Ripple Down Rules(RDR)이론은 지식베이스시스템을 지식공학구축기술 또는 지식공학자의 도움 없이 특수분야전문가에 의해 효율적으로 유지보수, 구축되어진다. 특히 시스템의 운용 중 지식베이스의 수정을 효율적으로 처리할 수 있다. 본 논문은 단일결론을 생성하는 RDR이론의 확장인 복수(複數)결론(multiple classification)을 유도하는 MCRDR이론에 대하여 설명한다. MCRDR은 복잡한 복수결론을 허락하면서 RDR이론의 최대 장점인 지식베이스의 간편한 유지보수 기증을 유지한다. MCRDR의 KA과정, 기초케이스 문제해결방법, 그리고 복수결론 추론문제에 대하여 논할 것이다. MCRDR시스템의 우수성을 모의전문가를 이용한 시스템 수축과 실험으로 증명해 보일 것이다. 이 실험을 통하여 복수결론을 지원하는 MCRDR이론이 단일결론을 지원하는 RDR이론을 통하여 효율적으로 증명하고, 또한 기존의 기계학습방법과의 차이점도 보여줄 것이다.
전문가시스템은 지식베이스를 이용하여 지식을 추론하는 추론엔진과 해당분야의 전문지식이 쌓여있는 지식베이스로 구성되어진다. 전문가시스템연구에 있어서 지식베이스에 저장되는 지식획득과정의 규명이 가장 핵심적인 연구분야라고 할 수 있다. 전문지식은 일반적으로 지식공학자들이 전문가로부터 전문지식을 획득하여 구현하는 것이 가장 일반적인 방법으로서 많은 전문가시스템 개발방법 이론들은 지식획득과정에서 지식공학자들의 역할을 필수적인 것으로 이해하고 있다. 그러나 지식획득에 관한 광범위한 해결책은 여전히 제시되고 있지 못하며, 이러한 문제점은 전문가시스템의 상용화에 가장 큰 어려움으로 지적되고 있다. 최근에는 이러한 지식획득병목현상을 해결하기 위하여 상황인식론과 같은 지식에 대한 새로운 해석을 기반으로한 지식획득 방법 이론들이 소개되고 있다. Multiple Classification Ripple Down Rules이론은 1995년 소개된 이론으로서 지식의 획득과정을 지식의 유지보수라는 소프트웨어 공학적 개념에서 접근하고 있다. 지식의 획득과정에서 완전무결한 지식의 모델 찾기를 지양하고 지식이란 단계적 확장개념에서 진화한다고 이해한다. 즉 지식베이스의 구축 단계를 개발과 완료가 불가능하다는 관점에서 지식베이스는 끊임없이 유지보수가 필요한 대상으로 이해하고 이러한 유지보수를 가능하게 하는 방법론을 제시한다 MCRDR에서 가장 핵심적인 부분은 지식공학자의 역할을 최소화하고 시스템 내부에서 지식의 관리와 획득을 수행하여 전문가로 하여금 직접적인 지식 입력이 가능하도록 하는 부분이다. MCRDR이론의 경우 여러가지 연구실험을 통하여 실용성이 입증되었고 의료분야에서 상용화 시스템 개발 툴로서 사용되어져 왔다. 그러나 MCRDR이론이 적용된 전문가시스템 들의 경우 MCRDR이론을 기본으로한 개발 툴로서 개발된 시스템들이 아니고 해당분야에서 MCRDR이론을 적용한 엔진을 직접 설계 구현하여 온 것이 사실이다. KEE(Knowledge Engineer for Experts) 시스템은 최근 개발된 MCRDR기반 전문가시스템 개발 툴로서 본 논문에서는 이러한 분야별 전문가시스템 개발을 지양하고 MCRDR이론을 기반으로 한 범용성 있는 전문가시스템 개발 툴의 개발에 관한 연구를 소개한다.
전문가시스템은 지식베이스를 이용하여 지식을 추론하는 추론엔진과 해당분야의 전문지식이 쌓여있는 지식베이스로 구성되어진다. 전문가시스템연구에 있어서 지식베이스에 저장되는 지식획득과 정의 규명이 가장 핵심적인 연구분야하고 할 수 있다. 전문지식은 일반적으로 지식공학자들이 전문가로부터 전문지식을 획득하여 구현하는 것이 가장 일반적인 방법으로서 많은 전문가시스템 개발방법 이론들은 지식획득과정에서 지식공학자들의 역할을 필수적인 것으로 이해하고 있다. 그러나 지식획득에 관한 광범위한 해결책은 여전히 제시되고 있지 못하며, 이러한 문제점은 전문가 시스템의 상용화에 가장 큰 어려움으로 지적되고 있다. 최근에는 이러한 지식획득병목현상을 해결하기 위하여 상황인식론과 같은 지식에 대한 새로운 해석을 기반으로한 지식획득 방법 이론들이 소개되고 있다. Multiple Classification Ripple Down Rules 이론은 1995년 소개된 이론으로서 지식의 획득과정을 지식의 유지보수라는 소프트웨어 공학적 개념에서 접근하고 있다. 지식의 획득과정에서 완전무결한 지식의 모델 찾기를 지양하고 지식이란 단계적 확장개념에서 진화한다고 이해한다. 즉 지식베이스의 구축 단계를 개발과 완료가 불가능하다는 관점에서 지식베이스 끊임없이 유지보수가 필요한 대상으로 이해하고 이러한 유지보수를 가능하게 하는 방법론을 제시한다. MCRDR에서 가장 핵심적인 부분은 지식공학자의 역할을 최소화하고 시스템 내부에서 지식의 관리와 획득을 수행하여 연구실험을 통하여 실용성이 입증되었고 의료분야에서 상용화 시스템 개발 툴로서 사용되어져 왔다. 그러나 MCRDR 이론이 적용된 전문가시스템들의 경우 MCRDR이론을 기본으로한 개발 툴로서 개발된 시스템들이 아니고 해당분야에서 MCRDR이론을 적용한 엔진을 직접 설계 구현하여 온 것이 사실이다. KEE(Knowledge Engineer for Experts) 시스템은 최근 개발된 MCRDR기반 전문가시스템 개발 툴로서 본 논문에서는 이러한 분야별 전문가시스템 개발을 지양하고 MCRDR 이론을 기반으로 한 범용성 있는 전문가시스템 개발 툴의 개발에 관한 연구를 소개한다.
The purpose of the study was to develop an internet nutritional counseling program using an expert system to assist obese people to lose weight through behavior modification. The internet counseling program for weight loss was developed by the accumulation of knowledge dealing with eating habits and exercising behaviors in expert system tool, Knowledge Engineering Agent (KEA) by a dietitian without any help of computer expert. To accumulate knowledge into KEA, survey was performed in 150 obese people, dietitians reviewed and consulted each survey case, and the consulted contents were learned and accumulated into KEA. Survey questionnaire was the same as that of the internet consulting program, and it included general characteristics, dietary habits, lifestyle, and exercise patterns related to obesity. Also, the dietitian selected proper factors inferred from the survey questionnaire of each case, and added the conclusions for them. Conclusions were made for helping clients to correct bad eating behaviors and accumulate good behaviors to lose weight. Counseling was divided into two parts; a two-week part and a daily part. Two-week counseling was performed based on 4 step questionnaires, and daily counseling was done for daily food consumption and physical activity. When clients answered survey questionnaires in a counseling internet program, the recommendations on how to eat, to exercise and to deal with stress in a real time for each case, was given. In conclusion, a counseling internet program for weight reduction can be used to give advices how to deal with obesity in a man-to-man way in a real time using KEA where nutritional knowledge based on behavior modification for weight loss was accumulated.
본 연구에서는 인터넷상에서 일반 대중들이 행동 수정 방법을 통해 올바른 식습관을 비롯한 생활 습관을 가짐으로 체중 감량을 통해 정상적인 체중을 장기간 유지할 수 있도록 하기 위하여 전문가 시스템 툴인 KEA를 사용하여 실시간 상담을 해줄 수 있는 프로그램을 개발하였다. 전문가 시스템인 KEA는 MCRDR 이론을 사용하여 특정 분야의 전문가가 전문가 시스템에 관한 전문지식 없이도 시스템을 직접 구축 운용할 수 있는 환경을 구축하여 지식의 전문가가 직접 지식데이터 베이스를 구축하고 유지.보수하여 저렴한 비용으로 장기간 운영이 가능하다는 장점이 있다. 처음에 KEA로 상담할 수 있도록 지식을 학습시키기 위하여 체중 감량에 관련된 설문지를 작성하여 과체중 또는 비만한 사람 150명을 대상으로 설문을 받아 전문 영양사가 이에 대한 상담을 하고 이것을 KEA에 학습시켰다. 설문지는 인터넷 상담 프로그램과 같은 설문지를 사용하여 각 대상으 비만의 원인, 식습관, 생활습관, 운동 습관을 조사하였다. 체중 감량 상담은 행동 수정 이론을 적용하여 내담자가 스스로 잘못된 식습관 및 생활습관을 수정함으로써 점차 체중을 감량하여 평생 적절한 체중을 유지할 수 있는 방법을 터득할 수 있도록 상담하는 것을 원칙으로 하였다. 지식을 KEA에 학습시키는 방법은 조사한 설문을 바탕으로 case에서 적절한 항목값으로 추출하고 KEA에 지식을 만들기 위한 조건으로 추가한 후 이러한 조건에 맞는 상담 결론을 선택하고 추가하는 방식으로 KEA에 학습시켰다. 이 프로그램은 인터넷을 통해 일반인이 사용할 수 있도록 인터페이스를 만들었고 사용자가 프로그램에 들어가서 실시간으로 전문가의 상담을 받을 수 있다. 사용자가 인터넷 체중감량 상담 프로그램을 사용하기 위하여 화면에 있는 설문에 답을 기입하면 이미 축적된 KEA의 지식으로 실시간으로 상담의 결론을 내려주었다. 만약 사용자의 상황이 KEA에 축적되어 있는 지식으로 결론을 내릴 수 없으면 '결론없음'이라는 말이 뜨게 되고 이때는 전문가각 직접 이 상담 case를 분석하여 KEA에 지식을 축적시켜 점차 KEA의 지식을 확충시켰다. 결론적으로 전문가 시스템인 KEA를 이용하여 체중 감량의 원칙을 행동 수정 방법에 따라서 사용자의 개인에 맞는 방법을 체중 감량을 할 수 있도록 전문가가 일대일로 실시간으로 상담할 수 있도록 하여 건강하게 체중 감량을 할 수 있도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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