Педагогика

К.т.н. Радомский В. М.

Самарский государственный технический университет, Россия

Экспертная система поддержки творческой и изобретательной деятельности

Разработанная экспертная система (ЭС) позволяет пользователю - изобретателю генерировать творческие идеи для создания интеллектуальной собственности, блока патентов. В ЭС входят:

1. Консультирующая программа - дает советы по конкретному случаю, используя патентную и другую информацию, статистические данные.

2. Динамическая база данных изобретений - содержит информацию об изобретениях.

3. Обновляющая программа - приводит трассировку процесса выработки рекомендаций.

4. База знаний - содержит фактические знания, касающиеся предметной области (области техники, приемы, физические и другие эффекты и явления, идеи), содержит сведения об имеющейся неопределенности.

5. Программа восприятия знаний - служит для обновления знаний, хранящихся в системе, в процессе ее эксплуатации.

Кодирование информации о патенте - весьма трудоемкая задача, однако эффект от проделанной работы очевиден. Обмен базами данных (знаний) между пользователями (или разработчиками) создает синергетический эффект для каждого участника обмена, у каждого участника в результате будет количество баз, равное количеству участников.

Проблемная область, с которой работает пользователь ЭС, весьма многогранна. Она состоит областей техники (в Международном Классификаторе Изобретений (МКИ) 8 разделов – классов, которые делятся на подклассы. Подклассы, в свою очередь, делятся на разделы, которые состоят из групп, подгрупп).

В настоящее время существуют и развиваются различные методы представления и описания знаний, например, такие, как: продукционные модели, фреймы и другие. Знания – это хорошо структурированные данные, или данные о данных. Другой широко применяемый способ основан на идее интенсионала, который формулирует знания об объектах. Экстенсионал – определяет данные.

Для решения вопросов создания блоков патентов необходимо кодировать патентную информацию по разработанной методике, позволяющей представить следующую информацию о каждом в патенте:

«Номер патента», «Название патента», «Эффект», «Характеристика эффекта», «Действие», «Приемы, разрешающие противоречия», «Описание патента, графики», «Идеи», используемые для поиска новых решений.

ЭС по заданным областям техники и приемам «подсказывает» идеи. При этом специалисту-химику предоставляется информация, связанная с областью химии, физику – физики и т.д. Пользователь может получить доступ ко всей информации, хранящейся в базе знаний. Чем больше информации о предметной области (интеллектуальном пространстве) введено в систему, тем выше вероятность верных решений при исползовании системы.

Фреймовое представление знаний отражает систематизированную в виде единой теории психологическую модель памяти человека. Каждый фрейм имеет «дырки» или «слоты» - основные единицы в языках представления знаний, которые содержат незаполненные значения атрибутов. Слот имеет следующий вид:

{<имя слота>; <f₁>;<v₁> … <f_n><v_n>; <q₁>; … <q_m>},

где:

f_i – имена атрибутов, характерных для данного слота;

v_i – значения для этих атрибутов или множества их значений;

q_i – различные ссылки на другие слоты.

Например, {<Патент>; <Номер патента>, <№217328>; <Авторы>, <Иванов И.И.>; <Бюллетень изобретений>, <Б№27>; <Год, месяц, число>, <1998.12.12>; <Формула изобретения>, <…>; <Область техники>, <Электротехника>; <Эффекты и явления>, <Эффект теплового расширения>; <Действия>, <Микро перемещение>}.

Многолетний опыт работы с ЭС как с инструментом для решения творческих задач позволяет сделать следующие выводы о ее возможностях:

· Она помогает увидеть проблему, понять новую точку зрения, отказаться от шаблонов, приподняться над своим профессиональным уровнем и знанием методов развития творческого воображения.

· Блоки нахождения причинно-следственных связей и функционально-ресурсного анализа ЭС способствуют определению связей в проблеме, отысканию «узких» мест.

· В блоке «Генератор идей» за счет использования приемов, разрешающих технические противоречия, а также физических, химических и других эффектов и явлений, вырабатываются оригинальные идеи решения технических задач.

· Блок морфологического анализа - синтеза является методологическим инструментарием в техническом творчестве, в том числе и в изобретательстве. За счет перегруппировки идей и связей получают технические реализации решений, обладающих новизной.

· «Организация идей» осуществляется в блоке «Многокритериальный выбор решений».

Отметим, что ЭС может использоваться автономно, а также встраиваться в различные автоматизированные системы. Особую роль ЭС необходимо выделить на этапах аванпроекта, системных исследований, организации многовариантного компьютерного проектирования, правовой защиты новых идей и решений. Применение ЭС позволяет:

· повысить творческие возможности проектировщиков и изобретателей, так как в ЭС поддерживаются базы данных и знаний;

· проверить полученные решения на патентную чистоту (в ЭС содержатся базы данных по патентам);

· найти нетрадиционные идеи и направления их развития, используя эвристические, комплексные приемы, эффекты и явления, базу знаний.

Правовая защита конкурентоспособных технологий и продукции на внешнем рынке осуществляется путем создания блоков патентов.

Создание блоков патентов – перспективное направление правовой защиты конкурентоспособных технологий, изделий на внешнем рынке, повышает экономическую безопасность страны. Фактически это означает: обладатель блока патентов – вне конкуренции на рынке инжиниринговых услуг.

Литература

Радомский В.М. Дидактическая система подготовки студентов к инновационной деятельности с использованием средств ИКТ. Монография, Самара, 2010, 307 с.