21688

ПОСТРОЕНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

3 а также об объектах 4го порядка. Рассмотрим систему объектов 1го порядка связанную универсальным интерфейсом и рассмотрим её в виде полносвязного ориентированного графа. Вершины графа означают объекты 1го порядка рёбра объекты 2го порядка. Направление стрелки на ребре указывает от какого объекта 1го порядка к какому передаётся взаимодействие.

Русский

2013-08-03

70 KB

0 чел.

етоды искусственного интеллекта

Лекция № 5

МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

ЛЕКЦИЯ № 5

ПОСТРОЕНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

На прошлой лекции мы:

— разобрались с объектами классов 3.1, 3.2 и 3.3,

— поговорили об объектах уровней 3.3.1—3.3.3, а также об объектах 4-го порядка.

Каким же должен быть этот искусственный интеллект, как он должен выглядеть? На этот счёт есть некоторые соображения.

Эскизный проект объекта класса 3.3.1, который в перспективе можно нарастить до уровня 3.3.2, ставит своей задачей создать промышленное описание искусственного интеллекта.

Пожалуй, самым сложным его блоком будет внутренний мир, и проектирование следует вести от него.

И первая же проблема — выбора конструкции, которая будет эффективно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к среде существования 3.3.1 и его внутреннему миру, а именно: универсальный интерфейс, логические домены и потенциальная бесконечность.

Можно поступить наиболее простым способом — моделировать всё это на суперкомпьютере. Но в таком случае неизбежно применение крайне ресурсоёмких методов вычислительной математики, что неэффективно даже на самых мощных компьютерах.

Следовательно, остаётся другой — реальный — выход, заключающийся в использовании естественной суперпозиции взаимодействия физических тел через электрическое, магнитное, гравитационное, электромагнитное и корпускулярное взаимодействие. Корпускулярное — это, напомню, когда происходит движение заряженных частиц.

Рассмотрим систему объектов 1-го порядка, связанную универсальным интерфейсом, и рассмотрим её в виде полносвязного ориентированного графа.

(рисунок)

Полносвязный — означает, что каждая вершина соединена с каждой отдельным ребром.

Требование полносвязности вытекает из того, что формирователь внутреннего мира будет настраивать внутренний мир произвольным образом. Следовательно, для повышения эффективности протекания процесса настройки необходимо иметь полносвязную схему.

Вершины графа означают объекты 1-го порядка, рёбра — объекты 2-го порядка. Направление стрелки на ребре указывает, от какого объекта 1-го порядка к какому передаётся взаимодействие.

(примеры с F=ma; v=gt)

Возможные варианты реализации такого графа:

  1.  Проводниковая схема. В этом случае строится электрическая схема, расположение проводов которой в точности совпадает с рёбрами графа. В середине каждого провода расположен объект 2-го порядка. Отдалённым аналогом такой схемы можно считать нейронную конструкцию биологического мозга. Нервные волокна можно в первом приближении рассматривать как саморастущие провода. Поскольку такая схема очень громоздка, подвержена влиянию паразитных связей, характерных для сложных пространственных электрических разводок. Поэтому, скорее всего, от такой схемы нам придётся отказаться. Однако совсем списывать со счетов её не стоит, т.к. она обладает высоким быстродействием, а в случае применения эффекта сверхпроводимости, и малым энергопотреблением. Да и похожа она на человеческий мозг.
  2.  Корпускулярная схема. Неэффективна, потому что в таком случае будет необходим большой запас химических веществ и кажется неразрешимой проблема надёжной передачи сигнала удалённым приёмникам. Велики помехи в работе, в основном из-за не учитываемых химических взаимодействий веществ-информаторов. Низкая скорость.
  3.  Взаимодействие через поля. Любые: гравитационное, электромагнитное… Гравитационное взаимодействие сразу убираем из рассмотрения — оно очень слабо. Электростатическое и магнитостатическое тоже не очень подходят. Акустика требует среды распространения волн, что не очень хорошо. Остаётся применять переменное электрическое/магнитное поле. Поскольку переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле и наоборот, остановимся на способе связи вершин нашего графа посредством электромагнитного излучения.

Выбрали мы среду работы — электромагнитное поле. Теперь проблема выбора элементарных элементов.

Если электромагнитное излучение образует рёбра графа, то элементарные элементы — его вершины.

Требования к элементарным элементам:

— быть как можно меньше размером,

— обеспечивать как можно большую частоту работы, а лучше вообще использовать аналоговые элементарные элементы,

— не изнашиваться,

— иметь как можно более простую однотипную конструкцию.

Из всего ассортимента известных на сегодня конструкций на роль элементарных элементов, пожалуй, лучше всего подходят макромолекулы. Которые, кстати, вовсе необязательно должны быть органическими. Поскольку в качестве связи мы имеем электромагнитное излучение, на этапе передачи информации от одного элемента к другому никакой обработки информации не происходит. Поэтому элементарный элемент должен состоять из двух частей: объекта класса 2.2 и объекта класса 1.1.

