Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи
Розглядаються питання реалізації експертної діагностичної системи з мірою вираженості симптомів. Пропонується підхід до розв’язання задач діагностики на основі лінгвістичних моделей. Рассматриваются вопросы реализации экспертной диагностической системы с мерой выраженности симптомов. Предлагается по...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Компьютерная математика |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168364 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи / О.О. Провотар // Компьютерная математика. — 2015. — № 1. — С. 85-90. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860181574412140544 |
|---|---|
| author | Провотар, О.О. |
| author_facet | Провотар, О.О. |
| citation_txt | Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи / О.О. Провотар // Компьютерная математика. — 2015. — № 1. — С. 85-90. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Компьютерная математика |
| description | Розглядаються питання реалізації експертної діагностичної системи з мірою вираженості симптомів. Пропонується підхід до розв’язання задач діагностики на основі лінгвістичних моделей.
Рассматриваются вопросы реализации экспертной диагностической системы с мерой выраженности симптомов. Предлагается подход к решению задач диагностики на основе лингвистических моделей.
The problems of implementing expert diagnostic system with a measure of severity of symptoms are considered. The approach to solving problems of diagnostics based on linguistic models is proposed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:02:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
Компьютерная математика. 2015, № 1 85
Экспертные системы,
методы индуктивного
вывода
Розглядаються питання реалізації
експертної діагностичної систе-
ми з мірою вираженості симпто-
мів. Пропонується підхід до роз-
в’язання задач діагностики на
основі лінгвістичних моделей.
О.О. Провотар, 2015
УДК 681.3
О.О. ПРОВОТАР
ДЕЯКІ ПИТАННЯ РЕАЛІЗАЦІЇ
ЕКСПЕРТНОЇ
ДІАГНОСТИЧНОЇ СИСТЕМИ
Вступ. З моменту заснування гомеопатії, як
принципово відмінного за змістом і підхода-
ми в питанні лікування хворих напрямку ме-
дицини, було зроблено значну кількість
спроб реалізації найоптимальнішого підходу
до пошуку ліків, які б в найповнішій мірі
відповідали психосоматичній характеристиці
пацієнта і його індивідуальним проявам за-
хворювання.
Залежно від індивідуального підходу ліка-
ря до пошуку необхідного лікувального за-
собу з усієї сукупності гомеопатичних пре-
паратів (яких на даний момент налічується
більше двох з половиною тисяч) вибір одно-
го максимально відповідного до даного ви-
падку, вимагав і вимагає значної підготовки
в області фармакології та інших суміжних
областях знань. Тому, різними авторами
створювалися спеціальні реперторії, які в
значній мірі сприяли швидкому пошуку не-
обхідних гомеопатичних препаратів. З мно-
жини таких реперторіїв особливо можна ви-
ділити реперторій Дж.Т. Кента, С.М. Богера,
К. Герінга та ін. Проте, для ефективного ви-
користання будь-якого реперторія, необхідне
виконання наступних положень:
знання і розуміння техніки реперторизації;
уміння правильно «взяти випадок»;
знання історії створення реперторія і по-
гляди його автора;
розуміння філософії і ідеології складання
реперторія;
знання обмежень можливостей реперторія;
адаптивність реперторія.
О.О. ПРОВОТАР
86 Компьютерная математика. 2015, № 1
Таким чином, для оптимального вибору необхідного гомеопатичного ліку-
вального засобу необхідні значні інтелектуальні зусилля та деякий час, якими,
в значній мірі, обмежується пропускна спроможність лікаря.
На сьогоднішній день, з розвитком обчислювальної техніки, виникає мож-
ливість створення електронних реперторіїв, які б могли не лише скоротити три-
валість пошуку необхідного препарату, але й на основі використання відповід-
них алгоритмів, сприяти логічному виведенню відповідного результату з конк-
ретною величиною відповідності.
У даній роботі, розглядаються принципи побудови та алгоритми роботи
експертної програми діагностики стану пацієнта, та знаходженням відповідного
набору оптимальних препаратів, що відповідають випадку.
Нейронні мережі в діагностичних системах. Нейронні мережі – зручний
інструмент для розробки програмних систем, орієнтованих на знання, в тому
числі нечіткі. Нейронна мережа приймає деякий вхідний сигнал з зовнішнього
світу і пропускає його через себе з перетворенням у кожному нейроні. Таким
чином, у процесі проходження сигналу по зв’язкам мережі відбувається його
обробка, результатом якої є відповідний вихідний сигнал.
У попередніх версіях діагностичної системи використовувались нейронні
мережі багатошарової структури. Ця структура передбачає, що кожен нейрон
довільного шару зв’язаний з усіма виходами нейронів попереднього шару або з
усіма входами нейронної мережі (у випадку першого шару). Такі нейронні
мережі називаються повнозв’язними. Приклад такої нейронної мережі приведе-
ний далі.
Навчання такої мережі відбувається відомими методами за відомим вхідним
сигналом-симптомом S_1, …, S_5 і вихідним сигналом-препаратом P_1, P_2.
Алгоритм діагностування з мірою вираженості симптомів. Для реалізації
алгоритму діагностування та пошуку відповідного гомеопатичного препарату
використовується реперторій Дж.Т. Кента [1]. В ньому кожному симптому від-
повідає список препаратів розбитих на три групи:
1. Характерні симптоми, які були виявлені в усіх випробуваннях. У репер-
торії Кента вони виділені великими літерами.
2. Симптоми, які виявлені при випробуваннях, але далеко не в усіх
випадках. У реперторії Кента вони виділені курсивом (спостерігалися до
половини випадків 50 %).
3. Симптоми, які виявлені в поодиноких випадках (або не з’являлися
зовсім). Вони зникали на фоні прийому препаратів (підтверджено клінічною
практикою). У реперторії Кента такі симптоми виділені простим шрифтом.
Таким чином, кожен симптом S характеризується списком препаратів P
з відповідними коефіцієнтами вираженості k даного симптому для кожного
окремого препарату (рис. 1):
ДЕЯКІ ПИТАННЯ РЕАЛІЗАЦІЇ ЕКСПЕРТНОЇ ДІАГНОСТИЧНОЇ СИСТЕМИ
Компьютерная математика. 2015, № 1 87
для першої групи k = 3;
для другої групи k = 2;
для третьої групи k = 1.
Приклад семантичної мережі для подання знань в експертній системі пока-
зано на рис. 1.
РИС. 1
Пошук у системі полягає в знаходженні препарату, який покриває макси-
мальну кількість симптомів, що, згідно із законами гомеопатії, визначається
як найбільш подібний (similia відповідний) препарат до симптомів даного
пацієнта.
Нехай на вищеприведеному фрагменті семантичної мережі кожному із
симптомів S1, S2, S3 (згідно реперторія Дж.Т. Кента) відповідає набір препаратів з
відповідними коефіцієнтами вираженості даного симптому (рис. 2). Тобто:
S1(P1, P2, P3), S2(P2, P4), S3(P1, P2, P5), де P1(S1) = 3, P2(S1) = 1, P3(S1) = 1, P2(S2) = 2,
P4(S2) = 3, P1(S3) = 2, P2(S3) = 3, P5(S3) = 3. Тоді пошук відповідного препарату
відбувається наступним чином:
О.О. ПРОВОТАР
88 Компьютерная математика. 2015, № 1
РИС. 2
1. Пошук препаратів, які максимально покривають всю множину симптомів.
Нехай, маємо множину препаратів P_1, що покривають симптом S_1 та множи-
ну препаратів P_2, що покривають симпом S_2. Результат пошуку необхідних
препаратів, що покривають обидва сисмптоми, буде отриманий перетином мно-
жин S_1 ∩ S_2. Кількість ітерацій пошуку рівна кількості симптомів.
2. Знаходження максимального значення P(S)max серед усієї сукупності
відповідних препаратів.
В розглядуваному випадку P1 зустрічається в S1, S3, відповідно, тому P1 =
= P1(S1) + P1(S3) = 5. Аналогічно P2 = P2(S1) + P2(S2) + P2(S3) = 6, P3 = P3(S1) = 1,
P4 = P4(S2) = 3, P5 = P5(S3) = 3. Маємо, найбільш подібний препарат P2, потім P1
і т. д (таблиця).
ТАБЛИЦЯ
Препарат Величина
P2 6
P1 5
P4 3
P5 3
P3 1
ДЕЯКІ ПИТАННЯ РЕАЛІЗАЦІЇ ЕКСПЕРТНОЇ ДІАГНОСТИЧНОЇ СИСТЕМИ
Компьютерная математика. 2015, № 1 89
Запропонований підхід до знаходження найбільш подібного препарату до
симптомів пацієнта досить «жорсткий» у тому розумінні, що коефіцієнти вира-
женості симптомів є фіксованими величинами. У випадку симптоматики з нечі-
ткими коефіцієнтами вираженості використовується інша модель у вигляді нечі-
тких систем логічного виведення [2]. Така модель будується на основі семанти-
чних мереж з коефіцієнтом вираженості симптомів як набір лінгвістичних пра-
вил. Розглянемо для прикладу побудову такої моделі для семантичної мережі з
рис. 2. Нехай x1, x2, x3, є лінгвістичними змінними моделі. Тоді сама модель буде
складатися з одного лінгвістичного правила вигляду:
R: якщо x1 A1 x2 A2 x3 A3, то y B,
де нечіткі множини A1, A2, A3, B визначаються як
A1 = 0.3/P1 + 0.1/P2 + 0.1/P3,
A2 = 0.2/P2 + 0.3/P4,
A3 = 0.2/P1 + 0.3/P2 + 0.3/P5,
B = 0.5/P1 + 0.6/P2 + 0.1/P3 + 0.3/P4 + 0.3/P5.
