36244

Системы искусственного интеллекта. Понятия и определения. Архитектура, классификация моделей

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

В этой информационной модели окружающей среды реальные объекты их свойства и отношения между ними не только отображаются и запоминаются но и как это отмечено в данном определении интеллекта могут мысленно целенаправленно преобразовываться . При этом существенно то что формирование модели внешней среды происходит в процессе обучения на опыте и адаптации к разнообразным обстоятельствам . Под структурным подходом мы подразумеваем попытки построения ИИ путем моделирования структуры человеческого мозга. Основной моделируемой структурной...

Русский

2013-09-21

38 KB

11 чел.

30. Системы искусственного интеллекта. Понятия и определения. Архитектура, классификация моделей.

Понятия и определения

Искусственный интеллект -  это, с одной стороны – интеллект, т.е. сфера интересов философии, логики, психологии, лингвистики, физиологии и т.д., а с другой стороны – искусственный, т.е. создаваемый человеком в рамках тех технологических средств, которыми он располагает в каждый момент своего исторического развития, в нашем случае -  с помощью средств современной  вычислительной техники.

Термин интеллект происходит от латинского intellectus - что означает ум, рассудок, разум; мыслительные способности человека. Соответственно искусственный интеллект (artificial intelligence) - ИИ (AI) обычно толкуется как свойство автоматических систем брать на себя отдельные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних воздействий.

Под интеллектом будем называть способность мозга решать (интеллектуальные) задачи путем приобретения, запоминания и целенаправленного преобразования знаний в процессе обучения на опыте и адаптации к разнообразным обстоятельствам.

Под термином "знания" подразумевается не только та информация, которая поступает в мозг через органы чувств. Такого типа знания чрезвычайно важны, но недостаточны для интеллектуальной деятельности. Дело в том, что объекты окружающей нас среды обладают свойством не только воздействовать на органы чувств, но и находиться друг с другом в определенных отношениях. Ясно, что для того, чтобы осуществлять в окружающей среде интеллектуальную деятельность (или хотя бы просто существовать), необходимо иметь в системе знаний модель этого мира. В этой информационной модели окружающей среды реальные объекты, их свойства и отношения между ними не только отображаются и запоминаются, но и, как это отмечено в данном определении интеллекта, могут мысленно "целенаправленно преобразовываться". При этом существенно то, что формирование модели внешней среды происходит "в процессе обучения на опыте и адаптации к разнообразным обстоятельствам".

Мы употребили термин интеллектуальная задача. Для того, чтобы пояснить, чем отличается интеллектуальная задача от просто задачи, необходимо ввести термин "алгоритм" - один из краеугольных терминов кибернетики.

Под алгоритмом понимают точное предписание о выполнении в определенном порядке системы операций для решения любой задачи из некоторого данного класса (множества) задач. Задачи, связанные с отысканием алгоритма решения класса задач определенного типа, будем называть интеллектуальными.

 Таким образом, мы можем перефразировать определение интеллекта как универсальный сверхалгоритм, который способен создавать алгоритмы решения конкретных задач.  

Деятельность мозга (обладающего интеллектом), направленную на решение интеллектуальных задач, мы будем называть мышлением, или интеллектуальной деятельностью.

Архитектура, классификация моделей

Существуют различные подходы к построению систем ИИ.

Рассмотрим логический подход. Основой для данного логического подхода служит Булева алгебра.

Практически каждая система ИИ, построенная на логическом принципе, представляет собой машину доказательства теорем. При этом исходные данные хранятся в базе данных в виде аксиом, правила логического вывода как отношения между ними. Кроме того, каждая такая машина имеет блок генерации цели, и система вывода пытается доказать данную цель как теорему Мощность такой системы определяется возможностями генератора целей и машиной доказательства теорем.

Под структурным подходом мы подразумеваем попытки построения ИИ путем моделирования структуры человеческого мозга. Основной моделируемой структурной единицей является нейрон.

Позднее возникли и другие модели, которые в простонародье обычно известны под термином "нейронные сети" (НС). Эти модели различаются по строению отдельных нейронов, по топологии связей между ними и по алгоритмам обучения. Среди наиболее известных сейчас вариантов НС можно назвать НС с обратным распространением ошибки, сети Хопфилда, стохастические нейронные сети.

Для моделей, построенных по мотивам человеческого мозга характерна не слишком большая выразительность, легкое распараллеливание алгоритмов, и связанная с этим высокая производительность параллельно реализованных НС. Также для таких сетей характерно одно свойство, которое очень сближает их с человеческим мозгом — нейронные сети работают даже при условии неполной информации об окружающей среде, то есть как и человек, они на вопросы могут отвечать не только "да" и "нет" но и "не знаю точно, но скорее да".

Эволюционный подход. При построении систем ИИ по данному подходу основное внимание уделяется построению начальной модели, и правилам, по которым она может изменяться (эволюционировать). Причем модель может быть составлена по самым различным методам, это может быть и НС и набор логических правил и любая другая модель. После этого мы включаем компьютер и он, на основании проверки моделей отбирает самые лучшие из них, на основании которых по самым различным правилам генерируются новые модели, из которых опять выбираются самые лучшие и т. д.

