Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)

5-6. szám - XLI. Hidrobiológus Napok: "Vízi ökoszisztémák (taxonómia, biodíverzitás, biomonitorozás, élőhelyek frakmentációja, inváziós fajok biológiája)" Tihany, 1999 október 6-8.

401 Hidrobiológiái vizsgálatokat elősegítő szakértői rendszer Kiss Gábor Közép-Dunántúli Környezetvédelmi Felügyelőség Mérőállomása, 8000. Székesfehérvár, Balatoni u. 6. Kivonat Olyan informatikai szakértői rendszert mutatok be, amely tájékoztatást tud adni a felhasználónak - meghatározott kémiai-biológiai komponensek ismeretében - a Balaton egy kiválasztott térségében a viz aktuális minőségéről, biológiai állapotáról és javaslatot tesz esetleg sürgősen megteendő tájékoztatási kötelezettségekre vonatkozóan A szakértői rendszerek a mesterséges intelligencia kutatásán belül olyan tudásalapú rendszerek, amelyek a beépített szakértői ismeretekre alapozva magas szintű teljesítményi nyújtanak egy szűk problémakör kezelésében, ügy szakértői rendszerrel szembeni elvárás, hogy adjon javaslatokat, legyen a felhasználó számára egyenrangú kérdés-válasz partner, továbbá legyen képes korrekt válaszadás mellett elfogadható magyarázatot és indoklást adni. A vízminósítésben régóta probléma, hogy a nyers vizsgálati eredményeket milyen módon tudjuk a műszaki kollégák, döntéshozók és egyáltalán a nagyközönség számára érthetővé, illetve kezelhetővé tenni. A megszerzett gyakorlati tapasztalat természetesen sokat segíthet ilyen esetekben, de a probléma általános feloldásának egyik ígéretes módját látjuk a szakértői rendszer alkalmazásában Ez a munka is egy erre a megoldás-keresésre tett kísérlet. A hidrobiológiái kutatási terület kiváló alanya lehet egy bizonytalanság-kezeléssel is megerősített szakértői rendszernek. Az 1960-as évektől nemcsak hazánkban, hanem világszerte egyre több gondot okoz a vizeinket ért szennyezések következtében kialakuló eutrofizáció. A jelenség háttere napjainkra többé-kevésbé tisztázódott, de a vízminőség mindennapos vizsgálata, értékelése már korábban is szükségessé tette volna egy közelítőleg pontos szakvélemény kiadását akkor is, amikor a hidrobiológiái "tárgyterületi szakértő" éppen nem elérhető Ekkor (is) jól jöhet egy kéznél levő intelligens hidrobiológiái tanácsadó rendszer! Több olyan globális jelenség felerősödésével is számolnunk kell, melyek közvetlenül is jelentős hatással vannak - és még lesznek is - a vízi élőlényekre. Itt elsősorban az 1990-es évektől egyre erősebb UV-sugárzásra, illetve az ezzel együtt járó magaslégköri ózon-réteg csökkenésére, valamint a felmelegedésre kell gondolnunk. A tanácsadó rendszer ezeket a faktorokat is számításba veszi A szakértő távollétében a gép a favorit, egyedül csak ő tud(hat)ja a helyes választ, meg is mondja - ha megkérdezik. A program Visual Basic-re alapulva készült a Visual Rule Studio szabályrendszerében, elóreláncoló következtetési stratégiával. Járulékos adatbázisként Microsoft Access-t használtam. Az előadáson a program elvi felépítése mellett a működő és különböző valós élethelyzetekben értelmes tanácsot adó szakértői rendszert is szándékozom bemutatni. Meggyőződésem szerint ez az egyszerű működőképes szakértői rendszer egy majdani nagyobb hidrobiológiái tanácsadó rendszemek lehet a magja. Kulcsszavak: mesterséges intelligencia, tudásalapú rendszerek, szakértői rendszer, hidrobiológia, eutrofizáció, vízminőség előrejelzés Bevezetés A vízminósítésben régóta probléma, hogy a nyers vizsgálati eredményeket milyen módon tudjuk a műszaki kollégák, döntéshozók és egyáltalán a nagyközönség számára érthetővé, illetve kezelhetővé tenni. A probléma általános feloldásának egyik ígéretes módját látjuk a szakértői rendszer alkalmazásában A rendelkezésemre álló szakirodalmi hivatkozások alapján: sem hazai, sem külföldi hidrobiológiái szakértői rendszer alkalmazásáról nincs tudomásom. Az irodalomjegyzék kitekintést ad a jelenlegi - elsősorban