ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Интеллектуальные системы базируются на методах искусственного интеллекта, которые рассматривались в разд. I. Для того чтобы начать обсуждение вопросов организации интеллектуальных систем, рассмотрим базовые понятия в этой области, сформулированные в соответствующей литературе [10, 11, 12].

Интеллектуальные системы и их развитие

Компьютерные системы обработки информации и управления прошли несколько этапов своего развития — от простых систем, которые работают по жестким программам, к адаптивным системам, которые имеют средства, обеспечивающие автоматическую подстройку средств обработки информации и управления поведением, и далее к интеллектуальным системам, которые используют знания, накопленные человеком.

Понятийная область интеллектуальных систем.

Интеллектуальная система (ИС) может рассматриваться как система, содержащая проблемно ориентированную базу знаний с определенной формой представления знаний и соответствующие ей средства вывода, а также интерфейсные средства, обеспечивающие общение с оператором, восприятие информации о внешней среде и взаимодействие с целевыми объектами системы. Понятийная область ИС включает внутренние задачи системы, тины систем, уровни их интеллекта и области применения (рис. 5.1).

ИС предназначены для решения задач, условия и способы решения которых формируются с использованием знаний.

Основными задачами, которые должны решаться внутри системы, являются:

  • • восприятие информации о внешней среде — сбор и предварительная обработка информации о внешней среде, выделение и распознавание объектов, а также распознавание сцен, включающих множество по-разному связанных объектов;
  • • формирование решений — вывод на знаниях, планирование и поиск решений, взаимодействие с целевыми объектами или управление ими, контроль и диагностика самой системы;
  • • общение с оператором — языковое, текстовое или графическое общение с оператором или другими системами;
  • • получение знаний — извлечение экспертных знаний или их автоматическое формирование путем обучения и самообучения.
Понятийная область интеллектуальных систем

Рис. 5.1. Понятийная область интеллектуальных систем

Типы ИС связаны с рассмотренными моделями знаний и их формами. В соответствии с этим можно разделить ИС на четыре типа: логические, сетевые (объектные), ассоциативные и когнитивные (обучаемые).

Логические ИС основаны на реляционной модели знаний. При решении интеллектуальных задач они в определенной мере моделируют процессы человеческого мышления на поведенческом уровне. В соответствии с рассмотренными формами реляционной модели знаний логические ИС можно условно разделить на предикатные и продукционные системы.

Объектные ИС основаны на объектной модели знаний. Они способны моделировать более сложные модели механизмов мозга (модели условных рефлексов, иерархические модели мозга, модели памяти и др.). В соответствии с рассмотренными формами объектной модели знаний в таких И С можно условно выделить системы на семантических и фреймовых сетях, а также на сетях универсальных объектов.

Ассоциативные ИС основаны на ассоциативной модели знаний. Их можно считать биологически инспирированными, поскольку при их разработке используются принципы нейронной организации мозга и нервной системы животных и человека. Ассоциативные ИС образуют семейство обучаемых систем, построенных на множествах связанных определенным образом логических, нейронных и нейрологических узлов.

Обучаемые ИС могут иметь в основе различные модели и формы знаний. Поскольку такие системы находятся в постоянном развитии, к настоящему времени не разработано типовых методик и средств их проектирования. Условно можно выделить: логические обучаемые системы, основанные на изменяющихся в процессе обучения логических структурах; нейронные системы, основанные на принципиально обучаемых нейросетевых структурах; нейрологические системы, основанные на гибридных структурах.

Уровни интеллекта ИС связаны с их развитием. В ранних ИС, которые имели, как правило, исследовательский характер, использовались лишь отдельные компоненты, построенные на основе интеллектуальных элементов. Дальнейшее их развитие позволило обеспечить высокий уровень их интеллектуальности за счет использования баз знаний и машин вывода, а также еще более повысить этот уровень путем реализации некоторых когнитивных способностей. В рамках совершенствования будущих ИС рассматривается также возможность решения ими некоторых креативных задач.

Системы с интеллектуальными элементами обладают небольшими интеллектуальными способностями, например за счет добавления средств нейросетевого распознавания образов или нечетко-логического управления. Традиционно интеллектуальность систем связывается с использованием знаний для решения трудно формализуемых задач. Уровень интеллектуальности может быть повышен за счет добавления когнитивных свойств, связанных, в частности, со способностью автоматического накопления знаний в процессе работы системы.

Будущие И С, с большой вероятностью, будут также обладать некоторыми креативными свойствами, связанными с возможностями создавать что-то новое.

Области применения ИС очень разнообразны. Интеллектуальные системы на базах знаний широко используются как консультирующие и диагностические экспертные системы. ИС используются также для автоматизированного решения большого набора задач проектирования изделий или технологических процессов. Существенную роль играют интеллектуальные системы для обработки и поиска информации в виде документов и сервисов разного вида.

Вопросы развития ИС до их современного состояния, классификации и принципов построения таких систем являются первостепенными для понимания принципов их построения и возможностей.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >