Основные компоненты интеллектуальных систем

Существуют различные подходы к проектированию интеллектуальных систем, которые связаны с:

- разработкой технических средств, имитирующих структуру и функционирование биологических нейронов,

- моделированием информационных процессов в клетках,

- изучением вариантов алгоритмов обучения и распознавания.

Чтобы выделить основные компоненты интеллектуальной системы необходимо проанализировать процесс принятия решения человеком. Человек всегда имеет дело с сигналами, с сообщениями. Органы чувств (датчики) ведут наблюдения за внешним миром. Эти сигналы поступают в мозг. Сами по себе сигналы ничего не значат, важно, как их воспринимает человек и как собирается их использовать. Это определяется управляющим органом и организацией памяти. Ориентироваться в потоке сигналов из внешней среды помогают знания. Идет непрерывное сравнение сигналов из внешней среды с образцами, хранящимися в памяти (рис.1.1). Образцы знаний накоплены в результате жизненного опыта и обучения.

рис.1.1

Функции управляющего органа и памяти возложены на мозг. Результат деятельности мозга - принятие решения.

Система ИИ должна включать все элементы мыслительного процесса:

- определение целей,

- нахождение фактов, правил и алгоритмов использования правил,

- поиск механизмов упрощения,

- логический вывод, завершающий мыслительный процесс формированием заключения.

В состав компонентов интеллектуальной системы входят (рис.1.2):

- модуль формирования целей, так как мозг всегда сосредоточен на цели и заставляет человека думать,

- блок поиска алгоритмов принятия решений на основе анализа фактов с использованием механизмов упрощения для вывода решения,

- база знаний, в которой в виде образцов хранятся знания об окружающем мире, его законах и причинно-следственных отношениях, накопленные в результате жизненного опыта. Как использовать эти знания решает управляющий орган, который ведет непрерывное сравнение входной информации с образцами в памяти, обеспечивая действие исполнительных органов системы.

Прежде чем принять решение человек анализирует и оценивает различные факты, прибегая к специальным правилам механизма упрощения, отбрасывая несущественные для достижения цели факты.

Механизм упрощения (эвристики) блокирует мысли не имеющие отношения к решению данной задачи и заставляет сосредоточиться на фактах и правилах нужных для достижения цели. Факты содержат конкретные данные. Использование механизмов упрощения позволяет сократить время поиска решения, перейти от полного перебора вариантов дерева решений к частичному.

рис.1.2

Поиск решения происходит путем проб и ошибок по И/ИЛИ дереву. Механизм упрощения реализуется чаще всего в виде правил "ЕСЛИ условия ТО действие ".

Эвристика – знание, на основе которого правдоподобные решения принимаются, а неправдоподобные – отвергаются.

В этих задачах делаются шаги в направлении общего решения. Шаги фиксируются таким образом, что всегда можно вернуться вспять, отбрасывая те шаги, которые заводят в тупик. Этот процесс называется откатом или backtracing.

База знаний (БЗ) включает не только факты, но и правила принятия и поиска решений.

Сущность интеллекта

Человеческое мышление ассоциативно и иррационально. Технические и программные средства, моделирующие мышление человека, – "машинное мышление" основано на формальных алгоритмах и рационально. Иногда интеллект связывают только с умением контролировать свои эмоции и поведение.

Сущность интеллекта – способность принимать решение при неполной информации за счет эвристик, справляться с неразрешимой методом случайного поиска проблемой за счет сокращения области поиска решений.[]

Способность ориентироваться в изменяющихся условиях и воспринимать новую информацию является фундаментальным свойство разума. Истинный разум невозможно отделить от психологической основы. У компьютера нет социальной ориентации, а именно она делает поведение разумным. Но функции компьютера и мозга в значительной степени схожи.