Омар АХ Авадала. Методи і моделі створення природно-мовного інтерфейсу експертної системи медичної діагностики

Краткое описание

Омар АХ Авадала. Методи і моделі створення природно-мовного інтерфейсу експертної системи медичної діагностики : Дис... канд. наук: 05.13.06 - 2006.

Омар А.Х. Авадала. Методи і моделі створення природно-мовного інтерфейсу експертної системи медичної діагностики. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 Автоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології”. Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2005.
У дисертаційній роботі розроблено комплекс знання-орієнтованих методів, моделей, алгоритмів та інструментальних засобів природно-мовного інтерфейсу для підвищення ефективності взаємодії користувачів з експертною системою медичної діагностики (ЕСМД).
Новими науковими результатами є: 1) метод структуризації та подання знань, що оснований на багатозначному численні присутності та теорії категорій і забезпечує найбільш адекватний опис ієрархічних об'єктів медичної діагностики; 2) метод семантичних формальних граматик для опису структур внутрішньої мови, що дозволяє враховувати події і динаміку процесів; 3) багаторівнева модель мови взаємодії для спілкування користувачів з ЕСМД, яка представляє поверхневу структуру тексту у вигляді обмеженої природної мови (ОПМ) і глибинну внутрішню мову системи, що описує семантико-прагматичний (значеннєвий) рівень мови взаємодії; 4) модель внутрішньої мови ЕСМД, що дозволяє більш адекватно представляти процеси предметної галузі у виді аксіоматичних теорій; 5) моделі знань ЕСМД для опису задач диференціальної діагностики захворювань; 6) структура і алгоритми лінгвістичного процесора, що реалізовані у виді комп'ютерних програм природно-мовного інтерфейсу діючої ЕСМД.
Розроблений комплекс методів, моделей і засобів забезпечує підвищення якості й вірогідності результатів медичної діагностики.

У дисертації приведено теоретичне узагальнення і нове рішення актуальної науково-практичної задачі розробки комплексу методів і моделей створення природно-мовного інтерфейсу для ЕСМД на основі логіко-категорного підходу, що дозволяють підвищити ефективність процесу взаємодії користувачів із системою. При цьому отримані наступні наукові і практичні результати:
1. Проведений аналіз існуючих методів, моделей і технологій побудови підсистеми взаємодії користувачів з ЕСМД показав, що вони не дозволяють враховувати такі особливості предметної галузі, як неповнота і суперечливість знань, динамічність і невизначеність об’єктів. В зв’язку з цим обґрунтована необхідність використання логіко-категорного підходу для створення ПМІ.
2. Розроблено метод структуризації і подання знань у ЕСМД, у вигляді логічного методу, теоретичною основою якого є БЧП і теорія категорій, що дозволяє будувати ієрархічні формалізовані АТ об'єктів предметної галузі, враховувати невизначеність і суперечливість знань.
3. Запропоновано метод семантичних формальних граматик для опису структур внутрішньої мови в лінгвістичному процесорі ЕСМД, відмінність від відомих полягає в розширенні апарата формальних граматик семантичними продукційними правилами, що дозволяють враховувати події і динаміку процесів.
4. Для спілкування користувачів з ЕСМД було розроблено модель мови взаємодії. У моделі кожен текст мови взаємодії представляється у вигляді двох підмножин. Підмножини ОПМ, що представляє в плані вираження поверхневу структуру тексту, і підмножини внутрішньої мови системи, що описує в плані змісту семантико-прагматичний (значеннєвий) рівень мови взаємодії.
5. Розроблено модель внутрішньої мови ЕСМД, яка дозволяє адекватно представляти процеси предметної галузі і відрізняється від відомих використанням логіко-категорного підходу до подання знань на основі БЧП. Це забезпечує декларативний спосіб подання знань, що робить систему універсальною і дозволяє без істотної зміни алгоритмів використовувати її в інших предметних галузях.
6. Створена багаторівнева модель ОПМ взаємодії користувачів з ЕСМД, відмінність від існуючих полягає у використанні апарата ССГ і розміченої СССГ для опису поверхневої і глибинної структури мови, використанні єдиного словника синтаксичних і семантичних знань про мову і предметну галузь на різних рівнях, у можливості природним образом перейти від поверхневого представлення текстів взаємодії до структур ВМ ЕС.
7. Розроблені моделі знань ЕСМД на БЧП і внутрішній мові для опису задач диференціальної діагностики захворювань, що підвищують якість (вірогідність) процесу прийняття рішень по встановленню діагнозу.
8. Запропоновані структура й алгоритми лінгвістичного процесора, що реалізовані у вигляді комп'ютерних програм ПМІ діючої ЕСМД і здійснюють перетворення текстів мови взаємодії з одного рівня мови на інший і забезпечують синтез формалізованих АТ логіко-категорних моделей знань про предметну галузь внутрішньою мовою ЕСМД, що підтверджує практичну значимість роботи.
9. Проведено оцінку якості лінгвістичного забезпечення ЕСМД. Розрахунки показали, що застосування розробленої мови взаємодії в 1,2-2,4 рази перевершує по своїм можливостям існуючі мови, дозволяє адекватно описувати процеси предметної галузі і забезпечує користувачів доступними і зручними мовними засобами взаємодії з ЕСМД.
10. Запропоновані методи і моделі створення ПМІ реалізовані у Харківському інституті загальної і невідкладної хірургії у складі ЕСМД і у навчальному процесі Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут».