Тема: «Архитектура и основные составные части интеллектуальных Систем»

В лекции рассмотрены различные подходы к построению ИС, а также архитектура ИС, основные их части и особенности.

Имеется, по крайней мере, две точки зрения на то, что следовало бы считать искусственным интеллектом. Первую можно назвать нейробионической. Ее сторонники ставят перед собой цель воспроизвести искусственным образом те процессы, которые протекают в мозгу человека, это путь изучения естественного мозга, выявление способов его работы, создания технических средств для повторения биологических структур и протекающих в них процессов.

Вторая точка зрения, доминирующая в проблеме искусственного интеллекта, может быть названа информационной. Сторонники информационного исхода считают, что основной целью работ в искусственном интеллекте является не построение технического аналога биологической системы, а создание средств для решения задач, традиционно считающихся интеллектуальными.

Информационная точка зрения в свою очередь неоднородна. В ней можно выделить три направления. Часть специалистов считает, что можно найти свой способ ее решения на ЭВМ, который даст либо результат, подобный человеческому, либо даже лучший.

Другая часть специалистов считает, что искусственный интеллект должен имитировать не решение отдельных (пусть и весьма творческих) задач. Ибо естественный интеллект человека это его способность при необходимости обучаться тому или иному виду творческой деятельности.

Третья часть специалистов – это программисты, чьими руками делают программы для решения задач искусственного интеллекта.

Они считают, что средства, разрабатываемые для написания программ решения интеллектуальных задач, в конце концов, есть средства, позволяющие по описанию задачи на профессиональном естественном языке построить нужную программу на основании тех стандартных программных модулей, которые хранятся в памяти машины.

Программы для решения интеллектуальных задач могут быть разделены на несколько групп, которые определяются типом задач, решаемых этими программами. На рисунке приведены основные группы программ:

Существуют различные подходы к построению систем ИИ. Логический подход Основой для данного логического подхода служит Булева алгебра.

Свое дальнейшее развитие Булева алгебра получила в виде исчисления предикатов в котором она расширена за счет введения предметных символов, отношений между ними, кванторов существования и всеобщности. Но стоит вспомнить, что основой всех существующих ЭВМ является бит ячейка памяти, которая может принимать значения только 0 и 1. Таким образом, было бы логично предположить, что все, что возможно реализовать на ЭВМ, можно было бы реализовать и в виде логики предикатов.

Нечеткая логика Основным ее отличием является то, что правдивость высказывания может принимать в ней, кроме "да/нет" (1/0), еще и промежуточные значения "не знаю" (0.5), "пациент скорее жив, чем мертв" (0.75), "пациент скорее мертв, чем жив"(0.25).

Структурный подход Под структурным подходом мы подразумеваем здесь попытки построения ИИ путем моделирования структуры человеческого мозга. Основной моделируемой структурной единицей в персептронах (как и в большинстве других вариантов моделирования мозга) является нейрон.

Среди наиболее известных сейчас вариантов НС можно назвать НС с обратным распространением ошибки, сети Хопфилда, стохастические нейронные сети. Структурная схема сети Хопфилда

Также для таких сетей характерно одно свойство, которое очень сближает их с человеческим мозгом, нейронные сети работают даже при условии неполной информации об окружающей среде, то есть, как и человек, они на вопросы могут отвечать не только "да" и "нет", но и "незнаю точно, но скорее да".

Имитационный подход Данный подход является классическим для кибернетики с одним из ее базовых понятий "черным ящиком" (ЧЯ).

ЧЯ устройство, программный модуль или набор данных, информация о внутренней структуре и содержании которых отсутствуют полностью, но известны спецификации входных и выходных данных.

Общий вывод данной лекции состоит в том, что в настоящее время существуют методы, алгоритмы и устройства, которые позволяют нам довольно неплохо смоделировать нижние уровни человеческого интеллекта, причем совсем не обязательно на таком же физическом принципе.