Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем

Изучение ИС позволяет сделать попытку сформулировать общие принципы, которые, не являясь доста­точными, отражают необходимые моменты в их органи­зации и функционировании.

1. Принцип системности.

ИС могут быть только сложными системами, функции всех их элементов должны быть согласованы с назначением системы и их местом в них, а также между собой. Именно взаимная согласованность и взаимозависимость элементов системы обеспечивает целостность и функциональную полноту наиболее совершенных ИС. Это может также приводить к структурной или функциональной избыточности.

2. Принцип иерархичности.

Сложная иерархиче­ская многоуровневая структура является основой для одновременного протекания множества процессов. Уровень неординарности итогового процесса зависит от ха­рактера совокупности составляющих процессов. Слож­ная совокупность процессов принципиально характери­зуется и сложной структурой. Таким образом, в некото­ром роде уровень сложности системы и ее структуры оп­ределяет и потенциальный уровень ее интеллекта.

3. Принцип многоканальности.

Получение согласо­ванных с обстоятельствами и средой решений различ­ных задач основывается на информации, получаемой извне по многим каналам и работающим на различных физических принципах, что позволяет иметь разнород­ную характеристику специальных свойств объектов сре­ды. Комплексирование информационных данных позво­ляет иметь более объективную и более полную картину о происходящих процессах. Разнородная информация, по­лучаемая по разным каналам, обрабатывается примерно за одинаковое минимально возможное время. Нагляд­ность этого принципа характеризует следующий факт. Человек способен решать различного рода опознаватель­ные задачи за доли секунды, а зрительная система чело­века несомненно работает как параллельное устройство, Параллельная обработка как зрительной информации, так и поступающей в мозг человека от других органов чувств, дозволяет реализовать инвариантное опознава­ние объектов.

4. Принцип адаптивности.

Принцип адаптивности предполагает наличие у ИС потенциальных возможно­стей улучшения работы: в условиях априорной и текущей неопределенности на основе обучения на опыте. Особая роль при этом принадлежит элементам системы- реализующим память. Адаптация может происходить путем самонастройки, самообучения или самоорганиза­ции. Адаптивные способности могут определяться объе­мом информации (памятью) системы и потребными за­тратами времени на ее обработку.

5. Принцип взаимности функциональных и структурных свойств.

Естественно, что назначение системы, ее функции непосредственно влияют на структуру сис­темы. Однако и структура системы должна способство­вать наиболее полной реализации функций.

6. Принцип эквифивальности.

Этот принцип пред­полагает наличие у системы множества взаимосогласо­ванных последовательностей реакций на определенные внешние воздействия, приводящих к одному и тому же практически полезному результату.

7. Принцип динамического самопрограммирования.

Самая замечательная особенность нервного управления, наиболее ярко выраженная в целеустремленном творче­ском разуме человека, заключается в способности на ос­новании разнообразного анализа ситуаций мгновенно создавать сложнейшие и вместе с тем оптимальные про­граммы деятельности, которые непрерывно перестраи­ваются и корректируются с учетом прошлых событий, текущей действительности и прогнозирования будущего. Уже образование элементарного условного рефлекса представляет собой выработку новой программы поведе­ния. Усложнение условных рефлексов означает все более высокую самоорганизацию поведенческих программ. В кибернетическом смысле основная функция высшей нервной деятельности состоит в динамическом поведении самопрограммирования.

4. Интеллектуальные системы управления с искусственным интеллектом для комплексов

Всевозможные сложные научно-технические и про­изводственные устройства и установки, автоматические или функционирующие путем взаимодействия с челове­ком (автоматизированные), предназначенные для реше­ния специальных задач, будем называть техническими комплексами (ТК).

Целенаправленное функционирование любого ТК предполагает некоторое управление им. Основным зве­ном системы управления (СУ) большинства современных ТК в настоящее время является человек, так как за ним остается право принятия решений. Научно-технический прогресс, все более усложняя ТК и расширяя перечень решаемых ими задач, выдвинул на передний план та­кие потребные возможности, для выполнения которых превышаются естественные возможности человека. Ис­тория развития техники показывает, что прогресс в ука­занных условиях можно обеспечить на пути повышения степени автоматизации ТК, т.е. при условии переложе­ния части (или вcex) функций с человека на технику. Только таким образом можно исключить несоответствие между потребными и располагаемыми человеком воз­можностями. Однако при этом возникают принципиаль­ные трудности, связанные с необходимостью автомати­зации интеллектуальных функций человека, условия реализации которых являются в значительной степени неопределенными, неполными и противоречивыми, быстроизменяющимися. Отсюда следует, что дальнейший прогресс в развитии техники ставит вопрос об использо­вании ИИ в сложных ТК, т.е. рассмотрении вопроса о создании ИСУ для ТК.

Использование ИСУ в ТК связано также еще с од­ним чрезвычайно важным обстоятельством. На основе ИИ возможно создание обучаемых СУ, которые позволят наиболее полно использовать потенциальные возможно­сти ТК и нивелировать индивидуальные особенности операторов. Акцент на обучении СУ позволит накапли­вать необходимый опыт, исключать повторение неблаго­приятных ситуаций и решений, исключать влияние ин­дивидуальных особенностей операторов на конечный ре­зультат функционирования ТК. Главным условием peaлизации таких систем является их способность автома­тически приобретать (извлекать), улучшать и расширять запас знаний.

ТК с ИИ - это сложные системы, в основе функ­ционирования которых лежит использование свойств особого управляющего устройства, способного распозна­вать объекты и оценивать обстановку, обучаться, фор­мировать цели и планировать последовательность дейст­вий по достижению поставленных целей. ТК с ИИ будут системами с очень высоким уровнем автоматизации и способностью выполнять сложные функции. Однако ис­пользование ИИ в ТК не устраняет человека из контура управления системы. Меняется лишь положение чело­века в контуре управления. При любом уровне совер­шенства ИСУ они только реализуют замысел человека, управленческая деятельность которого переходит на бо­лее высокий интеллектуальный уровень.