AQUISIÇÃO E ELICITAÇÃO DO CONHECIMENTO

Forsythie e Buchanan (1989) fazem uma diferenciação entre Aquisição e Elicitação ou Extração do Conhecimento definindo que: a AC está relacionada com a coleta das informações a partir de um ou mais especialistas ou através de outras fontes de conhecimento (livros, documentos, normas, etc...) até a sua codificação de forma computacional, enquanto que a Elicitação ou Extração do Conhecimento diz respeito às várias técnicas utilizadas na etapa de AC (entrevistas, teachback3, análise de protocolo, etc...), Rezende (2003), também alerta que, estes termos não são sinônimos de AC, mas sim um processo de interação entre um agente humano responsável por construir o SBC, chamado de Engenheiro de Conhecimento (EC) e a fonte humana de conhecimento (o Especialista). Entre as definições do termo Aquisição do Conhecimento (AC), na literatura, têm-se:

● Transferência e transformação da habilidade ou perícia para resolver problemas contidos em alguma fonte de conhecimento para um programa computacional (GENARO, 1986);

● Processo de dispor, codificar e esmerar o conhecimento, o que pode requerer entrevistas com especialistas, consultas a uma biblioteca ou introspecção. A pessoa que empreende a AC deve converter o conhecimento adquirido de maneira que possa ser utilizado por um programa de computador (HARMON, 1988).

A AC é referenciada por vários autores como um dos maiores obstáculos na construção de SBC’s (GENARO, 1986; HART, 1992; GIARRATANO e RILEY, 1998; REZENDE, 2003). Vários são os problemas que tornam a AC uma tarefa difícil. Existe a incompatibilidade de níveis entre seres humanos e máquinas, ou seja, as máquinas exigem que o conhecimento seja expresso explicitamente, porém, nem sempre o especialista está consciente da estrutura do seu próprio conhecimento de maneira detalhada para que a máquina possa raciocinar (CLEAL, 1988). Outra questão é a diferença que existe entre as regras que os especialistas declaram e as regras utilizadas na prática quando resolvem um problema (HART, 1992).

3 _{A entrevista “teachback” consiste de uma conversação entre entrevistador e entrevistado até chegarem a um}

Para tornar mais efetivo o processo de AC, várias técnicas têm sido desenvolvidas para a etapa de elicitação. Elas podem ser classificadas como manuais, semi-automáticas e automáticas. Nas técnicas manuais, o EC é responsável por elicitar o conhecimento do especialista ou de outras fontes e depois codificá-lo em uma base de conhecimento. Contudo, os problemas de comunicação entre o grande número de agentes humanos envolvidos na tarefa (especialistas, EC e programadores) acabam por introduzir ruídos semânticos no processo que podem comprometer a qualidade da base de conhecimento. Uma alternativa que objetiva minimizar esses problemas é a elicitação automática ou semi-automática, na qual se usa uma ferramenta computacional para auxiliar o EC, ou o próprio especialista, a construir a base de conhecimento. Com o uso dessas ferramentas, além de reduzir o número de agentes humanos envolvidos e, por conseqüência, os seus problemas de comunicação, torna-se mais rápido o processo de construção da base de conhecimento. Isto, facilita para o EC ou especialista obter respostas a respeito do comportamento do sistema e identificar possíveis inadequações. Basicamente, as ferramentas de elicitação do conhecimento baseiam-se em algum tipo de conhecimento ou técnica preexistente para apoiar o processo de aquisição (REZENDE, 2003).

4.5.1 Técnicas Manuais para Elicitação do Conhecimento

Este item apresenta as técnicas manuais de elicitação do conhecimento utilizadas neste trabalho. O Apêndice B mostra outras técnicas, que também foram estudadas. Segundo Rezende (2003) as técnicas manuais de elicitação do conhecimento podem ser classificadas e caracterizadas como segue:

a) Baseadas em Descrições

Esta abordagem exige que o EC estude e analise os textos de referência do domínio e produza a base de conhecimento a partir deles. Existem vários problemas com esta abordagem, tais como: inexistência de referências homologadas em um domínio e a necessidade de formação específica para entender os textos de referência.

b) Baseadas em Entrevistas

Envolvem um diálogo direto entre o EC e os especialistas. Esta abordagem não dispensa a investigação bibliográfica, mas a utiliza para criar uma linguagem de senso comum entre especialista e o EC. Existem diferentes tipos de entrevistas que podem ser utilizadas:

b1) Entrevistas Não-Estruturadas

Devem ser feitas na fase de identificação, na qual o escopo e o foco da aplicação são determinados. São conduzidas informalmente, economizando tempo e possibilitando ao EC conhecer

mais rapidamente a estrutura do domínio do problema. Por outro lado, segundo Rezende (2003), dificilmente oferecem uma descrição completa e bem organizada do processo cognitivo do especialista. Os produtos esperados das entrevistas não-estruturadas são o escopo, a lista de referências e um glossário inicial.

b2) Entrevista Estruturada

Identifica os elementos e as relações do domínio. É feita na fase de Prototipagem Inicial, na qual é formulada a descrição do domínio. Esta abordagem se fundamenta em um processo sistemático orientado a um objetivo que leva a uma comunicação organizada entre o EH e o EC. Isso ajuda a evitar distorções decorrentes da subjetividade. As seguintes recomendações gerais podem ser seguidas pelo entrevistador:

● Estudar o material disponível a respeito do assunto para fazer questionamentos que sejam relevantes;

● Revisar as tarefas que o SBC terá de realizar;

● Escalonar formalmente e planejar a entrevista, usando formulários;

● Elaborar algumas amostras de perguntas antes da entrevista;

● Conscientizar o especialista dos objetivos e propósitos das entrevistas e instruí-lo a se preparar com antecedência.