Объект 1-го порядка достаточно просто получить, используя явление изометрии — неизменная по химической формуле макромолекула имеет колоссальное число геометрических пространственных конфигураций. Точно так же, как бельевая верёвка может скручиваться в моток, клубок, завязываться в узел и т.п.

Объект 2.2, таким образом, должен, в зависимости от информации поступающего на его вход электромагнитного излучения, придавать молекуле разные формы.

Это может выглядеть примерно так: электромагнитное излучение приходит на сверхчувствительный активный центр молекулы — приёмник. Приёмник, в свою очередь, активизирует усилитель сигнала, а тот — передаёт сигнал и запускает логику объекта 2-го порядка. В результате меняется пространственная форма молекулы, чем достигается изменение состояния объекта 1-го порядка.

Естественно, что кроме приёмника должен быть ещё и передатчик — для того, чтобы молекула могла сообщать своё состояние другим объектам 2-го порядка. Передатчик может быть построен по обратной приёмнику схеме.

Теперь — про организацию взаимодействия.

Перво-наперво необходимо как-то отделить молекулы по признаку их соответствия определённой переменной в системе уравнений, образующих универсальный интерфейс. Т.е. надо указать, что вот этой молекуле соответствует значение переменной , этой —  и т.д. Сложность в том, что молекул невообразимо много и поэтому нет никакой возможности распределить их по ролям неким внешним устройством, пусть даже и очень быстродействующим. Следовательно, надо добиться того, чтобы молекула сама определяла, к какой переменной она относится. Что служит естественным отличием одной молекулы от другой, точно такой же? А? Её координата в пространстве.

С учётом этого, наш молекулярный виртуальный мир примет следующий вид. Во-первых, это максимально сильно охлаждённое твёрдое тело. Скорей всего, кристалл, чтобы молекулы не могли сами собой менять координату в результате теплового движения. Во-вторых, необходимо наличие сверхстабильного, но меняющегося в зависимости от координаты электромагнитного поля, пронизывающего весь объём виртуального мира. Мы будем называть его координатным электромагнитным полем. В задачу этого поля входит подать на каждую молекулу сигнал о том, в какой точке пространства виртуального мира она находится. Получается некоторое подобие сверхточной глобальной навигационной системы.

Второе. Чтобы молекула начала выдавать сигнал с передатчика, ей нужна энергия. Много энергии, ведь её голос должен быть услышан во всём виртуальном мире. Значит, помимо координатного, нужно ещё и поле накачки, энергетическое электромагнитное поле. Чтобы эти два поля не путать, они будут иметь сильно различающуюся частоту.

Обозначим последнее поле — накачки — через , а координатное поле — через .

В итоге получим следующую модель организации структуры внутреннего мира.

Форма — шар, это диктуется требованием минимизировать расстояние от любой произвольно взятой молекулы до любой другой.

Материал шара — диэлектрик, сквозь который будут легко проходить сигналы  и .

Агрегатное состояние — сильно охлаждённый кристалл.

По поверхности шара равномерно распределены источники ,  и  — сигнала с формирователя внутреннего мира.

На вход элементарного элемента поступает 4 сигнала: , ,  и ещё один —  — информационный сигнал, который образуется в результате работы передатчиков других элементарных элементов.

Такая схема вроде должна работать. А если не удастся создать исключительно молекулярную конструкцию, то можно подумать над возможностью применения нанотехнологий. Может, это будет гораздо более удобная штука — кристалл из нанороботов.

Наноро́боты — это машины размером, сопоставимым с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения запрограммированных команд. Возможность создания нанороботов рассмотрел в своей книге «Машины созидания» американский ученый Эрик Дрекслер. В настоящее время уже созданы наноэлектромеханические устройства, ограниченно способные к передвижению, которые можно считать прототипами нанороботов.

АССОЦИАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Введем обозначения: Ei - i-е

состояния эффекторов, Ri - i-е состояние рецепторов, АП - ассоциативная память.

Если АП организована как ориентированный граф переходов (вершины R, ребра E).

Направление ребер показывает за счет какого состояния Ei-1 перешли от Ri-1 к Ri:

Ei=АП(Ei-1,Ri-1). Поиск пути в графе - найти оптимальный путь от текущего

состояния Ra к состоянию с наибольшей близостью к цели Rb. Критерий

оптимальности может быть задан как исключение вершин с отклонением от цели

больше заданного и/или рассмотрение вершин с меньше заданного отклонением

значений рецепторно/эффекторных матриц от вершин иных путей в графе.

Т.о. появляется возможность "перепрыгивать" от одной вершины в другую, даже если

в графе не существует перехода от одной к другой.

Понятно что перебором всех возможных путей проблема нерешаема. Аналогия,

подсказывающая как надо решать: вода находит выход из лабиринтов карстовой

пещеры. Вход в пещеру Ra, выход - Rb. Еще аналогия. Наглядной моделью активного

графа служит сеть, стороны которой сотканы из резистора и диода. Сопротивление

резистора пропорционально приближению к цели при переходе от одного узла к

другому, диод указывает направление перехода. Узлы сети хранят состояния

рецепторно/эффекторных матриц. Если теперь пустить ток от заданного узла к

желаемому, то одни резисторы нагреются больше других. И по степени этого

нагрева можно сразу определить какой путь оптимальнее - он самый горячий.

Т.е мы приходим к выводу о том, что поиск оптимального пути необходимо проводить

при помощи объектов 2-го порядка, встроенных в сам граф. В его ветви и вершины.

Тогда оптимальный путь в АП будет рассчитываться параллельной работой множества

объектов 2-го порядка. Что очень производительно. 3.2.2 только в конце примет

решение из каких примерно равносильных оптимальных путей выбрать лучший.

Поскольку активный граф АП представляет собой объект 2-го порядка, то для его

построения необходимо использовать 3.2.1.

В заключение.

Как видите теперь, построение искусственного интеллекта, базирующееся на теории объектов, имеет какую-то вполне правдоподобную основу. Вопросов, конечно же, много, но и кое-какие ответы уже есть. Вполне возможно, что искусственный интеллект будет создан на основе этой интегральной теории. А может, и нет.

Поэтому дальше мы займёмся вещами более земными и реальными — нейросетями и генетическими алгоритмами. Со следующей лекции.

PAGE  1

Томский политехнический университет,

Дмитрий Афонин, март 2006 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19707. «Анна Каренина»: источники замысла, поэтика, проблематика. Новые черты в художественном мире Толстого 39 KB
  Анна Каренина: источники замысла поэтика проблематика. Новые черты в художественном мире Толстого. После окончания работы над романом Война и мир Лев Николаевич увлекся проблемами семьи и брака. Окружающая его действительность давала много материала о семейно...
19708. Толстовство 30 KB
  Толстовство Толстовство группа синкретических сект христианского происхождения. Зародилась в конце 80х годов XIX в. в русской крестьянской среде под влиянием идей духоборчества и учений Л. Н. Толстого. Окончательно сформировалась в начале XX в. Толстовство возникло в Р
19709. Позднее творчество Толстого 49 KB
  Позднее творчество Толстого. К концу 70х началу 80х годов XIX века в мировоззрении Толстого наступил перелом подготовленный всем ходом исторического развития пореформенной России. В это время Толстой окончательно порывает со своим классом и переходит на позиции патри
19710. Роман «Воскресенье»: проблематика, поэтика 38.5 KB
  Роман Воскресенье: проблематика поэтика. Роман Воскресение сюжет которого Толстому был подсказан известным адвокатом А. Ф. Кони создавался в течение десяти лет. За это время Толстым был накоплен огромный материал связанный с деятельностью революционеров. В эти го
19711. Творческий путь Чехова 26 KB
  Творческий путь Чехова. Став студентом медицинского факультета Московского университета Чехов выступал под различными псевдонимами. Чехов уже с 1880 г. начал помещать рассказы фельетоны юморески мелочишки под псевдонимом Антоша Чехонте или его вариантами или сов...
19712. Жанр рассказа в творчестве Чехова 30.5 KB
  Жанр рассказа в творчестве Чехова. Чехов создал рассказ как самостоятельный и полноценный жанр и доказал что прозаический микромир может вместить в себя беспредельность. Тот или иной рассказ Чехова нетрудно превратить в роман ибо в нем достаточно материала для романа....
19713. Cвоеобразие Чеховских пьес 32 KB
  Cвоеобразие Чеховских пьес На первый взгляд драматургия Чехова представляет собою какойто исторический парадокс. Прежде всего в драматургии Чехова отсутствует €œсквозное действие€ ключевое событие организующее сюжетное единство классической драмы. Драма при э...
19714. Александр Борисович и Николай Семёнович Лесков 55.59 KB
  Александр Борисович История одного города. Роман. СЩ – романист или нет Репутация – представление о художественности поэтике писателя. СЩ очень хорошо описывает страшное. Описывает пороки личности и обществ жизни. СЩ: обстоятельства жизни делающие её не совсе
19715. Роман «Идиот» 81.92 KB
  Роман Идиот Написан полностью за границей один из самых амбициозных романов Дост. Роман о положительно прекрасном человеке о новом пришествии Христа Дост скм называет героя романа князь Христос. Дост кроме самого Христа вдохновлоялся картиной Гольбейна. Копия...