Системы искусственного интеллекта

Помимо классических применений вычислительной техники, связанных с выполнением инженерных и экономических расчетов, разработкой автоматизированных систем управления, созданием информационно поисковых систем и т.д. сейчас успешно развивается направление, называемое «искусственный интеллект».

Искусственным интеллектом называют комплексное научное направление, которое объединяет математиков, лингвистов, психологов, инженеров и ставит своей целью создание программно-технических средств, позволяющих имитировать отдельные элементы творческого процесса; автоматизировать целенаправленное поведение роботов; обеспечивать диалоговое общение с компьютером пользователей на языке их предметной области, особенно в связи с проектами ЭВМ пятого и последующих поколений и широким распространением ПЭВМ; создавать системы, работа которых опирается на знания, формируемые экспертами (экспертные системы).

К задачам искусственного интеллекта относят задачи, которые определяют процесс поиска решения, а не процесс решения.

Примерами таких задач являются задачи робототехники, доказательство теорем, машинный перевод текстов с одного языка на другой, планирование с учетом неполной информации, составление прогнозов, моделирование сложных процессов и явлений, игры (шахматы, шашки) и т.д.

Задачи искусственного интеллекта предполагают получение не точного результата, а чаще всего осредненного в статистическом, вероятностном смысле.

Наиболее известные направления развития искусственного интеллекта связаны с экспертными системами, базами знаний, нейронными сетями и нейрокомпьютерами, DM-системами (системами Data Mining).

В последние годы из общего направления «искусственный интеллект» выделилось направление, связанное с созданием экспертных систем (ЭС), предназначенных для решения задач экспертного оценивания ситуаций в различных предметных областях. При построении экспертных систем основными являются вопросы: какие знания должны быть в них представлены и в какой форме? Структура знаний зависит от сферы их использования и может носить довольно сложный характер.

Системы, основанные на знаниях, – это системы программного обеспечения, основными структурными элементами которых являются база знаний и механизм логических выводов.

В первую очередь к ним относятся экспертные системы, являющиеся мощным инструментом обработки интеллектуальной информации типа знаний.

Экспертная система – это интеллектуальная программа, способная делать логические выводы на основании знаний в конкретной предметной области и обеспечивающая решение специфических задач. Поэтому ее необходимо наделить функциями, позволяющими решать задачи, которые в отсутствие эксперта невозможно правильно решить. Следовательно, необходимым этапом в ее разработке является приобретение соответствующих знаний от эксперта. Перечислим требования к экспертным системам: использование знаний, связанных с конкретной предметной областью; приобретение знаний от эксперта; определение реальной и достаточно сложной задачи; наделение системы способностями эксперта.

На рисунке ниже показана базовая структура экспертной системы, ниже перечислены функции, которые должны выполнять ее структурные элементы.

Во-первых, необходим механизм представления знаний в конкретной предметной области и управления ими. Для реализации этих функций используется механизм, называемый базой знаний (БЗ).

Во-вторых, требуется реализовать механизм, который на основании знаний, имеющихся в базе знаний, способен делать логические выводы. Этот механизм называется механизмом логических выводов.

В-третьих, необходим интерфейс для правильной передачи ответов пользователю системы – пользовательский интерфейс.

В-четвертых, необходимо включить механизм получения знаний от эксперта, поддержки базы знаний и дополнения ее при необходимости. Механизм, реализующим эту функции, называется модулем приобретения знаний.

В-пятых, необходим механизм, который способен не только давать заключение, но и представлять различные комментарии, прилагаемые к этому заключению, и объяснять его мотивы.

В противном случае пользователю будет трудно понять заключение. Такое понимание необходимо, если заключение используется для консультации или оказания помощи при решении каких-либо вопросов. Механизм, реализующий эти функции, называется модулем объяснений (советов и пояснений).

ЭС используют в здравоохранении, страховании, банковском деле и других областях, чтобы с помощью правил и объектов, накапливающих опыт, повысить качество принимаемых решений. Эта технология широко применяется во многих бизнесприложениях. Базы знаний встроены в наиболее современные крупные системы, например в поисковые серверы, осуществляющие поиск информации в Internet.

Одним из быстро развивающихся направлений искусственного интеллекта в последнее время является построение нейронных сетей, моделирующих мыслительную деятельность человеческого мозга, что стало возможным только благодаря быстрому развитию компьютерных технологий. Разработка нейросетей и нейрокомпьютеров ведется в большинстве промышленно развитых стран, т.к. они позволяют эффективно решать задачи распознавания образов, поиска и классификации, диагностики (в медицине и промышленности), прогнозирования (особенно в финансово-экономической сфере) и т.д.

Дата добавления: 2014-01-05