Hoe maak ik een kennissysteem over

slagwerkinstrumenten

 

(dit voorbeeld hoort bij: Kennissystemen…?)

 

Dit is een voorbeeld van de ontwikkeling van een stukje van een kennissysteem over slagwerkinstrumenten. Stel: jij bent de kennistechnoloog. Wat moet je doen om een kennissysteem te maken over de kennis van iemand die verstand heeft van slagwerkinstrumenten?

 

Allereerst heb je een interview gehouden met de domeinexpert, in dit geval meneer X die alles weet over slagwerk. Met een bandrecordertje onder de arm ben je naar hem toegegaan en hebt hem van alles laten vertellen over dat slagwerk. Weer thuis gekomen heb je het interview helemaal uitgetypt – dat was even doorbijten, maar nu staat de kennis in ieder geval op papier! In het uitgetypte interview heb je vervolgens woorden voor de domeinwoordenlijst met geel gemarkeerd en de kenmerken van die woorden met groen. Een stukje van dat interview is hieronder afgedrukt (dit stukje wordt hierna voor het voorbeeld gebruikt):

 

Het interview

(K = de kennistechnoloog, X = de domeinexpert)

Let op: domeinwoorden en kenmerken zijn steeds maar één keer gemarkeerd.

 

K: Hallo. Alvast bedankt dat u mee wilt werken.

X: Alvast graag gedaan.

 

K: Wat voor soort slagwerkinstrumenten kent u?

X: Slagwerkinstrumenten bestaan al zo lang als de mens bestaat. Dat komt omdat je alles waarmee je een ritmisch geluid kunt maken een slagwerkinstrument zou kunnen noemen. Tegenwoordig gebruiken we vaak moderne slagwerkinstrumenten. Neem bijvoorbeeld een symfonieorkest: daarin heb je meestal pauken, bekkens, triangels en trommels. Voor sommige werken is ook gestemd slagwerk nodig, zoals klokkenspellen, marimba’s of buisklokken.

 

K: Wat betekent dat: ‘gestemd slagwerk’?

X: Je kunt slagwerk verdelen in twee types: gestemd en ongestemd slagwerk. Gestemd slagwerk betekent dat je er verschillende toonhoogtes mee kunt spelen. Met ongestemd slagwerk kan dat niet. De meeste instrumenten, zoals trommels, de triangel en bekkens kun je niet stemmen, dus die zijn ongestemd. Op een marimba of een klokkenspel kun je een melodietje spelen, dus die zijn gestemd. Dat geldt ook voor de buisklokken.

 

K: wat is het verschil tussen de marimba en het klokkenspel?

X: Een marimba is van hout, een klokkenspel en buisklokken van metaal.

 

K: Zijn alle slagwerkinstrumenten met een vel ongestemd?

X: Nee. De meeste trommels kun je niet goed stemmen, dus die zijn ongestemd, maar de pauken kun je wel stemmen. Pauken hebben veel grotere vellen, die je zodanig kunt aanspannen dat er een toon uit komt. Trommels zijn veel kleiner en die geven meestal een doffe klap.

 

Het interview gaat in het echt verder, maar om het voorbeeld kort te houden stoppen we hier. Zo’n interview houden is overigens niet zo gemakkelijk, want jij als kennistechnoloog moet ervoor zorgen dat de domeinexpert a) zijn kennis zo volledig mogelijk verteld, maar b) alleen dingen verteld die nuttig zijn voor het kennissysteem. Helaas kom je er vaak achteraf achter dat er kennis ontbreekt (dat zien we straks) en dan moet je weer terug naar meneer X om nog meer vragen te stellen…

 

Domeinwoordenlijst

In het uitgetypte interview heb je dus een aantal zaken gemarkeerd met een markeerstift. Woorden voor de domeinwoordenlijst (meestal zelfstandige naamwoorden) zijn geel. Kenmerken die bij die woorden horen zijn groen. Een woord of een kenmerk is maar een keer aangestreept. Je hebt een lijst gemaakt van de domeinwoorden. Nu ga je een tabel maken met verticaal de domeinwoorden en horizontaal de kenmerken. Je kruist dan aan welk kenmerk bij welk woord hoort, aan de hand van je interviewtekst. Sommige kenmerken zullen bij meerdere domeinwoorden passen:

