Формирование отчетов в системе FRANK

Работая над каким-либо отчетом, авторы могут преследовать совершенно различные цели. В одних случаях составляется беспристрастный обзор состояния дел, в других материал отчета должен подвести читателя к определенному выводу (желательному для автора), в третьих — обосновать определенное решение, принятое ранее. От того, с какой целью составляется отчет, зависит и подбор информации в нем, и стратегия ее освещения. Например, готовя обзор состояния исследований в определенной области для научного журнала, автор старается охватить как можно больший материал, в то время как адвокат в своем отчете ограничивается только теми прецедентами, которые интересуют его клиента.

Система FRANK [Rissland et al., 1993] относится к классу систем с доской объявлений,

в которой объединены парадигмы вывода суждений на основе правил и прецедентов и которая предназначена для формирования отчетов по медицинской диагностике. (Название FRANK — искаженная аббревиатура от Flexible Report and Analysis System.) Основной упор при разработке системы был сделан на взаимодействие между целями высокого уровня, которые ставит перед собой автор отчета, и информационными подцелями, такими как извлечение подходящих прецедентов.

В состав системы FRANK входят три главных компонента (рис. 22.3).

Модуль планирования обеспечивает управление функционированием системы. Он выбирает заготовку плана из библиотеки планов, а затем выполняет иерархическое планирование, конкретизируя выбранную заготовку.
Модуль формирования суждений на основе прецедентов и модуль продукционной системы (в действительности эту функцию выполняет модуль OPS5) выполняют логический вывод в предметной области, опираясь на соответствующие базы знаний.
Модуль формирования отчета для пользователя имеет в своем распоряжении разнообразные стратегии, которые базируются на знаниях из области риторики.

Знания, которыми располагает система FRANK, разделены между тремя иерархическими структурами.

В иерархии отчетов отчеты классифицированы соответственно целям их создания. Например, является ли отчет суммирующим или аргументирующим, отстаивающим определенную позицию или нейтральным и т.д.
В иерархии стратегий решения проблем представлены знания о том, как собирать информацию для отчета определенного типа, например как отыскать подходящие данные или как поступать с данными, поддерживающими противоположное заключение.
Из иерархии стратегий презентации система черпает знания о том, как скомпоновать выводы в отчете. Например, стоит ли сначала располагать веские аргументы или лучше начать с анализа достоинств и недостатков альтернативных вариантов.

Рис. 22.3. Архитектура системы FRANK

Поток управления в системе можно описать в терминах последовательности шагов обращения к источниками знаний, которые манипулируют данными на доске объявлений (см. об этом в главе 18). Вместо того чтобы по очереди описывать каждый источник знаний, мы представим основные этапы обработки, в результате которых формируется и выполняется план построения отчета. Исходные данные имеют формат перечня тем (например, нужно ли, чтобы определенная медицинская процедура была подтверждена случаями из практики), а выход системы — это отчет, в котором темы изложены в соответствии с заявленными предпочтениями.

Начальный источник знаний формирует скелет отчета, в котором зарезервированы разделы для определенных фрагментов информации.
Затем формируются стратегии для отдельных разделов, для чего привлекаются другие источники знаний. Стратегии извлекают планы разделов из библиотеки планов.
Специальный источник знаний конкретизирует каждый план и выполняет его, активизируя соответствующую цель. После формирования цепочки "цель—подцель" удовлетворяются цели нижних уровней. Как правило, такие подцели заполняют слоты шаблона отчета.
Другие источники знаний проверяют совместимость разделов отчета. Если противоречия не обнаруживаются, выходной документ формируется в соответствии со стратегией презентации. В противном случае корректируется план.

Таким образом, сначала система на основании введенной пользователем информации выбирает тип отчета. Например, пользователь может запросить у системы отчет с предложением, который должен обосновать определенный диагноз. В этом случае система FRANK выберет отчет типа Diagnosis-with-Alternatives (диагнозы и варианты) и воспользуется стратегией уравнивающее сравнение (equitable comparison), которая назначается для этого типа отчета по умолчанию.

Комбинируя тип отчета и стратегию, система строит определенный план, в котором, в частности, есть место и для информации о прецедентах, подходящих для текущего диагноза. Наиболее подходящий прецедент выбирается по совпадению большинства симптомов с анализируемым случаем, но возможны и другие стратегии.

Например, более аргументированная стратегия может потребовать, чтобы прецедент считался подходящим, если:

он совпадает по большинству симптомов с текущим случаем; Ф имеет совпадающий диагноз;
не содержит никаких свойств, подобных прецедентам, имеющим другой диагноз.

А что произойдет, если не будет найден прецедент, отвечающий перечисленным требованиям? Тогда требования ослабляются (например, убирается последнее из перечисленных), и поиск повторяется.

Формирование запросов к базе прецедентов выполняется под присмотром источника знаний, который играет роль механизма планирования задач. Такие запросы могут быть частичными, т.е. определенные атрибуты запроса заполняются значениями по умолчанию. Этот же модуль обеспечивает различные варианты поведения системы, если поиск не даст результата. В частности, могут быть изменены ограничения на значения параметров в запросе, после чего поиск возобновляется.

Система FRANK поддерживает две методологии формирования суждений на основе прецедентов:

стиль поиска ближайшего соседа, как в системе CHEF;
группирование прецедентов по степени "похожести" в соответствии с определенным набором факторов верхнего уровня, как в системе САТО.

Выбор той или иной методологии зависит от контекста отчета. Например, атрибуты низкого уровня (вроде возраста и пола пациента) могут быть менее важными, чем факторы высокого уровня, используемые для классификации медицинских процедур. Но возможен и такой вариант, когда к определенной проблеме никак не удается применить факторы верхнего уровня и остается полагаться только на атрибуты нижнего уровня.

Такая гибкость в выборе методологии позволяет уравновесить влияние целей высокого уровня и результатов низкого уровня.

Содержание раздела