전문가 시스템이란 어떤 분야의 전문가가 가지고 있는 문제해결능력을 컴퓨터 프로그램화한 것이다. 수박에 관하여 풍부한 지식을 가지고 오랜 경험을 쌓은 전문가들은 수박병에 관해 신뢰성 있는 진단을 내리고 적절히 대응할 수 있다. 하지만 일반 농민들은 병해에 대하여 많은 지식을 가지고 있지 못할 뿐만 아니라 해당 지역에 잘 발생하지 않는 병이 발생했을 때 전문가의 도움을 필요로 하는 경우가 많을 것이다. 본 연구에서는 수박을 오랫동안 재배하여 경험과 지식이 풍부한 전문가로부터 수박병 진단을 위한 규칙을 알아내어 수박병 진단을 위한 전문가 시스템(그림 1)을 개발하였다. (중략)
인터넷이 널리 보급됨에 따라 인터넷상에서 사용 가능한 의료 진단 전문가시스템은 그 중요성이 더 커지고 있다. 인터넷만 사용 가능하면 어디서든지 전문가 시스템에 접근하여 일반인이 질병을 손쉽게 진단할 수 있음은 물론 전문가의 처방도 효과적으로 보조할 수 있다. 그러나 전문가 시스템의 개발은 지식의 전문가가 아닌 시스템의 전문가에 의해서 이루어진다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 지식의 전문가가 시스템에 대한 전문적인 지식 없이도 인터넷 상에서 사용자 인터페이스를 통해 손쉽게 전문가 시스템을 구축할 수 있는 전문가 시스템 개발을 위한 시각적 도구를 설계하고 구현한다. 개발된 도구는 Jess와 Java를 사용해 개발되었으며 따라서 플랫폼에 독립되어 사용될 수 있다.
사출 성형의 초보자도 이용할 수 있으며 사출 성형기의 이력 관리를 할 수 있는, 플라스틱 사출 성형의 진단과 불량대책을 위한 지식 기반 전문가 시스템을 ATR-IM 이라는 범용 전문가시스템 쉘을 이용하여 구현하였다. 지식베이스(knowledge base)는 수지 회사와 관련 서적, 전문가의 경험을 토대로 구축하였으며, 구현된 시스템은 크게 사출 공정 조건 설정 시스템, 사출기 ID에 따른 이력 관리 시스템, 사출성형 불량진단 시스템의 세부분으로 나누어 구성하였다. 본 연구를 통해 제안된 방법에 따라 업체별 사출기 성능에서 오는 공정 조건값의 차이를 사출공정 조건값의 저장에 의해 고려할 수 있으며, 불량 해결에 대한 전문가시스템이 추론 순서 결정을 경험적 확률에 따라 이루어지도록 함으로써 현장에서의 작업 환경을 고려한 전문가시스템이 되도록 하였다.
전문가시스템 개발 도구인 HCLIPS를 이용하여 오이의 병해 및 영양 장애 진단을 위한 전문가시스템이 개발하였다. 농민과의 접견 및 문헌 조사를 통해서 지식베이스를 구축하였으며, 사용자의 이해를 돕기 위해 병해 및 영향 장애의 영상 자료를 포장 촬영 등을 통해서 얻었다. 개발된 전문가시스템을 잘록병 등 11가지의 병해와 질소 결핍 등 12가지의 영양 장애를 진단할 수 있으며, 진단 결과에 대한 상세한 설명과 농약 사용법 등의 방제 대책까지 제공한다. 이 전문가시스템에 대해서 농민 및 전문가들을 대상으로 진단의 정확도 및 사용 편리성을 검증을 수행한 결과, 확신도의 차이는 있었으나 100%의 진단 정확도를 나타냈으며, 검사대상자의 88%가 사용하기에 편리하다고 답하였다.
Fault트리를 기초로 하는 증상 트리 모델을 나프타 열분해로에 대한 지식 모델로 적용하여 이상 진단 전문가 시스템의 지식 베이스로 사용하였다. 이로서 전문가 시스템을 구현하여 실제 공정의 사고 사례와 가상 사고 사례에 적용한 결과 적절한 원인군의 신속한 제시와 각 원인들의 가능성 여부를 판단하는데 적은 시간이 소요되므로 실시간 이상 진단에 적합한 모델임을 확인하였다.