 

 

 

Ken-merken

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Woord:

gestemd

On-gestemd

Kun je stemmen

Kun je niet stemmen

Melo-dietje

Van hout

Van metaal

Groot vel

klein

toon

Doffe klap

Pauk

 

 

x

 

 

 

 

x

 

x

 

Bekken

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

Triangel

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

Trommel

 

x

 

x

 

 

 

 

x

 

x

Klokken-spel

x

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

Marimba

x

 

 

 

x

x

 

 

 

 

 

Buisklokken

x

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

De tabel is soms een beetje dom ingevuld. Het lijkt duidelijk dat ‘Gestemd’ hetzelfde betekent als ‘Kun je stemmen’. Maar zo staat het nu eenmaal in het interview en misschien vindt de gebruiker dat later helemaal niet zo vanzelfsprekend.

 

Regelgebaseerd kennissysteem

Je kunt nu gemakkelijk een regelgebaseerd kennissysteem maken door regels af te leiden uit de tabel. Ik schrijf  een paar op (bedenk de rest zelf):

 

 

 

 

Aan de laatste regel zie je dat er kennis mist: er zijn geen kenmerken genoemd die het klokkenspel van de buisklokken kunnen onderscheiden! Je zou aan de domeinexpert moeten vragen wat het verschil is, zodat je het kennissysteem verder af kunt maken.

 

Structureren

Het lijkt niet zo vanzelfsprekend om met de informatie die je hebt, de instrumenten in een hiërarchische structuur te zetten, omdat verschillende kenmerken bij meerdere instrumenten voorkomen. We doen iets anders: de instrumenten kunnen goed geclassificeerd worden. De duidelijkste classificatie is natuurlijk ‘gestemd’ en ‘ongestemd’, maar er zijn meer:

 

Gestemd slagwerk:

Pauk, klokkenspel, marimba, buisklokken

 

Van metaal:

Klokkenspel, buisklokken

Ongestemd slagwerk (ook: kun je niet stemmen):

Bekken, triangel, trommel

 

Groot vel:

Pauk

Kun je stemmen:

Pauk

 

Klein:

Trommel

Kun je melodietje op spelen:

Klokkenspel, marimba, buisklokken

 

Geeft een toon:

Pauk

Van hout:

Marimba

 

Geeft een doffe klap:

Trommel

 

 

Kennissysteem door vragen stellen

Hoewel we met de regels al een regelgebaseerd kennissysteem hebben, is het ook mogelijk een kennissysteem met vragen te maken. De gebruiker moet vragen beantwoorden en zo komt het kennissysteem er langzaamaan achter wat de gebruiker wil weten. Zo’n systeem maken vergt even wat meer denkwerk, maar het valt te proberen:

 

De eerste vraag die gesteld zou moeten worden is de meest algemene vraag. Welke dat is blijkt uit de tabel hierboven (even slim nadenken...), namelijk:

 

Hoort het instrument bij gestemd slagwerk (1) of bij het ongestemd slagwerk (2)?

 

Als het antwoord ‘1’ is, dan blijven 4 van de zeven instrumenten over, anders 3 van de zeven. Stel het antwoord was ‘1’, dan moet volgende vraag de dan meest algemene vraag zijn (daarvoor zijn meerdere mogelijkheden):

 

Kun je er een melodietje op spelen (1) of kun je het stemmen (2)?

 

Als het antwoord ‘2’ is, dan kan het systeem al een beslissing maken, als het antwoord ‘1’ is, moeten er meer vragen gesteld worden. Enzovoorts.

 

Het is niet gemakkelijk om telkens de juiste, meest algemene vraag te vinden. Maar als dat lukt, dan heeft de gebruiker uiteindelijk een heel handig kennissysteem!

 

Hopelijk heb je wat gehad aan dit voorbeeld – omdat het zo’n kort stukje interview is, kun je gemakkelijk wat regels samenstellen. Met een volledig interview wordt dat natuurlijk een stuk lastiger! Als je zelf een kennissysteem wilt maken, kies dan altijd een simpel onderwerp. Je komt er snel achter dat het dan al lastig genoeg is.

 

Succes!

 

Door Hilbert Koetsier

Kunstmatige Intelligentie, Rijksuniversiteit van Groningen

 

(20020122)