As entrevistas estruturadas têm a desvantagem de poder produzir resultados influenciados pelo entrevistador e, portanto, devem ser planejadas e revistas cuidadosamente. Os produtos esperados das entrevistas estruturadas são: um glossário robusto, um conjunto de casos a serem estudados e uma descrição da tarefa, do domínio, e das limitações.

b3) Acompanhamento de Casos

Feito o modelo de conhecimento a partir da análise do material das entrevistas e das referências, alguns casos devem ser verificados e falhas na descrição do conhecimento, detectadas. Esse processo de detecção de falhas e incompletudes no modelo, é realizado junto com o especialista em entrevistas focadas em informações para preenchimento do modelo.

c) Teachback

Teachback é uma técnica utilizada para validar o conhecimento. Nesta técnica o EC explica alguns conceitos da área ou faz a simulação de tarefas de uma área particular do conhecimento. A técnica permite ao especialista acompanhar o raciocínio do EC sobre um determinado assunto. Deve ser utilizada logo após as técnicas de entrevistas.

d) Técnica Delphi

Delphi é o nome dado para um conjunto de procedimentos para elicitar e refinar a opinião de um grupo de pessoas, tipicamente um painel de especialistas, e foi desenvolvida por Norman C. Dalkey e colaboradores na Rand Corporation (DALKEY, 1967). De maneira geral, o método para aplicação da técnica Delphi consiste em: obter as respostas de cada participante às questões pré-elaboradas, por meio de questionários ou outra forma de comunicação formalizada; fazer iterações (uma ou mais) desses questionários, onde as informações colhidas em cada rodada são controladas e resumidas pelo mediador e realimentada junto ao próximo questionário; e adotar como a resposta do grupo uma estatística representativa das respostas finais (DALKEY, BROWN e COCHRAN, 1969).O Apêndice B mostra mais detalhes da Técnica

Delphi

4.5.2 Técnicas Automatizadas para Elicitação de Conhecimento

Diferente das técnicas manuais de elicitação de conhecimento, que são altamente dependentes da interação do EC com o especialista, e portanto, sujeitas a ruídos semânticos, existem também, abordagens semi-automáticas e automáticas que oferecem parte ou toda a tarefa de aquisição já implementada. Algumas abordagens são específicas do domínio e outras são específicas da tarefa. Algumas enfatizam a interação com o EH, baseando-se em processos psicológicos de elicitação do conhecimento. Outras enfatizam o reuso de componentes de conhecimento disponíveis em bibliotecas, tais como ontologias e métodos de resolução de problemas (REZENDE, 2003).

O Apêndice B mostra algumas das técnicas automatizadas de uso corrente para a concepção de SBC’s. Os próximos parágrafos mostram a técnica semi-automática baseada no reuso da representação e dos mecanismos de inferência, a qual foi utilizada neste trabalho.

As primeiras ferramentas semi-automáticas de AC surgiram a partir da constatação de que a forma de representação e o mecanismo de inferência, utilizados por um determinado SBC poderiam ser reusados em aplicações similares em outros domínios. Por serem produzidas a partir de abstrações sobre SBC’s já existentes, essas ferramentas ficaram conhecidas como shells para SBC’s. As shells evoluíram a ponto de conterem mecanismos de busca e diversas formas de representação do conhecimento prontas para serem configuradas. Com isso, o EC pode focar mais na tarefa de modelagem e desvincular-se significativamente do esforço de implementação do mecanismo de inferência atividade que antes do desenvolvimento das shells, consumia um tempo significativo, porém indispensável para a etapa de representação do conhecimento (REZENDE, 2003).

Este trabalho utilizou a shell FuzzyClips para construção do SBC proposto. Esta decisão reduziu consideravelmente o tempo de desenvolvimento do SBC permitindo uma passagem direta da aquisição para a representação do conhecimento.

4.5.3 Considerações sobre Aquisição de Conhecimento (AC)

Segundo Rezende (2003) embora as ferramentas de aquisição semi-automáticas e automáticas tenham suavizado o processo de AC, elas não eliminaram a dependência do EC. De fato, ainda não existe uma ferramenta que tenha sido usada em escala comercial diretamente com especialistas. Neste sentido, as abordagens automáticas vêm recebendo grande força, dado seu potencial de investigação de registros existentes em larga escala e da liberação do EC.

As técnicas de elicitação do conhecimento não são mutuamente exclusivas, porém ainda falta definir um mapeamento entre as diversas técnicas desenvolvidas e como elas podem ser integradas para resolver os diferentes problemas de aquisição. Algumas metodologias traduzem automaticamente o modelo de conhecimento para alguma linguagem de representação de conhecimento, por exemplo, o Protege-II gera regras de produção para a shell CLIPS e JESS – Java Expert System Shell (REZENDE, 2003).

A área de AC também não se encontra plenamente estabilizada. No estágio atual, não foi estabelecido um consenso sobre o ciclo de vida para o processo de AC com a definição de etapas, dos produtos resultantes de cada etapa e dos métodos a serem utilizados em cada uma delas (RUSSELL e NORVIG, 2004).

Neste trabalho a AC, para desenvolvimento do SBC-Fuzzy, não ficou restrita a um único tipo ou fonte de conhecimento, foi incluído: conhecimento heurístico de EH’s (especialistas na implantação da MCC), conhecimento procedural ou explícito de tabelas, diagramas, fluxogramas, normas e livros. Os Capítulos 5 e 6 mostram mais detalhes do processo de AC utilizado.