Системна модель інтелекту

Інтелект – надсистема по відношенню до будь-якої абстрактної логічної чи математичної структури і не може бути зведений до неї.

Мозок мислить не формулами, а формалізує результат своєї діяльності, до якого він приходить індивідуальним шляхом завдяки моделюванню реальних ситуацій, які він сприймає у вигляді певних образів.

Розглянемо системну модель інтелектуальної діяльності, яка складається з таких компонентів:

1) відображення середовища;

2) ідеалізація;

3) абстрагування;

4) взаємодія образів;

5) конкретизація образів.

Відображення середовища: органи сприйняття людей влаштовані однаково, але сприйняття різне і відображення середовища індивідуальне.

Ідеалізація полягає в стисненні інформації, узагальненні головних ознак та формулюванні понять.

Абстрагування передбачає подальше стиснення інформації, скорочення числа ознак образу і формування категорій.

Конкретизація – зворотній процес наділення понять чи категорій новими ознаками, формування конкретного образу внаслідок взаємодії образів, які знаходяться в середині моделі.

Системна модель інтелекту має декілька рівнів:

Рис 1.2. Концептуальна схема інтелекту

А – інтелектуальна підсистема;

1 – підсвідомість;

2 – свідомість;

3 – надсвідомість;

4 – колективна підсвідомість;

5 – колективна свідомість;

6 – колективна надсвідомість;

7 – рецептори;

8 – зворотні сигнали;

9 – символічні (вербальні) сигнали.

Підсвідомість завдяки рецепторним підсистемам зв’язана з середовищем: у підсвідомість поступають первинні сигнали і в ній створюється первинне відображення середовища, формуються рефлекторні та стереотипні форми поведінки, які вдосконалюються в процесі взаємодії з середовищем та практичної діяльності. Мова підсвідомості образна (іконічна). Інтелектуальність підсвідомості полягає в комбінуванні моделей, у встановленні причинного зв’язку між ними на основі досвіду. Підсвідомість функціонує дуже швидко, відповідаючи реальному розвитку подій навіть в екстремальній обстановці. Підсвідомість враховує досвід у вигляді апріорних (дослідних) моделей. За допомогою комбінування цих моделей підсвідомість створює можливі форми поведінки, але не здатна вийти за межі досвіду.

Свідомість отримує інформацію про середовище та систему через підсвідомість у вигляді підсвідомих образів. Свідомість – спільне, доступне іншим особистостям знання, продукт спільної діяльності. Свідомість оперує природною мовою, яка “стискує” вхідну інформацію, що дозволяє відобразити мільйони образів тисячами слів. Основна категорія природної мови – поняття. За допомогою понять будуються семантичні (змістовні) моделі ситуацій і формується вербальна інформація у вигляді слів і речень. Елементами природної мови є також спеціальні мови. Поняття утворюється шляхом суспільної угоди, а природня мова служить комунікаційним засобом. Свідомість використовує семантичні правила (зміст) при тісному зв’язку з підсвідомістю. В цьому випадку формування моделі поведінки проходить на основі використання абстрагованих, але перевірених досвідом ситуацій. Наявність таких моделей в свідомості дозволяє будувати асоціацію, розвивати теорію, тобто будувати нові закони поведінки середовища чи окремої людини для ситуацій та умов, які не спостерігались раніше. Оперуючи узагальненими моделями, свідомість здатна охопити і врахувати головні реакції середовища, виявити результати і уточнити дії.

Надсвідомість. Мова надсвідомості – символьні образи, в яких відображується як природна, так і підсвідома мова. Високий рівень узагальненості забезпечує цінне сприйняття ситуації та проблеми. Багатогранність таких моделей в надсвідомості дозволяє виявити їх невідповідність та протиріччя. Надсвідомість є областю творчості. В ній на основі розрізнених факторів створюються об’єднані нові системи, але безпосередньо перевірку відповідності істини надсвідомість здійснити не може. Контроль за істинністю покладається на свідомість.

Колективна підсвідомість. Інтегральний інтелект груп, що утворюються при спільній діяльності, яскраво проявляється в ситуаціях, коли не вистачає часу для спілкування на природній мові. В таких умовах свідомість людини не встигає перероблювати інформацію і спільна поведінка формується за допомогою механізму використання зв’язків. Кожний індивід сприймає частину ситуації. Взаємодопомога організується на рівні конкретних дій рефлекторного типу. Загальна ситуація охоплюється тільки спільно, пристосування до неї організовано спонтанно за допомогою груп стереотипів та взаємного доповнення функцій.

Колективна свідомість. В цьому випадку використовуються колективні моделі дійсності. Вхідною інформацією є моделі свідомості окремих індивидів. Мова колективної свідомості природня. Самоорганізація колективу полягає у розвитку типізації та розповсюдження суспільних моделей діяльністю. Обмін інформацією між індивідумами породжує динамізм функціонування загальних моделей. Практична діяльність є засобом формування нової інформації, яка використовується колективом для побудови нових форм моделей. Значна частина цих моделей створюється окремими людьми, а вже потім освоюється колективом. Інша частина моделей виникає в процесі свідомої колективної роботи і є продуктом інтеграції.

Колективна надсвідомість. Це творча сила суспільства, вона формує узагальнені моделі сприйняття дійсності та розвитку. Вона формує ідеї та тенденції, породжує системи та сили, що визначають та направляють колективний розвиток.

Етапи та напрямки розвитку інтелектуальних системах

Народження штучного інтелекту, як наукового напрямку, незважаючи на попередні спроби створення імітаторів діяльності людини відбувалось тільки після створення ЕОМ (40-х рр. 20ст.). Термін штучний інтелект був запроваджений в 1956р. на науковому семінарії в США, який був присвячений розв’язанню логічних задач.

