inference Engine (SHINE) je nástroj pro vývoj softwaru pro znalostní systémy a byl vytvořen jako produkt pro výzkum a vývoj Umělá inteligence Group, Information Systems Technology Section ve společnosti NASA / JPL splnit mnoho z jejich náročných a přísných cílů AI pro současné i budoucí potřeby. Systém je nyní pravidelně používán v základním a aplikovaném výzkumu AI na JPL. SHINE byl vyvinut jako systém, který byl navržen tak, aby byl dostatečně efektivní pro provoz v reálném čase a aby jej mohly využívat aplikace jiné než LISP napsané v konvenčních programovacích jazycích, jako jsou C a C ++. Tyto aplikace, které nejsou LISP, mohou být spuštěny v distribuovaném výpočetním prostředí na vzdálených počítačích nebo v počítači, který podporuje více programovacích jazyků. Poskytuje řadu zařízení pro vývoj softwarových modulů pro primární funkce ve znalostních motorech uvažování. Systém lze použít k vývoji aplikací umělé inteligence i specializovaných nástrojů pro výzkumné úsilí.

Znalostní systémy pro automatické plánování úkolů, monitorování, diagnostika a další aplikace vyžadují různé softwarové moduly založené na konceptech umělé inteligence a pokročilých programovacích technikách. Návrh a implementace modulů vyžaduje značné programátorské nadání a čas a zázemí v oblasti teoretické umělé inteligence. Velmi žádané jsou sofistikované nástroje pro vývoj softwaru, které mohou urychlit výzkum a vývoj nových aplikací umělé inteligence. Za tímto účelem byl vyvinut systém SHINE. Součástí systému jsou zařízení pro vývoj procesů uvažování, paměťových datových struktur a znalostních bází, tabule systémy a spontánní výpočetní démoni. Výpočtová účinnost a vysoký výkon jsou u softwaru umělé inteligence obzvláště důležité.

SHINE je optimalizační systém založený na kompilátoru. Když je aplikace vyvinuta pomocí SHINE, je nejprve přeložena do kódu Common LISP a poté předána rozsáhlým optimalizátorem. SHINE generuje přizpůsobený kód pro každou aplikaci. Na rozdíl od mnoha komerčních systémů neexistují pro provedení žádné střední úrovně interpretace. Programy SHINE jsou spouštěny přímo interpretem LISP a kompilovány přímo kompilátorem LISP. To znamená mnohem vyšší rychlost a lepší přenositelnost na jiné stroje. SHINE je sada softwarových nástrojů na vysoké a nízké úrovni, které mají pomoci při vytváření samostatných systémových aplikací, skořápek a nástrojů založených na znalostech. SHINE přichází s knihovnami, které implementují nejběžnější techniky a reprezentace řešení problémů. To znamená, že můžete využít klasická řešení AI, která byla rozsáhle používána a testována jinými uživateli. Tyto knihovny lze také rozšířit o vaše vlastní techniky a reprezentace řešení problémů. Zařízení SHINE jsou vyvolána přímo programátorem v Společný Lisp Jazyk. Pro lepší účinnost je zahrnut optimalizační kompilátor, který generuje vysoce optimalizovaný běžný kód LISP. SHINE umožňuje integrovaný software napsaný v jiných programovacích jazycích, jako je C, C ++, a také umožňuje softwaru vyvinutému v systému, aby byl součástí větších, neobvyklých aplikací LISP.

Pozadí

Původními vynálezci SHINE jsou Mark L. James a David J. Atkinson. SHINE je vysokorychlostní expertní systém a inferenční engine založený na zkušenostech, požadavcích a technologiích, které v průběhu let shromáždila skupina pro výzkum umělé inteligence v NASA / JPL při vývoji expertních systémů pro diagnostiku zdraví kosmických lodí.[1] SHINE je založen na technologii, kterou poprvé vyvinuli James a Atkinson pro systém „STAR * TOOL“.[2] Samotný SHINE vyplynul z aplikace této technologie v projektu nazvaném „Pilot kosmického zdraví s automatizovaným uvažováním“ (SHARP). SHARP si klade za cíl automatizovat a poskytovat odborné konzultace se systémy pracovníkům provozujícím kosmické lety, kteří monitorují a diagnostikují robotické kosmické lodě na vědeckých misích, jako je Cestovatel kosmická loď.[3][4]

Získávání a implementace znalostí od odborníků je neefektivní a bolestivý proces pro většinu projektů implementace automatizace. Fáze je často natolik obtížná, že je ohrožen úspěch automatizačního projektu jako celku. Následující text popisuje systém s názvem Spacecraft Health Inference Engine (SHINE), který poskytuje řadu řešení tohoto problému. SHINE je nejmodernější řešení pro problémy umělé inteligence (AI) a jiných než AI, které bylo doposud nemožné nebo nepraktické vyřešit.

