Структура и функции интеллектуальной системы управления

Основной функцией ИС является целенаправленное поведение в сложном плохо организованном внешнем мире. Целенаправленное поведение можно организовать путем преобразования знаний о текущем состоянии мира, полученных с помощью сенсорных систем, в последовательность действий, направленных на достижение заданной цели. Такие преобразования должны опираться на априорные знания о мире и способах его преобразования. Следовательно, центральными звеньями ИС являются система представления знаний и развитая система планирования действий. Особенность ИС – процессы сбора и преобразования информации должны протекать в реальном режиме времени.

Обобщенная функциональная структура ИС показана на рис.2 и включает три основные взаимосвязанные системы: восприятия, представления знаний, планирования и исполнения действий.

Рис.2

Одной из основных является система представления знаний, две других в значительной степени опираются на нее. Представление знаний (т.е. форма их выражения) должно быть выбрано с учетом конкретного класса задач, на решение которых спроектирована ИС. Система представления знаний представляет совокупность четырех блоков: абстрактные знания; знания о целях; модель мира ИС; накопления и корректировки знаний.

Абстрактные знания – сведения об общих закономерностях, действующих как во внешнем, так и во внутреннем мире ИС, которые считают условно постоянными. Например, физические закономерности.

Знания о целях – информация о глобальных целях, которые ИС должна достигнуть в процессе функционирования, а также о способах их декомпозиции, разделения на промежуточные этапы.

Модель мира ИС – формальное описание знаний о среде, в которой функционирует система. Сведения сформированы и сообщены системе заранее.

Для повышения точности и расширения знаний о мире используется блок накопления и корректировки знаний. В нем производится накопление новых фактов о внешнем мире и их анализ на непротиворечивость с другими фактами, хранящимися в системе представления знаний. Если новый факт не противоречив, он включается в модель мира. В некоторых случаях предварительно осуществляется проверка его достоверности.

Однако, непротиворечивость не является обязательным требованием, т.к. дает возможность устойчиво функционировать в малоизученном мире.

Специфическими требованиями к системе представления знаний являются:

- «терпимость» к неполноте и противоречиям. СПЗ должна быть построена так, чтобы ИС функционировала при обнаружении неполноты или неточности в знаниях;

- критичность к новой информации - способность проверить согласованность новой информации с имеющейся и принять решение о ее достоверности;

- обучаемость и способность к корректировке знаний.

Связь с внешним миром в ИС осуществляется через систему восприятия. Система восприятия формирует ситуационные знания ИС, т.е. знания о текущей ситуации. Первичными источниками информации являются различные сенсоры. Информация от сенсоров преобразуется, обрабатывается и представляется в виде, удобном для дальнейших преобразований.

Дальнейшее преобразование связано с синтаксической и семантической интерпретацией. При синтаксической интерпретации формируется представление воспринимаемого мира на некотором внутреннем языке ИС, при этом смысл воспринимаемых явлений остается не раскрытым. Семантическая интерпретация связана с выявлением смысла воспринимаемой информации. Завершающая процедура – построение модели текущего состояния мира.

Система планирования и исполнения действий формирует и реализует программы воздействий на внешний мир, что ведет к достижению поставленной цели. Планирование действий ИС представляется как процесс решения задачи. Решение задачи – это последовательность действий, переводящая текущее состояние мира в желаемое. Для выполнения действий их необходимо расчленить на необходимые движения.

Дополнения.

Интеллектуальные роботы часто называют интегральными. Сейчас для понятия «интегральный робот» используется классификация робототехнических устройств, в основу которой положены пять групп функционально завершенных систем.:

- группа В – системы восприятия звуковой, тактильной и других видов информации о внешней среде;

- группа М – системы воздействия на объекты внешнего мира (манипуляторы);

- группа Т – системы, обеспечивающие перемещение робота;

- группа П – системы планирования действий и решения задач;

- группа Р – системы, обеспечивающие связь робота с оператором и/или другими роботами.

Любой конкретный робот может быть образован сочетанием всех или части перечисленных систем, например, ВМП – очувствленные роботы с системой планирования действий.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение интеллектуальной системы.

2. Что такое предметная область в ИИ?

3. Каковы основные направления развития ИИ?

Дата добавления: 2014-01-07