9.Понятие об искусственном интеллекте. Интеллектуальные системы.
Искусственный интеллект (англ. – artificial intelligence) – это искусственные программные системы, созданные человеком на базе ЭВМ и имитирующие решение человеком сложных творческих задач в процессе его жизнедеятельности. По другому аналогичному определению, «искусственный интеллект» – это программы для ЭВМ, с помощью которых машина приобретает способность решать нетривиальные задачи и задавать нетривиальные вопросы”.
Различают два направления работ, составляющих искусственный интеллект (ИИ). Первое из этих направлений, которое можно условно назвать бионическим, имеет своей целью смоделировать деятельность мозга, его психофизиологические свойства, чтобы попытаться воспроизвести на ЭВМ или с помощью специальных технических устройств искусственный разум (интеллект). Второе (основное) направление работ в области ИИ, называемое иногда прагматическим, связано с созданием систем автоматического решения сложных (творческих) задач на ЭВМ без учета природы тех процессов, которые происходят в человеческом сознании при решении этих задач. Сравнение при этом осуществляется по эффективности результата, качеству полученных решений.
1) Существует цель, т.е. тот конечный результат, на который направлены мыслительные процессы человека («Цель заставляет человека думать»).
2) Человеческий мозг хранит огромное число фактов и правил их использования. Для достижения определенной цели надо только обратиться к нужным фактам и правилам.
3) Принятие решений всегда осуществляется на основе специального механизма упрощения, позволяющего отбрасывать ненужные (малосущественные) факты и правила, не имеющие отношения к решаемой в данный момент задаче, и, наоборот, выделять главные, наиболее значимые факты и правила, нужные для достижения цели.
4) Достигая цели, человек не только приходит к решению поставленной перед ним задачи, но и одновременно приобретает новые знания.
Построение универсальной системы ИИ, охватывающей все предметные области, является невозможным, так как это потребует бесконечного числа фактов и правил. Более реальной является задача создания таких систем ИИ, которые предназначены для решения задач в узко очерченной, конкретной проблемной области.
Рис. 5.1. Компоненты системы ИИ
Такие системы, использующие опыт и практические знания экспертов-специалистов в данной предметной области, называются экспертными системами (expert systems).
Применение экспертных систем оказывается чрезвычайно эффективным в самых различных областях человеческой деятельности (медицина, геология, электроника, нефтехимия, космические исследования и т.д.). Это объясняется рядом причин: во-первых, появляется возможность решения ранее не доступных, плохо формализуемых задач с привлечением нового, специально разработанного для этих целей математического аппарата (семантических сетей, фреймов, нечеткой логики и т.д.); во-вторых, создаваемые экспертные системы ориентированы на их эксплуатацию широким кругом специалистов (конечных пользователей), общение с которыми происходит в диалоговом режиме, с использованием понятной им техники рассуждений и терминологии конкретной предметной области; в-третьих, применение экспертной системы позволяет резко повысить эффективность решений, принимаемых рядовыми пользователями, за счет аккумуляции знаний в экспертной системе, в том числе знаний экспертов высшей квалификации.
Экспертная система включает базу знаний и подсистемы: общения, объяснения, принятия решений, накопления знаний. Через подсистему общения с экспертной системой связаны: конечный пользователь; эксперт – высококвалифицированный специалист, опыт и знания которого намного превосходят знания и опыт рядового пользователя; инженер по знаниям, знакомый с принципами построения экспертной системы и умеющий работать с экспертами в данной области, владеющий специальными языками описания знаний.
Системы управления, построенные на основе экспертных регуляторов, имитирующих действия человека-оператора в условиях неопределенности характеристик объекта и внешней среды, называются интеллектуальными системами управления (intelligent control systems).
Согласно другому аналогичному определению, интеллектуальной системой управления (ИСУ) является такая, которая обладает способностью понимать, рассуждать и изучать процессы, возмущения и условия функционирования. К изучаемым факторам при этом относятся, главным образом, характеристики процесса (статическое и динамическое поведение, характеристики возмущений, практика эксплуатации оборудования). Желательно, чтобы система сама накапливала эти знания, целенаправленно используя их для улучшения своих качественных характеристик.