hazai - mesterséges intelligencia publikációkról. Mesterséges intelligencia A mesterséges intelligencia (MI) az emberi tudás megértésével, valamint az emberi probléma megoldási folyamat utánzásával foglalkozik. A biológiához "legközelebb" álló definíció szerint: "a számítástudomány azon részterülete, amely "intelligens" számítógép programok kifejlesztésének kérdéseivel foglalkozik. Ezek olyan programok, amelyek problémákat oldanak meg, általában tanulnak a korábbi tapasztalatukból, megértenek természetes nyelvű közléseket, képeket értelmeznek. olyan viselkedést mutatnak, amit emberek esetében intelligensnek lehetne nevezni" (Gábor 1988). Szakértői rendszerek és az emberi gondolkodás Társadalmi szempontból a szakértői rendszerek sok közös vonást mutatnak a matematikai modellekkel: mindkettő megbízhatósága sokszor kétséges. Amennyiben a modellező számítógépet ügyetlen, sőt alulképzett alkalmazottak kezelik, akkor nyerhető ugyan intellektuális betekintés, azonban elvész az intuíció. A szakértői rendszerek viszont lehetővé teszik, hogy az ilyen beosztottak jó elemző eredményeket nagyobb valószínűséggel produkáljanak Az eddig elmondottakból körvonalazódhat, hogy a vizsgált munkafolyamatba hova illeszkedhet be a szakértői rendszer Az 1. ábra a szakértői rendszer és az emberi szakértő egy lehetséges kapcsolódását mutatja be. Az ábra felső része az új elem, mely az ábrázolásnak megfelelően képes lehet önállóan is javaslatot kidolgozni a felmerülő probléma megoldására A szaggatott vonal jelzi, hogy rendszerünk kellő felkészítés, "tanítás", tesztelés után alkalmassá válhat közel önálló tanácsadásra is - a szakértő távollétében is A fejlesztői környezet A program fejlesztése két Windows alapú programcsomag együttes alkalmazásával történt. Egyik a Visual Basic (VB), a másik pedig a Visual Rule Studio (VRS). Következtetési rendszer Előreláncoló, előrefelé haladó vagy adatvezérelt esetben a rendszer a kezdőállapotból elindulva, valamely célállapot elérése érdekében, "HA-AKKOR" szabályalkalmazások révén halad előrefelé. Egy ilyen stratégia célként mindig új megoldást állit össze, bizonyos értelemben tehát kreatív. A program rendszerterve A 2. ábrán szereplő két tanácsadó tevékenység jobb megértése érdekében egy újabb "folyamatábrán" a már kissé mélyebb ismereteket is jelöltem (3. ábra): A "Tanácsadás vízvirágzáskor" funkció képezi a jelenlegi szakértői modul alapját. A "Tanácsadás vízmintavételhez" célvezérelt módon egyelőre csak tervezés alatt áll. Adatvezérelt struktúra definiálása A 4. ábrán mellékeljük a hidrobiológiái vizsgálandó szabályrendszer VRS által generált szerkezetét is. Az első démonok az adatbekéréseket követően fognak aktivizálódni. Az első bejelentkező ablakot követően kerülhet sor két ablak (.Medencék" és „Adatbekérés") segítségével a szükséges adatok bekérésére. A 4. ablak megfelelő gombja (Következtetések megjelenítése) indítja a következtető gépet Valamennyi osztály felépítésénél törekedtem a "beszédes" elnevezésekre, melyek különösebb szakmai előképzettség nélkül is érthetők. Felhasználói felületek kialakítása Hét párbeszéd ablakot alakítottam ki Mindegyiknél törekedtem arra, hogy áttekinthető, egyértelmű és esztétikus legyen. A továbblépés lehetőségei A felépített szakértői rendszer jelenlegi állapotában (még) nem alkalmas Web-lapról történő elérésre. A fejlesztés közeli jövője egy ilyen platform kialakítása lesz. Továbbiakban pedig ugyanezen az úton haladva a VB ablakokat lecserélhetjük Web lapokra. A program működéséhez szükséges környezet A gyakorlat alapján a program működéséhez legalább egy IBM kompatibilis Pentium típusú számítógép szükséges (minimum 16 MB RAM 1,2 GB HDD), amelyen a Windows (95/98/NT) verziója fut. Szükséges egyelőre a Visual Basic 6.0 jelenléte is. Információink szerint a Windows 2000 operációs rendszer már tartalmazni fogja a futtatáshoz elengedhetetlenül fontos VB 6.0-s dll állományokat is!