7. Ivan Petrović, Valerij Bočvarski, and Violeta Petrović , Expert systems in physics: Methodology and application

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Volume 29: Pages 49-56, 2016



Expert systems in physics: Methodology and application



Ivan Petrović, Valerij Bočvarski, and Violeta Petrović a)



Faculty of Science, Department of Physics, Radoja Domanovića 12, Kragujevac University,

34000 Kragujevac, Serbia



This paper deals with the expert systems, primarily their methodology but also the application. In order to produce reasoning, expert systems are based on logic which provides a systematic framework that emulates the decision-making ability of a human expert. Propositional logic is basic human logic which as such can be expressed in the form of syllogism, greatest Aristotle’s invention in logic. Basically, it consists of three elements: premise 1, premise 2, and conclusion. This form is used as a template for the basic structural element of expert systems, a “rule.” Through rules, we implemented expert knowledge and experience in the expert systems resulting in quantitative and qualitative improvement of analysis of measured data in different areas of physics (atomic, molecular, and nuclear). In the paper, we have also demonstrated a developed methodology that is essentially based on the process of identification and classification of peaks, which results in the reduction of the time needed for analysis of spectra. At the same time, the methodology described permits identification of peaks whose intensities are of the order of noise and which remain unidentified when using classical analysis



Cet article traite les systèmes experts, notamment leur méthodologie et leur application. Afin de ,motive “le raisonnement”, les systèmes experts sont fondès sur la logique qui fournit un cadre/champ d’application systématique qui émule la capacité de prendre la décision d’un expert humain. La logique ,,propositionnelle“ est une logique humane fondamentale qui, en tant que telle, peut être exprimé sous la forme d’un syllogisme, la plus grande invention dans la logique d’Aristote. Essentiellement, un syllogisme est compose´ de trois éléments: Prémisse 1, Prémisse 2 et la conclusion. Cette forme ,de la pensée“ (de raisonnement) est utilisée comme le modèle pour la structure de l’élément fondamental et constitutif des systèmes d’experts –c’est-à-dire règle. En utilisant les règles, on a appliqué les connaissances d’experts et leur expérience sur le thème des systèmes experts. Cela a résulte´ par une amélioration qualitative et quantitative du processus d’analyse expérimentale prise dans divers domaines de la physique (atomique, moléculaire et nucléaire). Dans ce document nous avons expliqué également la méthodologie du processus d’identification et classification des pics, qui a eu pour le résultat la réduction du temps necessaire pour faire l’analyse du spectre. En même temps, la méthodologie décrite permet l’identification des pics dont les intensités sont dans le domaine de bruit et restent non identifiés si on utilise le processus d’analyse classique.



Key words: Expert System; Syllogism; Knowledge; Spectral Analysis.


Received: February 14, 2015; Accepted: December 28, 2015; Published Online: January 28, 2016



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