Je určen pro ty oblasti vyvozování, kde má zásadní význam rychlost, přenositelnost a opětovné použití. Mezi takové oblasti patří monitorování, kontrola a zdraví kosmických lodí, telekomunikační analýzy, lékařské analýzy, finanční a akciové trhy, detekce podvodů (např. Bankovní a kreditní karty), robotika nebo v podstatě jakékoli oblasti, kde rychlá a okamžitá reakce na vysokou rychlost a rychle se měnící údaje jsou povinné.

SHINE byl nezávisle vyhodnocen UC Berkeley a bylo prokázáno, že významně překonává komerčně dostupné odvozovací motory, jako jsou RTI a ART. Provádí přibližně 500 000 000 plus pravidla za sekundu spuštěné na standardním počítači se systémem Windows.

  • SHINE je napsán v Common LISP a lze jej snadno spustit na jakémkoli systému, který jazyk podporuje. Bylo úspěšně bez problémů propojeno s mnoha systémy, které nejsou LISP.
  • Beyond Limits má licenční práva Caltech ke všem komerčním aplikacím SHINE.[5] V současné době pracují na vylepšení produktů a komerčních technologií technologie SHINE a také na několika aplikacích systému Expert System ve zdravotnictví, energetice, telekomunikacích, financích, výrobě a dalších trzích IoT.

SHINE byl použit v následujících aplikacích NASA a jiných než NASA

  • Pilot kosmického zdraví pro automatické uvažování (SHARP) pro diagnostiku telekomunikačních anomálií během setkání Neptun Voyager (VGR).[6]
  • Galileo (GLL) mise pro diagnostiku problémů v subsystému Power and Pyro Subsystem (PPS).
  • Magellan (MGN) mise pro diagnostiku telekomunikačních anomálií v subsystému TELECOM.
  • Engineering Analysis Subsystem Environment (EASE), což je operační prostředí pro provozování velkého počtu kosmických lodí současně, udržování vysoké úrovně spolehlivosti a zvyšování produktivity prostřednictvím sdílených zdrojů a automatizace.
  • Extrémní průzkumník UltraViolet Explorer (EUVE) pro snížení pracovní směny o 3 až 1 směnu pomocí umělé inteligence.
  • Pracovník odpovědný za dokumenty (FIDO) pro misi EUVE. což je automatizovaný systém, který pomáhá při získávání odborných znalostí, přístupu a publikačních schopnostech pro bezpečnou správu složitých systémů při snižování počtu zaměstnanců a provozu „světel“.
  • Stochastic Problem Obviation Tracker (SPOT) pro misi EUVE, který zachycuje a hlásí příslušné statistické informace uživateli na základě operací v prostředí FIDO.
  • Program je licencován společností Beyond Limits pro použití s ​​jejich technologií umělé inteligence.
  • Zvažuje to lékařská společnost pro diagnostiku rakoviny tlustého střeva v reálném čase v reálném čase.
  • Zvažováno lékařskou společností za expertní systém pro řízení robotických systémů používaných v oční chirurgii.

externí odkazy

Reference

  1. ^ Atkinson, D.J., „Umělá inteligence pro monitorování a diagnostiku robotických kosmických lodí.“ Disertační práce. School of Electrical and Computer Engineering, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, ISSN 0282-5406; č. 237. ISBN  91-7032-755-6. 1992.
  2. ^ James, Mark a Atkinson, David, „STAR * TOOL - Prostředí a jazyk pro implementaci expertních systémů“, JPL Report NTR C-1736, Jet Propulsion Lab., California Inst. Tech .; Pasadena, CA, Spojené státy. 19. srpna 1988.
  3. ^ Atkinson, D.J., Doyle, R.J, James, M.L., Kaufman, T., Martin, R.G., „Spacecraft Health Automated Reasoning Prototype (SHARP): The fiscal year 1989 SHARP portability evaluations task for project Voyager NASA Solar System Exploration Division.“ Technická zpráva NASA, číslo NASA-CR-187338, JPL-PUBL-90-20, Jet Propulsion Lab., California Inst. Tech .; Pasadena, CA, Spojené státy. 18. srpna 1990.
  4. ^ Atkinson, D.J., James, M.L., Lawson, D. Martin, R.G. a Porta, H. "Automatizované monitorování kosmických lodí ". Mezinárodní konference IEEE o systémech, člověku a kybernetice. IEEE: Los Angeles, CA. 4. - 7. listopadu 1990. DOI: 10.1109 / ICSMC.1990.142222 756 - 761
  5. ^ Tisková zpráva, VIASPACE. Vyvolány 15 August 2014. VIASPACE oznamuje licencování nejrychlejšího odvozovacího motoru na světě - SHINE - od společnosti Caltech
  6. ^ Martin, R.G., Atkinson, D.J., James, M.L, Lawson, D.L. a Porta, H.J., “Zpráva o SHARP (Spacecraft Health Automated Reasoning Prototype) a setkání Voyageru Neptun „Technická zpráva NASA, číslo NASA-CR-187810, NAS 1.26: 187810, JPL-PUBL-90-21, Jet Propulsion Lab., California Inst. Of Tech .; Pasadena, CA, USA. 15. srpna 1990.