Системи штучного інтелекту. Суром RM

побудувавши всі..взаємоз^язк^між об'єктами предметної області. Я_к ще. завдання виконуватиметься — повинен визначити сам виконавець.

Наведемо для прикладу дві задачІ. РізницяГв складності їх розв'язання зумовлена тим, що в одному випадку вдається формалізувати постановку I запропонувати чіткі алгоритми розв'язку, в іншому — нІ. Отже, потрібно запустити космічний корабель так, щоб вІн приземлився на Місяць, взяв зразки ґрунту та привіз їх назад. Задача дуже складна, але вона піддається точній алгоритмізації. Математичні методи дозволяють чітко розрахувати траєкторію руху корабля. Навіть якщо він випадково відхилиться від цієї траєкторії, Існують методи автоматичного регулювання, які дозволять ліквідувати це відхилення.

А от послати слухняного робота до магазину за пляшкою молока — задача на кілька порядків складніша. Не кажучи вже про сам процес спілкування з продавцем, робот повинен вирішити ряд не зовсім формалізованих підзадач. Заздалегідь розрахувати траєкторію руху неможливо, оскільки робот повинен уникнути зіткнень з людьми та автомобілями. Якщо магазин закритий на переоблік, він повинен знайти інший магазин. Неможливо передбачити всі ситуації, які можуть виникнути, а відтак — алгоритмізувати розв'язання задачі. Тому виконання такого завдання під силу лише інтелектуальній системі, яка вміє орієнтуватися в зовнішньому світІ, аналізувати поточні ситуації та коригувати, адаптувати свою поведінку на основі такого аналізу.

2. Поповнення первинних інструкцій

Інструкції, написані природною мовою, можуть бути, з одного боку, доеить _неоднозначними, а з іншого,— вони завжди спираються на те. що виконавець має певний апріорний досв]д. p03глянемо приклад. Уявіть собі дві таблички. На першій, яка знаходиться при вході на будівництво, написано "Обов'язково одягніть на голову каску ". На другій, біля входу до лондонського метро,— "Обов'язково візьміть на руки собаку". Ці Інструкції однакові за формою, але абсолютно різні за змістом. Людина розуміє не лише те, що написано на табличках, але й те, що "залишається за кадром" і явно не зазначається. Людина уявляє собі ситуації, якІ можуть виникати на будівництві та в метро, І поповнює первинні інструкції, що сприймаються нею безпосередньо. Зокрема, на будівництві зверху можуть падати цеглини, і тому потрібна каска, щоб захистити голову. До такого висновку людина могла б дійти і самостійно, без нагадування. Без каски на будівництво не пустять, і, якщо каски немає, її потрібно придбати. Але ясно, що купувати собаку передтим, як заходити в метро, зовсім не обов'язково.

Людина має певну суму знань про світ, яка дозволяє їй орієнтуватися в життєвих

ситуаціях та приЙмати вірні рішення. Коім того, людина вміє певним чином

використовувати ці знання. Цих самих рис повинна набути система штучносо_ІЯКЛЄМТУ- Можна стверджувати, що здатність до поповнення тих первинних описів ситуацій, що сприймаються безпосередньо, є однією з ключових рис інтелектуальної системи.

---

Зовнішній світ настільки багатий, що неможливо попередньо. ,описат.жищві ситуації з тим ступенем деталізації й однозначності, які б дозволили закласти в системи, jLyo проектуються, жорсткТ~дете^інован] алгоритми поведінки. Тому інтелектуалььїї системи повинні мати механізми адаптації, які б дозволяли їм вирішувати поставлен]перед ними задачі на основі аналізу поточно» ситуації.

3. Формалізація поняті, алгоритмічносгі та декларативності Спробуємо Формалізувати деякі з впроваджених ранішепонять. Введемо так|

ПОЗНЛЧ^0ииа'

q — первиннІ інсфрукції, записані без будь-яких змін у тому вигляді, в якому їх сформулював авгор; аналогічно можна визначити первинний опис ситуації як результат її безпосереднього ООВШіШШІ

5— множина факторів, які визначають поточний станвиконавців: розглядатимемо 5як об'єднання двох множин: S' ra_5'^ Jyr &кьАШЗДКИна контрольованих факторів, які вїдомІ авторові процедури і на які вІн може мати вплив [тГцїлому, контрольованІсть і I керованість — це не одне й те саме: фактор може бути контрольованим, проте некерованим, аледля