Використання такої моделі дозволяє знаходити найбільш подібний препарат
у випадку нечіткої симптоматики з довільними мірами з проміжку [0, 1].
Для цього використовується відомий алгоритм визначення виходу лінгвістичної
системи [3], який полягає у виконанні таких кроків:
1) для правила R обчислюємо його рівень істинності
1 1 1 1 2 2 2 2min max( ( ) ( )), max( ( ) ( ))A x A x A x A x
;
2) обчислюємо індивідуальний вихід правила
B (y) = min (α, B(y));
3) обчислюємо агрегатний вихід
B (y) = max ( 1B , 2B , …, mB ),
де 1B , … , mB – індивідуальні виходи кожного правила.
Висновки. Використання лінгвістичних моделей в експертній системі зу-
мовлене тим, що саме вони дозволять найбільш повно врахувати сильні сторони
нечітких систем. Характерною рисою таких систем є те, що вони можуть роз-
глядатися як системи нечітких правил, при цьому налаштування функцій належ-
ності в посиланнях і висновках правил може відбуватися на основі згаданого
вище реперторію.
О.О. ПРОВОТАР
90 Компьютерная математика. 2015, № 1
Таким чином, процес діагностування в системі забезпечується як алгорит-
мами жорстких обчислень за умов чіткої симптоматики, так і алгоритмами на
лінгвістичних моделях у випадку нечіткої симптоматики. Отже, грунтуючись на
фундаментальному результаті Коско про те, що за допомогою лінгвістичних мо-
делей можна апроксимувати з будь-якою заданою точністю будь-яку неперервну
на компакті функцію, з’являється можливість використання нечітких специфіка-
цій для розв’язання задач нечіткої діагностики. Відкритим залишається питання
про ефективність такого використання.
А.А. Провотар
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РЕАЛИЗАЦИИ ЭКСПЕРТНОЙ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ
Рассматриваются вопросы реализации экспертной диагностической системы с мерой выра-
женности симптомов. Предлагается подход к решению задач диагностики на основе лингви-
стических моделей.
О.O. Provotar
SOME ISSUES OF DEVELOPMENT OF EXPERT DIAGNOSTIC SYSTEM
The problems of implementing expert diagnostic system with a measure of severity of symptoms are
considered. The approach to solving problems of diagnostics based on linguistic models is pro-
posed.
1. Дж. Т. Кент. Реперториум гомеопатических препаратов. – Новосибирск: «Книжица»,
2006. – 1056 с.
2. Провотар А.И., Лапко А.В., Провотар А.А. Нечеткие системы логического вывода и их
применение // Кибернетика и системный анализ. – 2013. – № 4. – С. 37 – 45.
3. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы
и нечеткие системы. – М.: Телеком, 2006. – 382 с.
Одержано 02.03.2015
Об авторе:
Провотар Алексей Алексеевич,
младший научный сотрудник
Института кибернетики имени В.М. Глушкова НАН Украины.
Е-mail: aprovotar@gmail.com
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-168364 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2616-938Х |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:02:45Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Провотар, О.О. 2020-04-30T17:54:40Z 2020-04-30T17:54:40Z 2015 Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи / О.О. Провотар // Компьютерная математика. — 2015. — № 1. — С. 85-90. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 2616-938Х https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168364 681.3 Розглядаються питання реалізації експертної діагностичної системи з мірою вираженості симптомів. Пропонується підхід до розв’язання задач діагностики на основі лінгвістичних моделей. Рассматриваются вопросы реализации экспертной диагностической системы с мерой выраженности симптомов. Предлагается подход к решению задач диагностики на основе лингвистических моделей. The problems of implementing expert diagnostic system with a measure of severity of symptoms are considered. The approach to solving problems of diagnostics based on linguistic models is proposed. uk Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Компьютерная математика Экспертные системы, методы индуктивного вывода Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи Некоторые вопросы реализации экспертной диагностической системы Some issues of development of expert diagnostic system Article published earlier |
| spellingShingle | Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи Провотар, О.О. Экспертные системы, методы индуктивного вывода |
| title | Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи |
| title_alt | Некоторые вопросы реализации экспертной диагностической системы Some issues of development of expert diagnostic system |
| title_full | Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи |
| title_fullStr | Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи |
| title_full_unstemmed | Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи |
| title_short | Деякі питання реалізації експертної діагностичної системи |
| title_sort | деякі питання реалізації експертної діагностичної системи |
| topic | Экспертные системы, методы индуктивного вывода |
| topic_facet | Экспертные системы, методы индуктивного вывода |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168364 |
| work_keys_str_mv | AT provotaroo deâkípitannârealízacííekspertnoídíagnostičnoísistemi AT provotaroo nekotoryevoprosyrealizaciiékspertnoidiagnostičeskoisistemy AT provotaroo someissuesofdevelopmentofexpertdiagnosticsystem |