Розглянемо основні передумови створення інтелектуальних систем:

1.Використання ЕОМ, за допомогою логічних схем набуло високого розповсюдження в ігрових програмах:

- в ігрових програмах відбувається поступовий перехід від жорстких алгоритмів до алгоритмів, які виключають повний перебір варіантів, зокрема в шахматах - організація стратегії гри в залежності від дебюту. Ігрові програми дозволили відпрацювати для інтелектуальних систем методи ефективного пошуку та вибору рішень, зокрема механізмів логічного виведення.

2. Доведення теорем. Програми доведення теорем будувалися за принципом пошуку виведення на дереві можливих альтернартив. Оскільки ”дерево виведення“ в складних задачах має багато розгалужень, в програму доведення теорем були закладені способи локальних оцінок в вузлах дерева, які дозволяли здійснювати вибір подальшого шляху пошуку доведень. На основі таких способів був розроблений механізм, який зв´язаний з необхідністю повертання в точку вибору альтернатив, коли рух за обраним шляхом приводить в тупик, таке повертання називається – бектрекінг й такий механізм набув широкого розповсюдження.

3. Розпізнавання образів. Багато методів та способів, які стали корисними для інтелектуальних систем було знайдено при експлуатації систем розпізнавання образів. Задачі такого типу складаються з двох етапів:

- формування можливих характерних ознак, за якими здійснюють опис певного образу, який в тій чи іншій мірі відтворює об´єкт;

- знаходження вирішуючого правила, за допомогою якого визначається клас образів.

В інтелектуальних системах використовують розроблений в рамках розпізнавання образів – механізм навчання за ознаками, та метод структуризації, які застосовуються в системах розпізнавання образів.

4. Машинний переклад. Програми машинногого перекладу повинні були враховувати: морфологію та синтаксис побудови речень тих мов, з якими вони працювали, важливе значення при цьому займає семантика (зміст, розуміння). Цими проблемами займалася обчислювальна лінгвістика. В результаті розвитку цього напрямку виникли методи автоматичного- морфологічного й синтаксичного аналізу та синтезу тексту, а також здійснюється формалізація семантичного компоненту цих текстів. Ці розробки використовуються в інтелектуальних системах для їх спілкування в діалоговому режимі із людиною.

5. Автоматичне складання рефератів та інформаційний пошук. На відміну від програми машинного перекладу, де основну увагу звертають на процес розуміння одного речення тексту, програма автоматичного складання рефератів повинна здійснювати оцінку змісту достатньо великих фрагментів тексту. Досягнення в цій області дозволили будувати системи спілкування людей з інтелектуальними системами на основі текстів, які побудовані за звичними для людей каналами, так звані – діалогові системи. Також здобутки в теорії лінгвістики тексту дозволили організувати в інтелектуальних системах пошук інформації, формувати зв´язані тексти, генерувати певні процедури при організації еврістичного пошуку (неформального пошуку).

Напрямки розвитку інтелектуальних систем

Всі дослідження по штучному інтелекту використовують один з двох підходів: - Біонічний або нейробіологічний, та прагматичний або кібернетичний.

Біонічний ставить задачу змоделювати діяльність мозку людини, його психофізіологічні властивості за допомогою обчислювальних машин чи спеціальних технічних пристроїв. Основною ідеєю цього підходу є єдиний об´єкт, який здатний мислити це- мозок людини: тому будь- який пристрій, здатний мислити, повинен відтворювати структуру мозку людини; тобто такий підхід орієнтований на програмно- апаратне моделювання структур подібних структурі мозку людини. Фізіологами встановлено, що основу мозку людини складає велика кількість зв´язаних між собою взаємодіючих нервових клітинок – нейронів. Першою нейронною мережею був пристрій,створений Розенблатом в 1956 році і називався персептрон, який імітував роботу ока людини, зокрема для виділення букв латинського алфавіту.

Поступово у 70-х р.р. кількість робіт, що використовували нейробіологічні підходи почали знижуватись через недостатні ресурси ЕОМ. Але в 1980р. в Японії в рамках проекту ЕОМ 5-го покоління був створений перший нейрокомп¢ютер (комп¢ютер 6-го покоління). Це один із способів представлення нейронних мереж, які моделюють ієрархічну структуру мозку людини. В подальшому нейронні мережі набули широкого розвитку в практичних використаннях в алгоритмах ідентифікації, адаптації та самонавчання.

Можна визначити 3 зарактерні способи задання нейромереж:

1). Апаратний – це створення спеціальних комп¢ютерів, нейрочіпів, наборів спеціальних мікросхем, які реалізують нейромережі.

2). Програмний – це створення програм та інструментальних засобів, які розраховані на високопродуктивні комп¢ютери.

3). Гібридний – при цьому частину обчислювань обробляють спеціальні плати, а частину програмні засоби.

Прагматичний підхід, передбачає створення штучної системи, функціонування якої за результатами співпадає з функціонуванням мозку людини при однаковій вхідній інформації.

Рис.1.3. Характер функціонування нейронних систем

При такому підході ефективність штучної системи оцінюється шляхом порівняння результатів отриманих в штучній системі й розумової діяльності людини.

За цим підходом були отримані перші практичні результати, зокрема були створені комерційні експертні системи;

(У 1978 році було створено експертні системи: DENDRAL – використовується в хімії, EMYCIN – в медицині);

- експертні системи реального часу;

- системи інтелектуального прийняття рішень;

- нечіткі регулятори.

Дата добавления: 2015-07-20