нащих цілей це не має суттєвого значення); S" — множина неконтоольо-лаш.* Фактооів:

Z—знання, які має виконавець:

jjg — робочий алгоритм, який формується та реалізується виконавцем при алгоритмнному підході. При цьрму,Ж7ірШйлр, аІтоматично формується I програма р_к шо відповідає цьому алгоритму:

& — робочий ллщритм, який формується та реалізується інтелектуальним виконавцем при декларативному підході. Нагадаємо, що згідно з фундаментальними тезами Тьюринга та Чорча (все, що може бути виконано будь-ким виконавцем, може бути промодельовано на машині Тьюринга) сам факт виконання завдання свідчить про існування цього алгоритму. Щоправда, цей алгоритм може I не усвідомлюватися виконавцем, а в даному разі не може бути явно сформульований у вигляді алгоритму чи програми. Якщо ж програма, що відповідає алгоритму г* повинна бути згенерована, йдеться про задачу синтезу програм.

Тоді можна записати такі співвідношення:

деШ — певні функції.

Принциповим є наступне питзння.Можна вважати, що алгоритм г_дформується на основі первинних інструкцій q однозначно. При цьому також можуть відбуватися зміна I поповнення первинних інструкцій, але цей процес має повністю_контрольований і детермінований характер. Як приклад можна навести компіляцію програм, написаних мовами високого рівня. Тр^уавтор процедури може бути влевненийу гарантованому результаті (якщо, звичайно, були дотримані певні формальнГвимоги до первинних інструкцій і забезпечено належний стан виконавця).

На противагу цьому, за декларативного підходу такої впевненості немае. ЬіХелектуальнийвиконавецьпевним ч_пином поповнює первинні інструкції,_алеіхавторові не завжди відомо, яким чином це поповнення відбувається. Тому не можна бути впевненим у результаті виконання інструкцій, і ця втрата гарантованості є неминучою платою завідмовувід алгоритмічносп, Отже, слід розгдянути узагальнене поняття алгоритму, якедісталоназву "квазюлгоритм ",

---

Ми пересвідчилися, що чисто алгоритмічний підхід виявив свою неспроможність у разі створення Інтелектуальних систем, призначених для вирішення досить складних неформалізованих задач. Тому для теорії I практики штучного інтелекту важливе значення має узагальнене поняття "квазІалгоритм ", або "кшазіалгоритмІчна процедура ",

Нагадаємо, що алгоритмом~ називається чітка недвозначна ..послЩовнісгь jHCTpymtft. що зрозуміла виконавцеві [обов'язково приводитьдо

гарантованого результату за скІнченний час. На відміну від цього, Інструкції квазіалгоритму можуть бути не зовсім чіткими, тож результат виконання кваз^лгоритмічної процедури не обов'язково є гарантованим.

~~Можна окремити як мінімум чотири основні джерела квазІалгорит^ічності. Вони можуть доповнювати один одного_Аачдеяких випадках — описані схожими математичними моделями. Проте цІ джерела мають принципово різну природу, а саме:

1. ДІя випадкових чинників, що не залежать відвиионавш^, Формально, з. огляду.. на цей фактор, квазіалгоритмом слід вважати будь-який алгоpитм, що розрахований на роботу за певних умов. Якщо цІ умови зміняться, алгоритм може ,де привести до потрібного результату. Так, навіть програма на Паскалі, яка дає змогу обчислювати суму двохчисел, не буде завершена, якщо підчасїї виконання в комп'ютері випадковозникне напруга. Якщо ж не вдається чітко окреслити межІ застосування алгоритму або забезпечити додержання необхідних умов для його роботи, ми маємо справу зі справжнім квазіалгоритмом.

2. Недостатнє врахування автором алгоритмічноf процедури особливостей виконавця. Це приводить до того, що виконавець неправильно розуміє, mo від нього вимагається^ (Процедура можe бути з.лщищдипі^лго нормальних умов приводити до гарантованого результату, але цей результат, можливо,, виявиться перед- бачуваним для автора І навіть несподіванш.- Hапpиклад програміст бажає обчислити суму першихЗО натуральних чисел, але не знає, як працюють цикли. Він може вважати, що цикл виконується, поки лічильник менший за верхню межу (хоча насправді цикл виконується, поки лічильник менший за верхню межу або дорівнює їй). Тоді він може написати такий помилковий фрагментпрограми на Паскалі:

SvQ;/orlv 1 to 51 doS:-S + l.

