Анотація до роботи:

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».

Публікації автора:

1. Судаков Б.Н., Омар А.Х. Авадала, Фоменко А.А. Подход к синтезу естественно-языковых сообщений по формализованному представлению базы знаний // Системи обробки інформації.- Харків: ХВУ.- 2001.- Вип. 6(16).-С.116-119.

Здобувачем був запропонований підхід до структуризації знань експертної системи.

2. Судаков Б.Н., Омар А.Х. Авадала. Принципы трансляции текстов диалогового взаимодействия пользователей с экспертной системой // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут».-Харків: НТУ ”ХПІ”.- 2002.-№18.- С. 123-126.

Здобувачем були розроблені моделі обмеженої природної і внутрішньої мови для взаємодії користувачів з ЕС, правила виведення, що були використані в процесі трансляції.

3. Судаков Б.Н., Омар А.Х. Авадала. Лингвистический процессор в системе взаимодействия пользователя с экспертной системой // Системи обробки інформації.- Харків: ХВУ.- 2003.- Вип.1.-С.155-160.

Здобувачем було розроблено структуру і алгоритми лінгвістичного процесора, що реалізує взаємодію користувачів з експертною системою.

4. Омар А.Х. Авадала. Общение на естественном языке как процесс преобразования «Текст-Смысл» // Системи обробки інформації.- Харків: ХВУ.- 2003.- Вип. 2.-С.139-144.

5. Судаков Б.Н., Омар А.Х. Авадала. Синтез естественно-языковых сообщений при общении пользователя с экспертной системой // Праці ІІ Міжнар. наук.-техн. конф. «Електронні інформаційні ресурси: проблеми формування, збереження, обробки, розповсюдження, захисту і використання». -К.: УкрІНТЕІ.- 2001.- С.14-15.

Здобувачем був запропонований підхід до синтезу природно-мовних текстів.

6. Омар А.Х. Авадала, Першин А.В., Судаков Б.Н. О формализованной модели языка для взаимодействия пользователей с экспертной системой // Матеріали Міжнар. наук.-практ. конф. «Динаміка наукових досліджень».- Дніпропетровськ: Наука і освіта.- 2002.- Т.1.-С.38-41.

Здобувачем була запропонована модель мови взаємодії користувачів з експертною системою.

7. Судаков Б.Н., Омар А.Х. Авадала. Естественно-языковой интерфейс интеллектуальной экспертной системы // Матеріали II Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми інформатики і моделювання». – Харків: НТУ ”ХПІ”.- 2002.- С.18.

Здобувачем були обґрунтовані структура інтерфейсу експертної системи, а також методи і моделі для його створення.

8. Судаков Б.Н., Омар А.Х. Авадала, Першин А.В. Подход к разработке лингвистического обеспечения экспертной системы // Матеріали 13 Міжнар. наук.-практ. конф. «Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я».-Харків: Курсор.- 2005.- С.53.

Здобувачем були проаналізовані існуючі методи і моделі для створення ПМІ і запропонована методика розробки лінгвістичного забезпечення ЕС.