45434

Применение метода оценочной функции при реализации интеллектуальных функций. Уровни интеллектуальности поведения

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Черепаха представляет собой трехколесную тележку на которой размещены аккумуляторы система реле и электронная ламповая схема. Схема отрегулирована таким образом что при низком потенциале анода лампы Л1 запирается лампа Л2 и реле Р2 устанавливается так что исключается одновременное нахождение под током реле P1 и Р2. При умеренном освещении фотоэлемента лампа Л2 приоткрывается однако проводимый ею ток недостаточен для срабатывания реле P1 хотя уменьшение напряжения на аноде лампы и приводит к отпусканию реле Р2. Замыкание...

Русский

2013-11-17

61.5 KB

0 чел.

6, Применение метода оценочной функции при реализации интеллектуальных функций. Уровни интеллектуальности поведения

Синтетическая психология

           Иногда синтез осуществить легче, чем анализ. Трудно понять, как  работает на низком уровне мозг, но можно попробовать имитировать поведение  как <вход-выход>. Цель этого направления - создание имитаторов поведения.  Такие имитаторы создавались различными группами исследователей - Амосов,  Брайтенберг, Уолтер и другие. На нижних уровнях машины имитировали простейшие эмоции и поведение (страх), на верхних - более абстрактные и сложные (предчувствие, любовь). На самой простой модели можно увидеть интересные психологические реакции.

           Рассмотрим "Черепаху" Г. Уолтера, названную им "Машина спекулятрикс",  что означает "думающая машина". "Черепаха" представляет собой трехколесную   тележку, на которой размещены аккумуляторы, система реле и электронная (ламповая) схема. Переднее колесо расположено на рулевой колонке и приводится в действие двумя двигателями - рулевым Д1 и приводным Д2. На рулевой колонке закреплен также фотоэлемент и осветительная лампочка, свет от которой не попадает на фотоэлемент. Тележка покрыта кожухом, напоминающим по форме черепаший панцирь и оставляющим открытым лишь фотоэлемент и лампочку. Вокруг кожуха размещения упругий бампер,прикосновение к которому замыкает механический контакт K1. Принципиальная схема "Черепахи" приведена на рисунке 12.1.

      

     рис.12.1

           "Черепаха" с такой схемой способна воспроизводить следующие виды  поведения: движение на свет или от него, поисковые движения, обход препятствии, движение к "кормушке" и заход в нее для подзарядки  аккумуляторов. Схема отрегулирована таким образом, что при низком потенциале анода лампы Л1 запирается лампа Л2 и реле Р2 устанавливается так, что исключается одновременное нахождение под током реле P1 и Р2. Если фотоэлемент ФЭ не освещен, то лампа Л2 открыта, а Л1 заперта. При  умеренном освещении фотоэлемента лампа Л2 "приоткрывается", однако   проводимый ею ток недостаточен для срабатывания реле P1, хотя уменьшение напряжения на аноде лампы и приводит к отпусканию реле Р2. Дальнейшее  увеличение освещенности фотоэлемента ("ослепление") ведет к срабатыванию P1 при отпущенном Р2. Замыкание механического контакта K1 превращает схему в мультивибратор, попеременно включающий и выключающий реле Р1 и Р2.  Поведение "Черепахи" зависит от внешних воздействий, т.е. от  состояний реле и характеризуется следующей таблицей.

Раздражение

       Состояние реле

     Скорость,развиваемая                          

             двигагелями

Р1

Р2

 Д1 (руль)

Д2 (привод)

Темнота

Выключено

Включено

Нормальная

Малая

Свет

Выключено

Выключено

   О(руль неподвижен)

Нормальная

"Ослепление"

Включено

Выключено

Малая

Нормальная

Прикосновение

Выключено

Включено

Нормальная

Малая

Прикосновение

Включено

Выключено

Малая

Нормальная

              Несмотря на относительную простоту устройства, "Черепаха"  демонстрирует достаточно разнообразные виды поведения. В нормальных условиях она осуществляет "поиск", двигаясь по формируемым ею и средой траекториям, и в течении часа способна исследовать довольно большую   комнату. При попадании на фотоэлемент света она либо приближается к источнику света (при слабом свете или разрядившихся батареях), либо отходит от него (при сильном "ослепляющем" свете). При наезде на  препятствие - независимо от того, какой другой раздражитель действовал -  автомат реагирует только на прикосновение, являющееся более сильным  раздражителем, и отходит от препятствия. После совершения отходного  маневра он продолжает двигаться под влиянием оставшегося раздражителя.  "Черепаха" способна отыскивать оптимальное для себя состояние, которым является поиск в слабо освещенных местах. Лампа Л3, расположенная в  передней части устройства, позволяет ей в отсутствие других источников света "узнавать" себя в зеркале, приближаясь к своему изображению. Таким же образом два автомата могут "увидеть" друг друга и двигаться навстречу. При частичной разрядке аккумуляторов способность избегать "ослепления" ослабевает и "Черепаха" приближается к "кормушке", в которой установлен  источник света, и, соприкасаясь с контактами зарядного устройства в ней, "насыщается", а затем (возникало "ослепление") отходит от нее и продолжает нормальную деятельность. Ниже приведены примеры различного поведения "Черепахи": поиск в отсутствие яркого света, стремление к не очень сильному источнику света, поведение при наличии двух сильных источников  света, обход препятствия при стремлении к свету, стремление к одному источнику света двух одинаковых автоматов, посещение "кормушки", поведение перед зеркалом и "знакомство" двух "Черепах". Легко видеть, что поведение  автомата во многом аналогично комплексу фиксированных действий,  наблюдаемых в поведении живых организмов. Заметим, что, точные траектории движений заранее установить невозможно. В каждом отдельном случае они определяются рядом случайных факторов, таких, как шероховатость и наклоны поверхности, по которой движется автомат, трение в подвижных его частях, разброс моментов срабатывания реле и т. п.

          Всего было построено 14 уровней подобных животных. На третьем уровне  удалось реализовать схему "хищник-жертва". На четвертом - машины отличали живое от неживого, огибали препятствия. На пятом реализовывали простейшее  обучение. На 6-8 уровнях научились обобщать. На 14 - вырабатывали шкалу ценностей, находили линию наискорейшего достижения цели, создавали внутреннюю модель мира.

          Существенный недостаток - нет самопроизводства и эволюции.

Распознавание и классификация

           Одно из важнейших интеллектуальных свойств. Все устройства,  реализующие это свойство должны иметь три блока.

         Задача состоит в отделении образца типа А от образца типа Б, для этого требуется ввести физическую величину, которая бы отличала образцы  различных типов. Очевидно, что эта величина будет иметь целый диапазон значений и выбирая некоторый индетифицирующий признак мы можем столкнутся с проблемой перекрытия (верхний график), то есть с ситуацией наличия этого признака у обоих образцов. Поэтому требуется развернуть базовые оси, чтобы проекции различных классов пересекались минимально (нижний график).

      

          Задача интеллекта - найти линии разделения классов. Для лучшего

     результата требуется вводить дополнительные признаки. Каждый полезен хотя

     бы для одного разделения и влияет на уменьшение вероятности ошибки.

     Наилучшими признаками являются те, у которых разность средних выше

     стандартных отклонений. Признак будет бесполезным, если средние совпадают

     со средними другого признака. Очень много признаков увеличивает

     вероятность ошибки.

      

     рис.12.4

     Признаки (x1..xn) анализируются разделяющими функциями (q1..qm). Решение

     поступает с устройства сравнения.

Меры сходства

     xij - значение i-ой переменной для j-го объекта.

     1.Коэффициент корреляции

      

     2.Меры расстояния

         а)Евклидово

      

         б)Манхеттенское

      

         в)Минковского

      

     3.Коэффициент ассоциативности

         а)

     S = ( a + d )/( a+ b + c + d );

         б)

     J = a/( a + b + c );

         в)

     Kас = ( ad - bc )/( ad + bc );

           


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81581. Нарушения обмена биогенных аминов при психических заболеваниях. Предшественники катехоламинов и ингибиторы моноаминооксидазы в лечении депрессивных состояний 108.33 KB
  Предшественники катехоламинов и ингибиторы моноаминооксидазы в лечении депрессивных состояний. Например резерпин понижающее артериальное давление средство специфически тормозит процесс переноса катехоламинов в специальные гранулы нейронов и тем самым делает эти амины доступными действию эндогенной МАО. Многие антидепрессанты вещества снимающие депрессию увеличивают содержание катехоламинов в синаптической щели т. К таким веществам в частности относятся имипрамин блокирует поглощение норадреналина нервными волокнами амфетамин...
81582. Физиологически активные пептиды мозга 109.08 KB
  Нейропептиды осуществляют контроль за экспрессией вторичных клеточных мессенджеров, цитокинов и других сигнальных молекул, а также за запуском генетических программ апоптоза, антиапоптозной защиты, усиления нейротрофического обеспечения. Такие регуляторные (модуляторные) влияния устраняют общую дезинтеграцию во взаимодействии сложных и часто разнонаправленных молекулярно-биохимических механизмов
81583. Предмет и задачи биологической химии. Обмен веществ и энергии, иерархическая структурная организация и самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи 106.91 KB
  Обмен веществ и энергии иерархическая структурная организация и самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи. Она изучает химическую природу веществ входящих в состав живых организмов их превращения а также связь этих превращений с деятельностью клеток органов и тканей и организма в целом. Из этого определения вытекает что биохимия занимается выяснением химических основ важнейших биологических процессов и общих путей и принципов превращений веществ и энергии лежащих в основе разнообразных проявлений жизни. Важнейшим...
81584. Гетеротрофные и аутотрофные организмы: различия по питанию и источникам энергии. Катаболизм и анаболизм 106.04 KB
  Живые клетки постоянно нуждаются в органических и неорганических веществах а также в химической энергии которую они получают преимущественно из АТФ АТР. Гетеротрофы например животные и грибы зависят от получения органических веществ с пищей. Так как большая часть этих питательных веществ белки углеводы нуклеиновые кислоты и липиды не могут утилизироваться непосредственно они сначала разрушаются до более мелких фрагментов катаболическим путем. Процесс обмена веществ определяется двумя сопряженными процессами: анаболизма и...
81585. Многомолекулярные системы (метаболические цепи, мембранные процессы, системы синтеза биополимеров, молекулярные регуляторные системы) как основные объекты биохимического исследования 103.39 KB
  Метаболическая цепь состоящая из реакций протекающих внутри одной системы называется внутренней. Следствием такого пересечения является возникновение метаболической сети биологической системы. Молекулярные регуляторные системы системы направленные на поддержание гомеостаза.
81586. Уровни структурной организации живого. Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Биохимия и медицина (медицинская биохимия) 105.42 KB
  Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Жизнь имеет следующие уровни организации: Молекулярный уровень отражает особенности химизма живого вещества а также механизмы и процессы передачи генной информации Клеточный и субклеточный уровни отражают особенности специализации клеток а также внутриклеточные структуры. Организменный и органнотканевый уровни отражают признаки отдельных особей их строение физиологию поведение а также строение и функции органов и тканей живых существ Популяционновидовой уровень ...
81587. Основные разделы и направления в биохимии: биоорганическая химия, динамическая и функциональная биохимия, молекулярная биология 103.21 KB
  Биохимия включает в себя: Биоорганическая химия изучает вещества лежащие в основе процессов жизнедеятельности в непосредственной связи с познанием их биологической функции. Основные объекты БОХ биополимеры превращения которых составляют химическую сущность биологических процессов и биорегуляторы которые химически регулируют обмен веществ. БОХ занимается получением этих веществ в химически чистом состоянии установлением строения синтезом выяснением зависимостей между строением и биологическими свойствами изучением химических...
81588. История изучения белков. Представление о белках как важнейшем классе органических веществ и структурно-функциональном компоненте организма человека 111.39 KB
  Белки были выделены в отдельный класс биологических молекул в XVIII веке в результате работ французского химика Антуана Фуркруа и других учёных в которых было отмечено свойство белков коагулировать денатурировать под воздействием нагревания или кислот. Голландский химик Геррит Мульдер провёл анализ состава белков и выдвинул гипотезу что практически все белки имеют сходную эмпирическую формулу. Мульдер также определил продукты разрушения белков аминокислоты и для одной из них лейцина с малой долей погрешности определил молекулярную...
81589. Аминокислоты, входящие в состав белков, их строение и свойства. Пептидная связь. Первичная структура белков 123.13 KB
  αАминокислоты представляют собой производные карбоновых кислот у которых один водородный атом у αуглерода замещен на аминогруппу NH2. Аминокислоты будут отличаться друг от друга химической природой радикала R представляющего группу атомов в молекуле аминокислоты связанную с αуглеродным атомом и не участвующую в образовании пептидной связи при синтезе белка. Почти все αамино и αкарбоксильные группы участвуют в образовании пептидных связей белковой молекулы теряя при этом свои специфические для свободных аминокислот...