3. Нечіткість Аоомулювань. що фігурують в описі процедури. Розглянемо будь- який кулінарний рецепт. Наприклад: "Розтерти тісто, змішати з дрібно порізаними яблуками, додати солІ I перцю за смаком I смажити до появи рум'яної скоринки". Це є типовим прикладом нечіткості формулювань, що приводитьдо невизначеностеЙ. До якої межі слІд розтирати тісто? Що означає "дрібно порізані"? "за смаком"? Як формалізувати момент "появи рум'яної скоринки"? НеІнтелектуальна система, ооіентована на .нисіо алгоритмічне керування, просто не зрозуміє цього опису і тому не зможе його виконати. Інтелектуальна ж система, наприклад, людина. повинна спробувати поповнити й ртфШига цйГ^ис~на"тенрвГ' HaaeMx^!aM*H^I досвЦу. Сам no собі факт виконання завдання св^читиме про те, що квазіалгоритмічний первинний опис процедури був

---

Системи штучного інтелекту. Сурове Hto зведений до деякого внутрішнього алгоритму, але навряд чи виконавець зможе чітко пояснити і розписати цей алгоритм. КрІм того, такі внутрішні алгоритми для кожного виконавця будуть різними, що зумовить неоднакові результати у даному разі ріащ смакові якості виробу.

jL '[Слобода валГ. яку мржуТі* ^мати—аисокроргажзовані, по-справжньому

Інтелектуальні системи. У них € власні цілі» j якщо дана процедура [м суперечить,^ системи можуть вшмовитися її виконувати або виконати _не_ так, як це від нї^ вимагається. Тобто "свобода волІ" полягає у тому, що Інтелектуальна система самостійно "приймає рішенняпро свою поїїВДШЇЇуТзалежно від цих рішень може виконувати або не виконувати зовнІшнІ розпорядження, або ж виконувати так, як вона вважає за потрібне.

Слідзазначити, що споавжньою квазіалгоритмІчнІстю найчастіше вважають ту,'що зумовлена третім I четвертим ‘цінниками. —

4. Інтелектуальні системи із загальнокібернетичних позицій Природно вважати інтелектуальну систему різновидом кібернетичної. Можна розглядати.такІ шуаціїї—

^чисто зовнішнє керувоннлг с^стем^ сп^иймає зовнішні інструкції у вигляді речень природної мови, програм, написаних алгоритмічними мовами високого рівня, та ін. і намагається їх виконати. Ці зовніщні ІнструкцІЇ раніше були первинними Інструкціями. foAi цІ інструкції природно_ вважати зовнШщіми чинниками для системи, .( саме вони ^рмуютьТмету;

самокерування: система на основі аналізу зовнішньої ситуації приймає рішення, орієнтовані на досягнення власної мети^довинною при цьому є зовнішня ситуація у тому вигляді, в якому вона безпосередньо сприймається системою. Результат такого сприйняття раніше ЕГув названий первинним описом ситуацІЇ;

• комбіноване керування, за яким система в принципі може бути сачжерованою, тобто керуватися аласною метою. Однак дона може припускати і зовнішнє керування. Тоді вона розглядає мету керуючої системи як свою власну. Дуже важливим при цьому є питання пріоритетів, з саме: система повинна визначити_гяка мета є для неї важливішою: власна чи зовнішня._|ІЗіставлення зовнішньої мети з власною і, визначає "свободу волі", про яку йшлося вище.

Отже, принциповою рисою Інтелектуальної системи є те; що вона намагається плануватисвоГдії длядосягнення певноїмети на основі первинного опису ситуації.

Розглянемо дан§ лоложення детальніше. Система має певну мету І прагне так планувати свої дії, щоб досягш ії. Вхідними стимулами системи можна вважати поточну ситуацію, що сприймається та аналізується нею. Результатом реакції системи стає зміна" зовнішньої ситуації, і поведінка системи коригується залежно від того, бажаною чи небажаною є ця зміна. Саме таке коригування і є реалізацією^ одного з основних їВОрьгйиї зв'язків інтелектуальної системи.

---

---

Смотрите также файлы

• Рынок финансовых услуг (1).doc

• n9.doc

• ПЕРВЫЕ ДНИ ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ.doc

• ЛФК при заболеваниях сосудов.doc

• ЛФК при беременности.doc