Еще один широко используемый подход к построению систем ИИ — имитационный. Данный подход является классическим для кибернетики с одним из ее базовых понятий — "черным ящиком" (ЧЯ). ЧЯ — устройство, программный модуль или набор данных, информация о внутренней структуре и содержании которых отсутствуют полностью, но известны спецификации входных и выходных данных. Объект, поведение которого имитируется, как раз и представляет собой такой "черный ящик". Здесь моделируется другое свойство человека — способность копировать то, что делают другие, не вдаваясь в подробности, зачем это нужно.

Зачастую эта способность экономит ему массу времени, особенно в начале его жизни. Основным недостатком имитационного подхода также является низкая информационная способность большинства моделей, построенных с его помощью.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81502. Алкаптонурия и альбинизм: биохимические дефекты, при которых они развиваются. Нарушение синтеза дофамина, паркинсонизм 403.53 KB
  Нарушение синтеза дофамина паркинсонизм. Заболевание развивается при недостаточности дофамина в чёрной субстанции мозга. Для лечения паркинсонизма предлагаются следующие принципы: заместительная терапия препаратамипредшественниками дофамина производными ДОФА леводопа мадопар наком и др. подавление инактивации дофамина ингибиторами МАО депренил ниаламид пиразидол и др.
81503. Декарбоксилирование аминокислот. Структура биогенных аминов (гистамин, серотонин, γ-аминомасляная кислота, катехоламины). Функции биогенных аминов 239.46 KB
  Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования. В живых организмах открыты 4 типа декарбоксилирования аминокислот. αДекарбоксилирование характерное для тканей животных при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа стоящая по соседству с αуглеродным атомом.
81504. Дезаминирование и гидроксилирование биогеных аминов (как реакции обезвреживания этих соединений) 168.64 KB
  Инактивация биогенных аминов происходит двумя путями: 1 метилированием с участием SM под действием метилтрансфераз. Таким образом могут инактивироваться различные биогенные амины но чаще всего происходит инактивация гастамина и адреналина. Так инактивация адреналина происходит путём метилирования гидроксильной группы в ортоположении . Реакция инактивации гистамина также преимущественно происходит путём метилирования 2 окислением ферментами моноаминооксидазами МАО с коферментом FD таким путем.
81505. Нуклеиновые кислоты, химический состав, строение. Первичная структура ДНК и РНК, связи, формирующие первичную структуру 107.11 KB
  Первичная структура ДНК и РНК связи формирующие первичную структуру Нуклеи́новые кисло́ты высокомолекулярные органические соединения биополимеры полинуклеотиды образованные остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению передаче и реализации наследственной информации. Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул рибоза и дезоксирибоза то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот дезоксирибонуклеиновая ДНК...
81506. Вторичная и третичная структура ДНК. Денатурация, ренативация ДНК. Гибридизация, видовые различия первичной структуры ДНК 108.02 KB
  Вторичная структура ДНК. В 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком была предложена модель пространственной структуры ДНК. Согласно этой модели, молекула ДНК имеет форму спирали, образованную двумя полинуклеотидными цепями, закрученными относительно друг друга и вокруг общей оси. Двойная спираль правозакрученная, полинуклеотидньхе цепи в ней антипараллельны
81507. РНК, химический состав, уровни структурной организации. Типы РНК, функции. Строение рибосомы 124.71 KB
  Первичная структура РНК - порядок чередования рибонуклеозидмонофосфатов (НМФ) в полинуклеотидной цепи. В РНК, как и в ДНК, нук-леотиды связаны между собой 3,5-фосфодиэфирными связями. Концы полинуклеотидных цепей РНК неодинаковы. На одном конце находится фосфорилированная ОН-группа
81508. Строение хроматина и хромосомы 106.36 KB
  Основу хромосомы составляет линейная не замкнутая в кольцо макромолекула дезоксирибонуклеиновой кислоты ДНК значительной длины например в молекулах ДНК хромосом человека насчитывается от 50 до 245 миллионов пар азотистых оснований. В интерфазе хроматин не конденсирован но и в это время его нити представляют собой комплекс из ДНК и белков. Макромолекула ДНК обвивает октомеры структуры состоящую из восьми белковых глобул гистоновых белков H2 H2B H3 и H4 образуя структуры названные нуклеосомами. В ранней интерфазе фаза G1 основу...
81509. Распад нуклеиновых кислот. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Распад пуриновых нуклеотидов 207.42 KB
  Распад пуриновых нуклеотидов. Далее полинуклеотидная часть этих молекул гидролизуется в кишечнике до мононуклеотидов. В расщеплении нуклеиновых кислот принимают участие ДНКазы и РНКазы панкреатического сока которые будучи эндонуклеазами гидролизуют макромолекулы до олигонуклеотидов. Последние под действием фосфодиэстераз панкреатической железы расщепляются до смеси 3\' и 5\'мононуклеотидов.
81510. Представление о биосинтезе пуриновых нуклеотидов; начальные стадии биосинтеза (от рибозо-5-фосфата до 5-фосфорибозиламина) 183.42 KB
  Сборка пуринового гетероцикла осуществляется на остатке рибозо5фосфата при участии различных доноров углерода и азота: Фосфорибозилдифосфат ФРДФ или фосфорибозилпирофосфат ФРПФ занимает центральное место в синтезе как пуриновых так и пиримидиновых нуклеотидов Он образуется за счёт переноса βγпирофосфатного остатка АТФ на рибозо5фосфат в реакции катализируемой ФРДФсинтетазой. Источниками рибозо5фосфата могут быть: пентозофосфатный путь превращения глюкозы или катаболизм нуклеозидов в ходе которого под действием...