현재 산업의 고도상장과 함께 주기적으로 고장을 진단하여야 하는 기기의 수와 종류도 급속도로 증가하고 있다. 이에 따라 여러 산업 분야에서 고장진단 시스템의 이용이 늘고 있는 추세이다. 이러한 고장진단 시스템은 경험적 고장진단 방식과 모델기반 고장 진단 방식으로 크게 나눌 수 있다. 경험적 고장진단 방식은 전문가가 경험한 사실의 범주에서는 신속하게 고장의 원인을 진단할 수 있지만 전문가가 경험하지 못했던 상황에 대해서는 융통성 있게 진단하지 못한다. 한편 기기의 물리적 기능적 지식을 기반으로 하는 모델기반 고장진단 방식을 변화하는 상황에 적절하게 대처하여 고장의 원인을 진단할 수 있다. 그러나 모델기반 고장진단 방식을 기기의 구조로부터 증상들을 추론하여 원인을 파악하므로 탐색 범위가 넓어 진단속도가 늦다는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 경험적 고장진단 방식과 기기의 모델기반 고장진단 방식의 장점을 결합하여 신속하고 정확하게 고장진단을 할 수 있는 통합방식 고장진단 시스템을 제시한다. 통합방식 고장진단 시스템은 대상 기기의 진단 상태에 따라서 동적으로 적절한 진단 방식을 선택하기 위해서 블랙보드 추론기관을 이용한다. 또한 각 진단방식이 생성하는 가설 및 사실들을 효과적으로 통합하여 추론하기 위해서 제어지식을 정의하여 적용한다. 그리고 사용자와 진단 시스템간에 원활한 의사소통을 위해서 멀티미디어 기반 인터페이스를 채용하여 통합방식 진단 시스템을 구축한다.
본 논문에서는 변전소의 변전설비에 대한 고장진단을 위한 전문가 시스템을 개발하였다. 제안된 전문가 시스템에서는 변전소의 구조적 특성을 효과적으로 이용하기 위하여 두 종류의 새로운 자료 구조를 제안하였다. 먼저 설비 연결자료로, 이는 변전소의 수전단에서 배전단으로 이어지는 계층적 구조를 이용하여 소내 설비들의 전기적 연결상태 인식을 효과적으로 수행할 수 있도록 한다. 다음으로, 각 보호 계전기의 보호 영역 자료를 제안하였는데, 이것은 전문가 시스템 가동시에 자동으로 구성되면, 보호계전기의 주보호 설비 뿐만 아니라 후비보호와 2차 후비보호 등의 설비들을 탐색하여 자료구조에 포함함으로써 추론의 효율을 높였다. 본 전문가 시스템에서는 2단계 추론을 수행하는데, 1단계에서는 설비 연결자료와 보호 영역 자료를 이용하여 고장 후보들을 선정하고 2단계에서는 보호기기 동작간의 인과관계를 이용하여 고장 위치를 파악하고 동작한 보호기기들에 대한 설명을 하도록 하였다. 제안한 전문가 시스템은 실제 154[kV]급 변전소 모형에 적용하여 도출된 결과의 타당성과 수행시간의 실효성을 보였다.
현재 국내에서의 의료 부분의 전문가 시스템에 대한 개발이 시작 단계에 있다. 의료부문 전문가시스템 개발에 있어서 주요 촛점은 관련분야의 전문의들로부터 어떻게 시간적, 비용적 낭비없이 효과적으로 지식 획득(Knowledge acquisition)을 knowledge engineers가 하겠는가이며, 또한 어떠한 체계(Framework)로 전문가 시스템을 구성할 것인가이다. 본 발표에서는 현재 본 연구실에서 CASNET 및 INTERNET를 바탕으로 개발중인 산부인과의 불임 진료 및 내과의 갑상선 질환 진단, 치료에 관련된 전문가 시스템 개발의 초기단계를 보임으로써 의료 관련 전문가 시스템 개발의 일반적인 기본 방향을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 유중 가스 분석법으로 전력용 변압기의 고장 진단을 위한 전문가 시스템을 개발하였다. 유중 가스 분석법을 적용할 때 나타나는 가스 구성비 및 주요 가스 판정 기준, 고장 진단 규칙의 불확실성은 퍼지 집합 및 퍼지 척도를 이용하여 처리하였다. 또한 변압기의 고장 진단 결과는 사고 및 정상을 나타내는 정량화된 지수로 표현하였다. 제안된 고장 진단 전문가 시스템은 한국 전력 공사의 변압기 유중 가스 기록으로 효용성을 입증하였다.
본 연구는 발달장애 영유아를 위한 교육과정중심 진단, 중재, 평가의 연계 체계를 웹상에서 전문가 시스템으로 설계하였다. 이를 위하여 교육과정중심 진단 평가와 웹기반 전문가 시스템에 관한 선행연구와 특수교육에서 공학적 활용에 관한 연구를 분석한 후, 웹기반 전문가 시스템의 전체 구조와 하위 시스템을 체계적이고 구체적으로 설계하였다. 발달장애 영유아를 위한 웹기반 전문가 시스템 설계에서는 정보분석, 최적화, 자료수집, 자료분석, 의사결정으로 중재의 연결 구조를 강조하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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