Теория искусственного интеллекта
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
ами с т.н. интеллектуальным управлением.
4 ИС становятся инструментом проектирования новых, в т.ч. сверхсложных изделий, разработки технологий, изобретательства, прогнозирования и диагностирования.
Последние 2 пункта особенно важны для понимания сути мехатроники.
Таким образом, диапазон вопросов, охватываемый ИИ от общих теоретических принципов науки ИИ до инженерных приемов создания аппаратных и программных средств решения интеллектуальных задач.
Еще некоторые определения:
Решение задачи любая деятельность (человека или машины), связанная со следующим:
- выработкой планов и действий, необходимых для достижения определенной цели;
- выводами новых закономерностей;
- формированием фраз на естественном или близком ему (но понятном) языке и др.
Конкретная интеллектуальная деятельность базируется на знаниях предметной области, в которой ставятся и решаются задачи. Предметной (проблемной) областью знаний называется совокупность взаимосвязанных сведений, необходимых для решения определенной задачи или совокупности задач. Эти знания включают описания (представления) объектов, их элементов и связей между ними, явлений, фактов и закономерностей.
Основные направления работ в сфере ИИ:
Робототехника и мехатроника.
Символьная обработка.
Игровые программы.
Обучающие системы.
Разработка и создание экспертных систем.
Доказательство теорем.
Машинный перевод.
Распознавание изображений.
Машинное творчество.
Структура и функции интеллектуальной системы управления
Основной функцией ИС является целенаправленное поведение в сложном плохо организованном внешнем мире. Целенаправленное поведение можно организовать путем преобразования знаний о текущем состоянии мира, полученных с помощью сенсорных систем, в последовательность действий, направленных на достижение заданной цели. Такие преобразования должны опираться на априорные знания о мире и способах его преобразования. Следовательно, центральными звеньсями ИС являются система представления знаний и развитая система планирования действий. Особенность ИС процессы сбора и преобразования информации должны протекать в реальном режиме времени.
Обобщенная функциональная структура ИС показана на рис. . и включает три основные взаимосвязанные системы: восприятия, представления знаний, планирования и исполнения действий.
Рис.
Одной из основных является система представления знаний, две других в значительной степени опираются на нее. Представление знаний (т.е. форма их выражения) должно быть выбрано с учетом конкретного класса задач, на решение которых спроектирована ИС. Система представления знаний представляет совокупность четырех блоков: абстрактные знания; знания о целях; модель мира ИС; накопления и корректировки знаний.
Абстрактные знания сведения об общих закономерностях, действующих как во внешнем, так и во внутреннем мире ИС, которые считают условно постоянными. Например, физические закономерности.
Знания о целях информация о глобальных целях, которые ИС должна достигнуть в процессе функционирования, а также о способах их декомпозиции, разделения на промежуточные этапы.
Модель мира ИС формальное описание знаний о среде, в которой функционирует система. Сведения сформированы и сообщены системе заранее.
Для повышения точности и расширения знаний о мире используется блок накопления и корректировки знаний. В нем производится накопление новых фактов о внешнем мире и их анализ на непротиворечивость с другими фактами, хранящимися в системе представления знаний. Если новый факт не противоречив, он включается в модель мира. В некоторых случаях предварительно осуществляется проверка его достоверности.
Однако, непротиворечивость не является обязательным требованием, т.к. дает возможность устойчиво функционировать в малоизученном мире.
Специфическими требованиями к системе представления знаний являются:
- терпимость к неполноте и противоречиям. СПЗ должна быть построена так, чтобы ИС функционировала при обнаружении неполноты или неточности в знаниях;
- критичность к новой информации - способность проверить согласованность новой информации с имеющейся и принять решение о ее достоверности;
- обучаемость и способность к корректировке знаний.
Связь с внешним миром в ИС осуществляется через систему восприятия. Система восприятия формирует ситуационные знания ИС, т.е. знания о текущей ситуации. Первичными источниками информации являются различные сенсоры. Информация от сенсоров преобразуется, обрабатывается и представляется в виде, удобном для дальнейших преобразований.
Дальнейшее преобразование связано с синтаксической и семантической интерпретацией. При синтаксической интерпретации формируется представление воспринимаемого мира на некотором внутреннем языке ИС, при этом смысл воспринимаемых явлений остается не раскрытым. Семантическая интерпретация связана с выявлением смысла воспринимаемой информации. Завершающая процедура построение модели текущего состояния мира.
Система планирования и исполнения действий формирует и реализует программы воздействий на внешний мир, что ведет к достижению поставленной цели. Планирование действий ИС представляется как процесс решения задачи. Решение задачи это последовательность действий, переводящая текущее состояние мира в