Sistemas Expertos

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Sistemas Expertos

• Caso de Estudio
• Selección de un microcontrolador

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Introducción

• Un Sistema Experto (SE) clásico comienza con una
  serie de preguntas.
• En base a las respuestas genera una
  recomendación.
• Para la recomendación de un microcontrolador se
  debe proveer cierta información sobre el sistema
  en el cual se aplicará.
• El primer paso es colectar la información.

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Ingeniería del conocimiento

• Un sistema basado en reglas se relaciona con un
  dominio.
• Dominio Subconjunto del conocimiento global.
• El proceso de colectar la información sobre el
  dominio es llamado Ingeniería del Conocimiento
  (IC).
• El ingeniero del conocimiento -sin tener que
  convertirse en un experto- debe conocer los
  requerimientos, principios, recursos y fronteras

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Entrevistas y Documentación

• La IC es un proceso iterativo
• Charlas con los clientes (necesidades y
  recursos).
• Estimaciones del tiempo de desarrollo.
• Estudio sobre el dominio (se logra mejor
  comunicación con los expertos).
• Entrevista con el experto.
• Estructura de la información recabada (esbozo,
  diagrama de flujo, etc).
• Código Jess con comentarios.

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Entrevistas

• Debe haber acuerdos entre los clientes y los
  potenciales usuarios del sistema.
• La gente es la mejor fuente de información.
• La gente también recomienda libros, sitios web, y
  a otra gente que puede ayudar a entender el
  dominio del problema.
• Es conveniente no utilizar lenguaje específico de
  programación.

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Reglas potenciales I

• Juguetes especiales, como un auto a control
  remoto requiere alta velocidad de respuesta,
  necesita un ancho de palabra de 32 bits y consume
  bastante energía.
• Un sistema de frenos ABS implementa cálculos
  críticos en tiempo limitado y 16 bits de ancho de
  palabra son suficientes.
• La implementación de un lavarropas es de 16 bits
  y consume bastante energía.

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Reglas potenciales II

• La placa de un mouse óptico requiere más de 80
  MHz de velocidad, 32 bits y consume menos de 4.8
  V.
• Cualquier sistema que requiera cálculos críticos
  en tiempo limitado necesita alta velocidad de
  respuesta.
• Sistemas que requieren bastante energía deben
  contar con placas de más de 4.8 Voltios.
• Una placa de alta velocidad de respuesta debe
  proveer más de 80 MHz.

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Reglas potenciales III

• Características de algunos microcontroladores
  PIC32
• PIC32MX320 4.8 V a 6 V, 80 MHz.
• PIC32MX200 menos de 4.8 V, 80 MHz.
• Características de algunos microcontroladores
  PIC16
• PIC16F1947 80 MHz.
• PIC16F8XX 4.8 V a 6 V.
• PIC16F6XX 80 MHz.

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Reglas en Jess

• (defrule calculos-criticos
• ?t lt- (MAINaplicacion (complejidad-calculos
  "critica") (tiempo "limitado"))
• gt
• (modify ?t (velocidad "rapido")))
• (defrule energia-alta
• ?t lt- (MAINaplicacion (energia "bastante"))
• gt
• (modify ?t (energia (gt 4.8))))

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Revisión de reglas I

• Generalmente, falta información.
• Se debe desarrollar una serie de nuevas preguntas
  y reunirse con el experto nuevamente
  (iteraciones).
• La IC no necesariamente termina cuando comienza
  el desarrollo.
• Se comienza a mostrar un prototipo en las
  entrevistas.
• A veces el ingeniero del conocimiento es también
  un programador.

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Revisión de reglas II

• (defrule calculos-criticos
• ?t lt- (MAINaplicacion (complejidad-calculos
  "critica") (tiempo "limitado") (velocidad nil))
• gt
• (modify ?t (velocidad "rapido")))
• (defrule energia-alta
• ?t lt- (MAINaplicacion (energia "bastante"))
• gt
• (modify ?t (energia 6)))

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Organización de los datos

• Las reglas Jess trabajan por reconocimiento de
  patrones sobre los hechos.
• Para escribir las reglas se debe tener idea de
  cómo serán los hechos y viceversa. Cómo empezar?
• Candidatos para deftemplate micro (un
  microcontrolador específico), usuario (el
  operador del sistema), aplicación
  (requerimientos), pregunta, respuesta,
  recomendación.

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Estructura del sistema

• El recomendador necesita hacer cuatro cosas
• Inicializar la aplicación.
• Ver qué micro recomendar.
• Mostrar al usuario los micros recomendados.
• Estos tres pasos se mapean a tres fases de
  procesamiento Módulos inicio, recomendacion,
  reporte.

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Organización de las reglas

• Defmodules particiona los hechos y las reglas.
• Se necesita decidir qué templates van en cada
  módulo observando qué reglas necesitan acceder a
  los datos.
• Recordar que si dos módulos necesitan compartir
  una plantilla, ésta debe estar en el módulo main.
• Observemos que en nuestro ejemplo tendremos dos
  templates aplicacion y micro en el módulo MAIN.

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Escribiendo el código I

• Se codifica todo el conocimiento al formato de
  las reglas Jess
• (defrule auto-palabra
• ?t lt- (MAINaplicacion (nombre "Auto a
  control remoto"))
• gt
• (modify ?t (palabra 32)))
• Para lanzar el sistema
• (deffunction ejecutar ()
• (reset)
• (focus inicio recomendacion respuesta)
• (imprime-inicio)
• (run))

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Escribiendo el código II

• La activación y el lanzamiento de las reglas
  conduce a la asignación del nombre del
  microcontrolador
• (defrule responder
• ?m lt- (micro (nombre nil))
• gt
• (printout t ?m.nombre crlf))