45336

Подходы к построению систем искусственного интеллекта

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Структурный подход Под структурным подходом подразумевается попытки построить искусственный интеллект путём моделирования структуры человеческого мозга. Основной моделируемой структурной единицей в персептронах как и в большинстве других вариантов моделирования мозга является нейрон. Позднее возникли и другие модели которые обычно называют нейронные сети . Эти модели различаются по строению отдельных нейронов по топологии связей между ними и по алгоритмам обучения.

Русский

2013-11-16

33 KB

6 чел.

05 Подходы к построению систем искусственного интеллекта

Логический подход

Основой для логического подхода служит Булева алгебра. Каждый программист знаком с нею и с логическими операторами. Свое дальнейшее развитие Булева алгебра получила в виде исчисления предикатов, в котором она расширена за счет введения предметных символов, отношений между ними, кванторов существования и всеобщности. Практически каждая система искусственного интеллекта, 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. Если цель доказана, то трассировка примененных правил позволяет получить цепочку действий, необходимых для реализации поставленной цели. Мощность такой системы определяется возможностями генератора целей и машиной доказательства теорем.

Поскольку все компьютеры оперируют двоичными данными (могут принимать значения только 0 и 1), то можно предположить, что все возможности компьютера могут быть реализованы и в виде логики предикатов.

Добиться большей выразительности логическому подходу позволяет такое сравнительно новое направление, как нечёткая логика. Основным её отличием является то, что правдивость высказывания может принимать в ней кроме да/нет (1/0) еще и промежуточные значения – не знаю (0.5), скорее да, чем нет (0.75), скорее нет, чем да (0.25). Данный подход больше похож на мышление человека, поскольку он на вопросы редко отвечает только да или нет.

Для большинства логических методов характерна большая трудоёмкость, поскольку во время поиска доказательства возможен полный перебор вариантов. Поэтому данный подход требует эффективной реализации вычислительного процесса, и хорошая работа обычно гарантируется при сравнительно небольшом размере базы данных.

Структурный подход

Под структурным подходом подразумевается попытки построить искусственный интеллект путём моделирования структуры человеческого мозга. Одной из первых таких попыток был персептрон Френка Розенблатта. Основной моделируемой структурной единицей в персептронах (как и в большинстве других вариантов моделирования мозга) является нейрон.

Позднее возникли и другие модели, которые обычно называют "нейронные сети". Эти модели различаются по строению отдельных нейронов, по топологии связей между ними и по алгоритмам обучения. Среди наиболее известных сейчас вариантов нейронных сетей можно назвать нейронные сети с обратным распространением ошибки, сети Хопфилда, стохастические нейронные сети.

Нейронные сети наиболее успешно применяются в задачах распознавания образов, в том числе сильно зашумленных, однако имеются и примеры успешного применения их для построения собственно систем искусственного интеллекта.

Эволюционный подход

При построении систем искусственного интеллекта 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 нейронные сети и набор логических правил и любая другая модель. Компьютер, 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.

В принципе можно сказать, что эволюционных моделей как таковых не существует, существует только эволюционные алгоритмы обучения, но модели, полученные при эволюционном подходе, имеют некоторые характерные особенности, что позволяет выделить их в отдельный класс.

Такими особенностями являются перенесение основной работы разработчика с построения модели на алгоритм её модификации и то, что полученные модели практически не сопутствуют извлечению новых знаний о среде, окружающей систему искусственного интеллекта, то есть она становится как бы вещью в себе.

Имитационный подход

Данный подход является классическим для кибернетики с одним из её базовых понятий – черным ящиком. Черный ящик – 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. Нам не важно, что у него и у модели внутри и как он функционирует, главное, чтобы модель в аналогичных ситуациях вела себя точно так же.

Основным недостатком имитационного подхода является низкая информационная способность большинства моделей, построенных с его помощью.

На практике очень четкой границы между различными методами и подходами нет. Очень часто встречаются смешанные системы, где часть работы выполняется по одному типу, а часть по другому.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59790. Прощальний вальс (сценарій випускного вечора) 89.5 KB
  Під тиху музику ведуча звертається до присутніх. Ведуча: Доброго вам вечора шановні батьки вчителі гості Тільки вчора пролунав останній дзвоник позаду напружена пора іспитів і ось випускний бал до якого одинадцять років як по східцях довелося підійматися нашим випускникам.
59791. Values of life 50 KB
  Our lesson is devoted to the people’s values of life. By the end of the lesson I suppose you will learn some important things about youselves and real values of life. We shall try to find out how to bring up high moral qualities and to achieve success in life.
59792. Разработка управленческих решений принимаемых в ГК Техноцентр 565 KB
  Цель дипломного проекта – изучив, принимаемые в ГК Техноцентр управленческие решения, выявить их негативное влияние на снижение экономических показателей, предложить ряд управленческих решения, которые бы улучшили плановые экономические показатели.
59793. Дворіччя. Давній Вавілон 58 KB
  Якщо людина викриватиме людину і провини не доведе то позивача має бути забито. Якщо людина викриватиме людину у чаклунстві й доведе то та яка звинувачувалася піде до Божої Річки Тигру та Євфрату та плигне у воду.
59794. Важнейшие сражения ВОВ 82 KB
  Место: класс информирования личного состава Учебные пособия: 1. История Второй мировой войны 1939-1945. Уроки Второй мировой войны и основные направления ее фальсификации. Учебные цели: Формирование у военнослужащих ясного представления об уроках Второй мировой войны...
59795. Як наші вчинки пливають на життя 190.5 KB
  Очікування результатів уроку: Після цього уроку учні зможуть: Пояснювати зміст понятьвчинок подвиг; Характеризувати емоції та почуття які впливають на нашу поведінку; Обґрунтувати важливість умінь керувати собою.
59796. Сценарій свята «День вчителя» 106 KB
  Тому кожна людина з почуттям вдячності згадує свою рідну школу своїх вчителів. На цьому святі ми хочемо віддати Вам дорогі вчителі хоч маленьку краплиночку тепла і уваги яке ви розсіяли зливами і веселками всім нам.
59798. Вебінар – сучасний елемент дистанційної освіти 152 KB
  Основа вебінару – програмне забезпечення віртуальний клас яке дозволяє організувати спілкування між географічно віддаленими користувачами в режимі реального часу. Незважаючи на те що схема проведення вебінару виглядає досить простою слід зауважити що і рівні проведення вебінару теж бувають різні. Відмінність вебінару від відеоконференції полягає в можливості іноді досить великої кількості глядачів перетворюватися на реальних співрозмовників при наявності встановленого мікрофона і ще краще – вебкамери відеокамери.