Mycin - Mycin

MYCIN był wczesnym systemem eksperckim wykorzystującym łańcuch wsteczny , który wykorzystywał sztuczną inteligencję do identyfikacji bakterii powodujących poważne infekcje, takie jak bakteriemia i zapalenie opon mózgowo - rdzeniowych , oraz do zalecania antybiotyków , z dawkowaniem dostosowanym do masy ciała pacjenta – nazwa pochodzi od samych antybiotyków, podobnie jak wielu antybiotyków. mają przyrostek "-mycyna". System Mycin został również wykorzystany do diagnozy chorób krzepnięcia krwi. MYCIN był rozwijany przez pięć lub sześć lat na początku lat 70. na Uniwersytecie Stanforda . Została napisana w Lisp jako rozprawa doktorska Edwarda Shortliffe'a pod kierunkiem Bruce'a G. Buchanana, Stanleya N. Cohena i innych.

metoda

MYCIN działał przy użyciu dość prostego silnika wnioskowania i bazy wiedzy zawierającej ~600 reguł. Zapytałby lekarza prowadzącego program za pomocą długiej serii prostych pytań typu „tak/nie” lub pytań tekstowych. Na koniec dostarczył listę możliwych sprawców bakterii uszeregowanych od wysokiego do niskiego w oparciu o prawdopodobieństwo każdej diagnozy, jego zaufanie do prawdopodobieństwa każdej diagnozy, uzasadnienie każdej diagnozy (tj. MYCIN również wymieniłby pytania i zasady co skłoniło go do uszeregowania diagnozy w określony sposób) oraz zalecanego sposobu leczenia farmakologicznego.

MYCIN wywołał debatę na temat wykorzystania doraźnych , ale pryncypialnych ram niepewności, znanych jako „ czynniki pewności ”. Deweloperzy przeprowadzili badania, które wykazały, że na wydajność MYCIN w minimalnym stopniu wpłynęły perturbacje w metrykach niepewności związanych z poszczególnymi regułami, co sugeruje, że moc w systemie była bardziej związana z reprezentacją wiedzy i schematem rozumowania niż ze szczegółami numerycznego modelu niepewności. Niektórzy obserwatorzy uważali, że powinno być możliwe użycie klasycznych statystyk bayesowskich . Twórcy MYCINu argumentowali, że wymagałoby to albo nierealistycznych założeń niezależności probabilistycznej , albo wymagałoby od ekspertów dostarczenia szacunków dla niewykonalnie dużej liczby prawdopodobieństw warunkowych .

Późniejsze badania wykazały później, że model czynnika pewności rzeczywiście można interpretować w sensie probabilistycznym, i uwypukliły problemy z implikowanymi założeniami takiego modelu. Jednak modułowa struktura systemu okazałaby się bardzo udana, prowadząc do rozwoju modeli graficznych, takich jak sieci bayesowskie .

Połączenie dowodów

W MYCIN możliwe było, że dwie lub więcej reguł może wyciągnąć wnioski na temat parametru o różnej wadze dowodów. Na przykład jedna reguła może stwierdzić, że chodzi o E. coli z pewnością 0,8, a inna, że ​​jest to E. coli z pewnością 0,5 lub nawet -0,8. W przypadku, gdy pewność jest mniejsza niż zero, dowody są w rzeczywistości sprzeczne z hipotezą. W celu obliczenia współczynnika pewności MYCIN połączył te wagi przy użyciu poniższego wzoru, aby uzyskać jeden współczynnik pewności:

Gdzie X i Y są czynnikami pewności. Ten wzór można zastosować więcej niż jeden raz, jeśli więcej niż dwie reguły wyciągają wnioski dotyczące tego samego parametru. Jest przemienny , więc nie ma znaczenia, w jakiej kolejności wagi zostały połączone.

Wyniki

Badania przeprowadzone w Stanford Medical School wykazały, że MYCIN otrzymał ocenę akceptowalności 65% planu leczenia od panelu ośmiu niezależnych specjalistów, co było porównywalne z oceną 42,5% do 62,5% pięciu członków wydziału. To badanie jest często cytowane jako pokazujące możliwość niezgody co do decyzji terapeutycznych, nawet wśród ekspertów, gdy nie ma „złotego standardu” prawidłowego leczenia.

Praktyczne użycie

MYCIN nigdy nie był faktycznie stosowany w praktyce. Nie było to spowodowane słabą wydajnością. Niektórzy obserwatorzy poruszali kwestie etyczne i prawne związane z wykorzystaniem komputerów w medycynie, dotyczące odpowiedzialności lekarzy w przypadku błędnej diagnozy systemu. Jednak największym problemem i powodem, dla którego MYCIN nie był stosowany w rutynowej praktyce, był stan technologii integracji systemów, zwłaszcza w momencie jego powstawania. MYCIN był samodzielnym systemem, który wymagał od użytkownika wprowadzenia wszystkich istotnych informacji o pacjencie poprzez wpisanie odpowiedzi na pytania postawione przez MYCIN. Program działał na dużym systemie współdzielonym czasowo, dostępnym przez wczesny Internet ( ARPANet ), zanim opracowano komputery osobiste.

Największym wpływem MYCIN było w związku z tym zademonstrowanie siły swojej reprezentacji i podejścia do rozumowania. Systemy oparte na regułach w wielu dziedzinach niemedycznych zostały opracowane w latach, które nastąpiły po wprowadzeniu tego podejścia przez MYCIN. W latach 80. wprowadzono „powłoki” systemów eksperckich (w tym jedną opartą na MYCIN, znaną jako E-MYCIN (następnie Knowledge Engineering Environment - KEE )) i wspierały one rozwój systemów eksperckich w wielu różnych obszarach zastosowań. Trudnością, która nabrała rozgłosu podczas opracowywania MYCIN i późniejszych złożonych systemów eksperckich, było wydobycie niezbędnej wiedzy do wykorzystania przez silnik wnioskowania od eksperta z odpowiednich dziedzin do bazy reguł (tzw. „ pozyskiwanie wiedzy wąskie gardło").

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki