UNIVERSIDAD NACIONAL DE LANUS LICENCIATURA EN SISTEMAS Ingeniería de Software Empírica Prof. Adj.: Mg. Ing. Hernán Amatriain Instructor: Lic. Gerónimo Tondato

ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTOS 1. Introducción La adquisición de conocimientos (AC) es el proceso de recolección de información, a partir de cualquier fuente, necesaria para construir un SBC La AC es un proceso gue se produce en paralelo a todas las etapas de construcción del SS.BB.CC, proporcionando a cada etapa del ciclo de vida la información que se requiere en cada momento del desarrollo. Por tanto, la recolección de información no se realiza en un único paso aislado; al contrario, forma parte de cada fase. 2. Fuentes de Conocimientos Pueden sintetizarse en el siguiente cuadro:

La primera etapa en todo proceso de Adquisición de Conocimientos consiste en tener un primer acercamiento al área de conocimiento que domina el experto. Para ello, el IC realizará un proceso de extracción de conocimientos previo a la educción con el experto, consistente en el estudio de las fuentes publicas de conocimiento. Finalizada la extracción de conocimientos, el IC debe estar en condiciones de identificar los principales términos y conceptos del dominio, estando en condiciones de comenzar con el proceso de educción de conocimiento con el o los expertos. 3. Ciclo de Educción de Conocimientos: En toda educción de conocimientos con el experto deben prepararse las sesiones cuidadosamente y planificar su análisis y evaluación. Debe tenerse en cuenta, el siguiente ciclo de educción:

1) Preparación de la sesión: deben tenerse en cuenta los objetivos en esta etapa de la educción así como la granularidad que se espera. Teniendo este norte, deben prepararse cuidadosamente: a. Información a tratar b. Amplitud, profundidad, etc. c. Técnica adecuada a utilizar d. Preparación de las preguntas 2) Sesión: es conveniente que las sesiones duren entre 20 y 40 minutos, para poder aprovechar la misma con el experto y no agotar al mismo durante el proceso de educción. En general se recomienda que no se supere la hora para mantener la concentración y atención del experto. En esta etapa se comienza con un repaso de la sesión anterior y evacuación de las dudas que hayan surgido durante su análisis y evaluación. En general, los pasos e ítems a tener en cuenta son: a. Repaso del análisis anterior (en caso de existir) b. Explicación al experto de los objetivos c. Educción d. Resumen y comentarios del experto 3) Transcripción de la sesión: las sesiones grabadas se transcriben a texto para su análisis teniendo en cuenta las anotaciones que el IC halla realizado durante la educción. 4) Análisis de la sesión: se deben tener en cuenta: a. Primera lectura para la obtención de una visión general b. Extracción de los conocimientos c. Lectura para recuperar detalles olvidados d. Críticas para mejoras por parte de IC 5) Evaluación: realizada la educción y el análisis de la misma, deben plantearse los siguientes puntos: a. ¿Se consiguieron los objetivos planteados al inicio de la sesión? b. ¿Es necesario volver sobre el mismo objetivo? c. ¿Cuál es el número y tipo de sesiones necesarias para cubrir el área faltante?

4. Técnicas de Educción de Conocimientos: 4.1. Entrevistas La entrevista es el método más familiar de adquisición del conocimiento. De una manera muy simple se genera rápidamente una gran cantidad de conocimiento sobre la terminología y los principales componentes del dominio. Esto juega un importante papel en los primeros estadios del proceso de adquisición del conocimiento en orden a conseguir algunos conceptos básicos y establecer una información como marco para lo que vendrá posteriormente. Las entrevistas pueden estructurarse en varios grados y de distintas maneras. Una de las más sencillas es pedir al experto que prepare una exposición de una hora de duración acerca de los principales temas e ideas concernientes al dominio. Posteriormente, una interacción sistemática puede proporcionar información sobre aspectos relevantes con mayor profundidad. Entre las técnicas más utilizadas para realizar entrevistas se pueden destacar las listas generalizadas, los incidentes críticos, y los procedimientos para memorias autobiográficas. Las entrevistas tienen serias limitaciones. Estas aparecen cuando son utilizadas para refinar las versiones preliminares del SE, en un intento de extraer la experiencia esencial que diferencia al experto humano de un programa con un rendimiento inferior. Un aspecto de este problema es intentar representar en forma de reglas, un conocimiento que no es tratable con esas técnicas. Esto no es un mero problema de representación del conocimiento, sino que tiene implicaciones en la adquisición del mismo. Aunque el experto posee claramente el conocimiento, éste puede no ser directamente comunicable en una entrevista y debe ser inferido utilizando otras técnicas.

Las entrevistas pueden clasificarse en: desestructuradas, semiestructuradas y estructuradas. Las desestructuradas realizan preguntas genéricas con la esperanza de obtener la mayor cantidad de información posible. Las semiestructuradas consisten de una entrevista con una serie de preguntas abiertas y puntos que necesitan ser cubiertos. Las estructuradas consisten en una agenda muy formal que comprende preguntas específicas relacionadas a las características del sistema. La Entrevista Tutorial consiste en que el experto le de una lectura sobre la información relevante como respuesta a una sesión de preguntarespuesta. Esto le otorga al experto una gran libertad de expresión y le permite ser el conductor. Sin embargo, la entrevista corre el riesgo de consumir mucho tiempo y ser irrelevante en varios aspectos. 4.2 Protocolos de pensar en voz alta Un método que es a veces usado para entender cómo una persona realiza una tarea es tener una persona que piensa en voz alta durante la realización de una tarea. Mientras esta técnica parezca plausible, tiene una debilidad inherente. El acto de verbalizar es una tarea por sí misma. Puede interferir con la realización de la tarea primaria y causar el reporte de información inexacta. Una consideración adicional es el grado a la que esta tarea debe conformar las condiciones de tiempo real. Por ejemplo resolver un problema de física es una tarea que permite al experto para y ponderar un número de determinadas formulas. A la inversa, volar una nave de alta velocidad podría requerir respuestas inmediatas a continuos cambios de condiciones. La primera de estas tareas puede ser verbalizada más exactamente y con menos efecto en la performance que la segunda. Cuando combinadas con los problemas de logística de tener al experto actualmente haciendo una tarea, la verbalización sola puede no ser un método práctico de adquisición de conocimiento para tareas no deliberadas. En semejantes casos, puede ser útil para el ingeniero del conocimiento observar al experto actualmente haciendo la tarea. La información obtenida de la observación puede ser invaluable para

incrementar el entendimiento del ingeniero del conocimiento de los requerimientos de la tarea. 4.3 Protocolos de discusión Las discusiones de dos expertos tratando de resolver un problema pueden ser grabadas para usar en el seguimiento del proceso. La existencia de dos perspectivas puede crear más información para el ingeniero del conocimiento para analizar y clasificar. La presencia de dos expertos frecuentemente ayudará en la clasificación de alternativas de hacedores de decisiones. Los conflictos en las estrategias de decisión e instancias donde varias estrategias de decisión son igualmente efectivas por análisis de los protocolos de decisión. 4.4 Verbalización Retrospectiva Este acercamiento requiere al experto realizar completamente la tarea e inmediatamente reportar el conocimiento empleado en la misma. Los problemas encontrados cuando se trata de verbalizar durante la tarea son evitados. Acortando el tiempo entre el comportamiento actual y recordando mejora la habilidad del experto para reportar en el proceso cognoscitivo involucrado. Sin embargo, el tiempo entre la performance de la tarea y la subsecuente entrevista deberían ser tan cortos como sea posible. Mientras este acercamiento pueda mejorar el recuerdo en tareas no deliberativas, tiene varias limitaciones. Primero, el conocimiento usado durante la realización de la tarea puede ser olvidado en el período entre la realización y el recuerdo. Este déficit de recuerdo puede ser parcialmente remediado asegurando que el recuerdo ocurra después de la tarea y las tareas sean subdivididas en pequeñas unidades para que la cantidad de conocimiento a ser recordada sea mínima. La segunda limitación es una de las variaciones de la tarea. Wallace usa el proceso de conducir un auto para ilustrar el problema. Para probar beneficios para tener realmente un operador conduciendo alrededor de la cuadra conscientemente atendiendo al proceso. Seguidamente los protocolos generados podrían revelar una relativamente completa

descripción de comportamientos y procesos cognoscitivos involucrados en esa específica conducción. Desafortunadamente, la pericia necesitada para manejar un auto involucra considerablemente más conocimiento que el usado en cualquier viaje. La conducción hipotética alrededor de la cuadra puede no incluir instancias de giro a la izquierda en el tráfico, disminuir velocidad por una zona escolar o desviarse para evitar un congestionamiento. Muchas tareas como esta pericia requerida es aplicada sólo bajo circunstancias especiales. Los errores por omisión suelen ocurrir en las descripciones verbales de estas tareas si las precauciones no son tomadas. El ingeniero del conocimiento debería tratar de juntar todo el conocimiento relevante, no sólo el conocimiento que es aplicado a una tarea específica. Esto puede ser hecho exponiendo al experto del dominio un número aparentemente similar de tareas y anotar las variaciones en la performance de la estrategia. También el experto debería ser instruido para verbalizar cualquier alternativa de decisión que esté “fuera de regla” tanto como aquéllas que actualmente son aplicadas para la tarea particular. Estos procesos permitirán al ingeniero del conocimiento aislar aquellos componentes de los comportamientos del experto que son suficientemente ambiguos para requerir más investigación durante las entrevistas de adquisición de conocimiento. 4.5 Verbalización retrospectiva con una ayuda memoria Después que el experto haya realizado la tarea, una ayuda memoria podría ayudar en recrear los procesos cognoscitivos empleados. La grabación de video o de cintas de la performance del experto y pasando de nuevo partes seleccionadas pueden ser valiosos ayuda memorias para lo que el experto hizo y preguntar para determinar qué pasos específicos fueron tomados y cuáles no. 4.6 Análisis de tareas y protocolo El análisis de tareas se aplica antes que el análisis del protocolo. En esta técnica, se determinarán previamente las limitaciones impuestas por la naturaleza de la tarea. Así, por ejemplo, cuando al resolver un problema de logística se analizó un tema, el protocolo sugirió que la determinación

de los pasos seguidos se alcanzó por azar y solamente por suerte se llegó a la solución. Sin embargo, un análisis de tareas mostró que le problema tenía una fuerte estructura subyacente y que el tema estaba de hecho respaldado por esta propiedad para llegar a la solución. Habiendo identificado las limitaciones impuestas a la tarea, su comportamiento puede ser mucho más predecible. En el método clásico, se graba el comportamiento del experto mientras trabaja en la resolución del problema, y este protocolo es transcripto y analizado, para finalmente convertirlo en un conjunto de reglas de producción que transforman un estado en el siguiente. Este método ha sido utilizado en el sector industrial por Baimbridge, como parte de una terminología de adquisición del conocimiento. Su mérito está en que va más allá de lo que un experto puede explícitamente contar en una situación de solución de un problema para permitir inferencias acerca del conocimiento que está utilizando, pero que no puede ser verbalizado conscientemente. Reconstruyendo la solución, utilizando sistemas de reglas inferidas, puede modelarse el conocimiento del experto. Este método es particularmente útil para extraer información sobre procedimientos que el experto utiliza en la solución de problemas, pero que no puede explicar. Actualmente el análisis de protocolo se desarrolla en dos fases, pues se vio que hacerlo sólo en una resultaba muy perturbador para el proceso. En la primera se le plantean al experto problemas concretos y se le pide que diga todas las decisiones que tomó en la solución de las mismas, que se "listan". Con esta lista, se construyen las partes derechas de las reglas. En la segunda, se vuelve a examinar con el experto cada secuencia de acciones anteriormente registradas y se le pregunta por qué tomó esas acciones, y por qué esas y no otras que al ingeniero del conocimiento pueden parecerle equivalentes o, cuando menos, posibles. Las respuestas obtenidas como consecuencia de haber planteado estas cuestiones, conforman la parte izquierda o condiciones de las reglas. Una vez extraídas las condiciones y acciones para cada regla, se le presentan en conjunto al experto con el fin de generalizarlas.

Los protocolos pueden ser utilizados concurrentemente, tanto en experimentación como en tareas del mundo real. Estos protocolos pueden proporcionar heurísticas útiles o hechos que el ingeniero del conocimiento puede utilizar directamente como conocimiento o indirectamente como metaconocimiento. Las puntualizac iones de los expertos pueden proporcionar información que puede hacer mucho más fácil las subsiguientes interpretaciones y pueden proporcionar datos claves sobre el pensamiento del experto que podrían no haber emergido durante las entrevistas. 4.7 Tareas familiares La idea de este método es observar al experto cuando lleva adelante tareas que usualmente ejecuta. En esta observación el Ingeniero de Conocimiento debe establecer: [a] Las similitudes y diferencias establecidas por el experto de entre el problema en curso de solución y otros resueltos previamente, [b] Las diferencias de términos y categorías establecidas por el experto y [c] La habilidad puesta en juego por el experto para inferir nueva información y plantear nuevas hipótesis. Se debe documentar la información obtenida en estas observaciones para utilizarla en la profundización de áreas específicas del conocimiento del experto en posteriores entrevistas. 4.8 Tareas de procesamiento restringido La idea de este método consiste en recurrir a distintas técnicas para deliberadamente forzar al experto a que comprima o altere las estrategias de razonamiento. Las técnicas mencionadas pueden ser: a) Limitar la cantidad de tiempo que el experto tiene para absorver información. b) Limitar la cantidad de tiempo que el experto tiene para emitir juicios.

c) Elaborar cuestionarios sobre puntos específicos del problema a resolver. d) Aplicar el método de tareas familiares simuladas que consiste en cuestionar al experto a partir de información de archivo. e) Aplicar al método de escenarios que consiste en forzar al experto a que establezca analogías entre casos similares. f) Aplicar el método de restricciones combinadas que puede ser descripto por el siguiente algoritmo: COMIENZO • Tomar un caso de estudio. • Tomar la información pertinente al diagnóstico de la solución. • Recortar la Información. • Suministrar la información resultante al experto de campo. • Observar las diferencias entre el diagnóstico dado por el experto de campo y el diagnóstico dado en el caso de estudio. FIN 4.9 Tareas de información limitada. La idea de este método consiste en explorar alternativas que en una primera recopilación de información no han sido suministradas por el experto; tomando cada tarea y profundizando sobre aspectos que al experto puedan parecerle más relevantes. Puede comenzarse con el método de tareas familiares para recopilar información y profundizar utilizando las técnicas de procesamiento restringido.

4.10 Análisis de Protocolo