UPSC MainsMANAGEMENT-PAPER-II202510 Marks
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Q13.

उपयुक्त उदाहरणों द्वारा विशेषज्ञ प्रणाली के विभिन्न अवयवों का विस्तार से व्याख्या कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देते समय, सबसे पहले विशेषज्ञ प्रणाली को परिभाषित करें और इसके महत्व को रेखांकित करें। मुख्य भाग में, इसके विभिन्न प्रमुख घटकों को स्पष्ट और विस्तृत उदाहरणों के साथ समझाएं। प्रत्येक घटक की भूमिका और कार्यप्रणाली पर प्रकाश डालें। अंत में, एक संक्षिप्त निष्कर्ष दें जो इसके अनुप्रयोगों और भविष्य की संभावनाओं को संक्षेप में प्रस्तुत करे।

Model Answer

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Introduction

विशेषज्ञ प्रणाली (Expert System) कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है जो मानव विशेषज्ञ की निर्णय लेने की क्षमता का अनुकरण करता है। इसे जटिल समस्याओं को हल करने और विशिष्ट क्षेत्रों में सलाह प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहाँ आमतौर पर मानवीय विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। 1970 के दशक में विकसित ये प्रणालियाँ, पारंपरिक प्रोग्रामिंग के बजाय ज्ञान-आधारित तर्क पर निर्भर करती हैं। विशेषज्ञ प्रणाली का उद्देश्य ज्ञान को संरक्षित करना, उसकी उपलब्धता बढ़ाना और निर्णय लेने की प्रक्रिया में सुधार करना है, जिससे गैर-विशेषज्ञ भी विशेषज्ञ-स्तरीय समाधान प्राप्त कर सकें। यह मानव विशेषज्ञता की सीमाओं, जैसे उपलब्धता और लागत, को दूर करने में सहायक है।

एक विशेषज्ञ प्रणाली कई इंटरैक्टिव घटकों से बनी होती है जो मिलकर कार्य करती हैं ताकि मानव विशेषज्ञ के समान प्रदर्शन किया जा सके। इन प्रमुख घटकों को नीचे विस्तार से समझाया गया है:

1. ज्ञान आधार (Knowledge Base)

ज्ञान आधार विशेषज्ञ प्रणाली का सबसे महत्वपूर्ण घटक है, जो किसी विशिष्ट डोमेन से संबंधित विशेषज्ञ ज्ञान को संग्रहीत करता है। यह तथ्यों (facts) और नियमों (rules) का एक विशाल संग्रह होता है, जिसे अक्सर "यदि-तो" (if-then) कथनों के रूप में दर्शाया जाता है। ज्ञान आधार जितना व्यापक और सटीक होगा, विशेषज्ञ प्रणाली उतनी ही बेहतर प्रदर्शन करेगी।

  • तथ्यात्मक ज्ञान (Factual Knowledge): इसमें किसी विशेष डोमेन से संबंधित बुनियादी तथ्य और परिभाषाएँ शामिल होती हैं जो व्यापक रूप से स्वीकृत होती हैं।
  • अनुमानित ज्ञान (Heuristic Knowledge): इसमें विशेषज्ञ के अनुभव-आधारित नियम, अंतर्ज्ञान और "अंगूठे के नियम" (rules of thumb) शामिल होते हैं, जो समस्या-समाधान के लिए शॉर्टकट या प्रभावी रणनीतियाँ प्रदान करते हैं।

उदाहरण: एक चिकित्सा निदान विशेषज्ञ प्रणाली (जैसे MYCIN) में, ज्ञान आधार में विभिन्न बीमारियों के लक्षण (तथ्य), उन लक्षणों के संभावित कारण (तथ्य), और "यदि रोगी को बुखार और खांसी है, तो उसे फ्लू हो सकता है" जैसे नियम (अनुमानित ज्ञान) शामिल होंगे।

2. अनुमान इंजन (Inference Engine)

अनुमान इंजन विशेषज्ञ प्रणाली का "मस्तिष्क" होता है। यह ज्ञान आधार में संग्रहीत ज्ञान का उपयोग करके उपयोगकर्ता द्वारा पूछे गए प्रश्नों का उत्तर देने या समस्याओं को हल करने के लिए तर्क करता है। यह ज्ञान आधार से प्रासंगिक नियमों और तथ्यों को चुनता है और उनका विश्लेषण करके निष्कर्ष निकालता है।

अनुमान इंजन मुख्य रूप से दो रणनीतियों का उपयोग करता है:

  • फॉरवर्ड चेनिंग (Forward Chaining): यह ज्ञात तथ्यों से शुरू होकर निष्कर्षों की ओर बढ़ता है। यदि तथ्य किसी नियम की "यदि" शर्त से मेल खाते हैं, तो नियम को सक्रिय किया जाता है और "तो" खंड में नया तथ्य उत्पन्न होता है।
    • उदाहरण: यदि रोगी को बुखार और खांसी है (तथ्य), तो अनुमान इंजन "यदि बुखार और खांसी, तो फ्लू" नियम को लागू करके निष्कर्ष निकालेगा कि रोगी को फ्लू हो सकता है।
  • बैकवर्ड चेनिंग (Backward Chaining): यह वांछित लक्ष्य या निष्कर्ष से शुरू होता है और उन तथ्यों को खोजने का प्रयास करता है जो उस लक्ष्य का समर्थन कर सकते हैं।
    • उदाहरण: यदि लक्ष्य "रोगी को फ्लू है" है, तो अनुमान इंजन उन नियमों की तलाश करेगा जो फ्लू का निदान करते हैं (जैसे "यदि बुखार और खांसी, तो फ्लू") और फिर यह पता लगाएगा कि क्या बुखार और खांसी जैसे आवश्यक तथ्य मौजूद हैं। MYCIN प्रणाली बैकवर्ड चेनिंग का उपयोग करती थी।

3. उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस (User Interface)

उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस वह माध्यम है जिसके द्वारा गैर-विशेषज्ञ उपयोगकर्ता विशेषज्ञ प्रणाली के साथ इंटरैक्ट करता है। यह उपयोगकर्ता के प्रश्नों को स्वीकार करता है, उन्हें अनुमान इंजन को भेजता है, और फिर अनुमान इंजन द्वारा उत्पन्न समाधान या सलाह को उपयोगकर्ता के समझने योग्य प्रारूप में प्रदर्शित करता है। एक प्रभावी उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस प्रणाली को उपयोग में आसान और सहज बनाता है।

उदाहरण: एक ऑनलाइन टैक्स सलाहकार विशेषज्ञ प्रणाली में, उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस एक वेब फ़ॉर्म हो सकता है जहाँ उपयोगकर्ता अपनी आय, व्यय और कटौती संबंधी जानकारी इनपुट करता है। प्रणाली फिर टैक्स देयता या वापसी का परिणाम प्रदर्शित करती है।

4. स्पष्टीकरण सुविधा (Explanation Facility)

स्पष्टीकरण सुविधा विशेषज्ञ प्रणाली को अपने निर्णय या निष्कर्ष तक पहुँचने के पीछे के तर्क को उपयोगकर्ता को समझाने की अनुमति देती है। यह घटक उपयोगकर्ता को यह समझने में मदद करता है कि प्रणाली ने किसी विशेष सलाह या समाधान पर कैसे पहुंचा, जिससे प्रणाली पर विश्वास बढ़ता है।

उदाहरण: यदि एक ऋण अनुमोदन विशेषज्ञ प्रणाली किसी आवेदन को अस्वीकार करती है, तो स्पष्टीकरण सुविधा बता सकती है कि "आपके क्रेडिट स्कोर कम होने और पिछले तीन महीनों में उच्च ऋण-से-आय अनुपात के कारण आवेदन अस्वीकार कर दिया गया है।"

5. ज्ञान अर्जन मॉड्यूल (Knowledge Acquisition Module)

यह घटक ज्ञान इंजीनियरों और विषय विशेषज्ञों को ज्ञान आधार में नए ज्ञान को जोड़ने, अपडेट करने या संशोधित करने में सहायता करता है। ज्ञान अर्जन एक सतत प्रक्रिया है, क्योंकि विशेषज्ञता विकसित होती रहती है और नई जानकारी उपलब्ध होती है।

उदाहरण: एक नया चिकित्सा अनुसंधान पेपर एक नई बीमारी या उपचार पद्धति की पहचान करता है। ज्ञान अर्जन मॉड्यूल का उपयोग करके, ज्ञान इंजीनियर उस नई जानकारी को ज्ञान आधार में एकीकृत कर सकता है, जिससे प्रणाली की विशेषज्ञता बढ़ जाती है।

इन घटकों का सामंजस्यपूर्ण कार्य विशेषज्ञ प्रणाली को जटिल समस्याओं को प्रभावी ढंग से हल करने और मानवीय विशेषज्ञता को व्यापक रूप से उपलब्ध कराने में सक्षम बनाता है।

Conclusion

संक्षेप में, विशेषज्ञ प्रणाली कृत्रिम बुद्धिमत्ता का एक परिष्कृत रूप है जो ज्ञान आधार, अनुमान इंजन, उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस, स्पष्टीकरण सुविधा और ज्ञान अर्जन मॉड्यूल जैसे विभिन्न घटकों के माध्यम से मानव विशेषज्ञता की नकल करती है। ये प्रणालियाँ चिकित्सा निदान, वित्तीय विश्लेषण और विनिर्माण जैसे क्षेत्रों में अमूल्य साबित हुई हैं, जहाँ वे जटिल निर्णय लेने में सहायता करती हैं और विशेषज्ञ ज्ञान की उपलब्धता को बढ़ाती हैं। भविष्य में, मशीन लर्निंग और डीप लर्निंग के साथ इनके एकीकरण से इनकी क्षमताओं में और वृद्धि होने की संभावना है, जिससे ये अधिक अनुकूलनीय और शक्तिशाली बनेंगी।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

विशेषज्ञ प्रणाली (Expert System)
कृत्रिम बुद्धिमत्ता पर आधारित एक कंप्यूटर प्रणाली जो किसी विशिष्ट डोमेन में मानव विशेषज्ञ की निर्णय लेने की क्षमता का अनुकरण करती है और समस्याओं को हल करने या सलाह देने के लिए ज्ञान आधार और तर्क नियमों का उपयोग करती है।
ज्ञान आधार (Knowledge Base)
विशेषज्ञ प्रणाली का एक घटक जो किसी विशिष्ट क्षेत्र से संबंधित तथ्यों (facts) और नियमों (rules) के संरचित संग्रह को संग्रहीत करता है।

Key Statistics

2023 तक, वैश्विक कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) बाजार का मूल्य लगभग 200 बिलियन अमेरिकी डॉलर था और 2030 तक 2 ट्रिलियन अमेरिकी डॉलर से अधिक होने का अनुमान है, जिसमें विशेषज्ञ प्रणालियाँ विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही हैं।

Source: Statista, Grand View Research

विशेषज्ञ प्रणालियों का उपयोग करने वाले संगठनों ने निर्णय लेने की सटीकता में औसतन 25-30% सुधार देखा है, विशेषकर उन क्षेत्रों में जहां मानवीय विशेषज्ञता दुर्लभ या महंगी है।

Source: विभिन्न उद्योग रिपोर्टें

Examples

MYCIN

MYCIN 1970 के दशक में स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में विकसित एक शुरुआती विशेषज्ञ प्रणाली थी। इसका उपयोग बैक्टेरेमिया और मेनिनजाइटिस जैसे तीव्र संक्रामक रोगों के जीवाणुओं की पहचान करने और एंटीबायोटिक दवाओं की सिफारिश करने के लिए किया गया था। यह बैकवर्ड चेनिंग तर्क का उपयोग करती थी।

DENDRAL

DENDRAL एक और प्रारंभिक विशेषज्ञ प्रणाली थी जिसे 1960 के दशक में विकसित किया गया था। यह रासायनिक विश्लेषण में उपयोग की जाती थी ताकि द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री डेटा का विश्लेषण करके अज्ञात कार्बनिक अणुओं की आणविक संरचना की भविष्यवाणी की जा सके।

Frequently Asked Questions

विशेषज्ञ प्रणाली और पारंपरिक प्रोग्रामिंग के बीच मुख्य अंतर क्या है?

पारंपरिक प्रोग्रामिंग स्पष्ट एल्गोरिदम और निर्देशों का पालन करती है, जबकि विशेषज्ञ प्रणाली ज्ञान-आधारित तर्क का उपयोग करती है। विशेषज्ञ प्रणाली "यदि-तो" नियमों के माध्यम से समस्याओं को हल करती है और मानवीय विशेषज्ञता का अनुकरण करती है, जबकि पारंपरिक प्रोग्रामिंग पूर्वनिर्धारित चरणों का पालन करती है।

ज्ञान इंजीनियर की भूमिका क्या है?

ज्ञान इंजीनियर वह व्यक्ति होता है जो विषय विशेषज्ञों से ज्ञान प्राप्त करता है, उसे संरचित करता है, और उसे ज्ञान आधार में संग्रहीत करता है ताकि विशेषज्ञ प्रणाली उसका उपयोग कर सके। वे यह भी सुनिश्चित करते हैं कि ज्ञान सटीक और अद्यतन हो।

Topics Covered

Information SystemsArtificial IntelligenceExpert SystemsComponentsKnowledge BaseInference Engine