Nano-AlifeHeSiN-TechAttosoft

Термин "ИСКУССТВЕННЫЙ РАЗУМ" используют кроме того, для обозначения класса автономных технических систем, реализующих операции восприятия, хранения и переработки информации и формирующих на этой основе целесообразное поведение в широком классе сред. В полном объеме системы такого типа не реализованы. Поэтому термин "И. р." часто используют и для обозначения области научных исследований и проблем, связанных с построением систем указанного типа.

Разумность поведения искусственных систем, как правило, оценивается по аналогии с поведением человека при решении сопоставимых задач. Это позволяет ввести более конструктивное определение разума путем выделения основных программ переработки информации, свойственных человеческому мозгу. Под такими программами понимают возможные последовательности изменений системы во времени, определяемые ее структурой. Различают следующие основные программы, характеризующие мозг как информационную систему. Восприятие внешней информации. Воспроизведение этой программы в И. р. обеспечивает настройку анализаторов на восприятие определенной информации, распознавание образов, временное хранение и предварительную обработку полученной информации. Эмоциональная оценка информации. Наличие аналога такой программы в И. р. позволяет системе вырабатывать собственные критерии оценок, необходимые для организации целесообразного поведения в сложных средах. Организация действий, направленных на изменение положения системы во внешней среде или на изменение самой среды. Воспроизведение этой программы необходимо для активного взаимодействия И. р. с внешней средой. Программа речи обеспечивает возможность кодирования сложных и не строго определенных понятий и явлений, формирование новых понятий и т. п. Программа речи необходима для организации взаимодействия И. р. и человека или различных систем И. р. Программа сознания, в которой выделяют несколько уровней:
а) внимание - выделение наиболее важной в данный момент информации;
б) определение пространственных и временных взаимоотношений объектов, возможность предсказания их поведения;
в) представления о собственном "Я" и "не - Я",
г) воля - способность концентрировать и направлять внимание;
д) воображение и способность различать реальное и нереальное. Воспроизведение этой программы в И. р. обеспечивает определение пространственных, временных и причинно-следственных отношений системы и объектов внешнего мира. "Уровень сознания" характеризуется мерой сложности отношений, которые может отразить система. Творчество - создание новой информации.

Проблематика И. р. включает в себя задачу построения теории "разумных" автоматов и разработку технических средств для их реализации. Теоретические разработки ведутся в двух основных направлениях. Первое связано с проблемой автоматизации отдельных интеллектуальных действий человека (игры, доказательства теорем и т. п.). Целью исследований является разработка приемов и построение специализированных устройств и конкретных программ для ЭВМ, обеспечивающих решение сложных математических и логических задач. Это направление известно под названием "искусственный интеллект". Основное внимание здесь уделяется получению результата, а на способ его получения специальных ограничений не накладывается. Широко используются эвристические приемы - правдоподобные рассуждения, выводы по аналогии и интуитивные предположения. Наиболее интересные результаты получены в области доказательства теорем логики и геометрии, а также применительно к играм (см. Доказательство теорем на ЭВМ).

Второе направление теоретических разработок связано с проблемой построения И. р. путем моделирования его биол. прототипа - человека. Целью исследований является разработка приемов и построение конкретных автоматов, которые могут вести себя в широком классе сред так, как это делает человек. Спец. ограничения накладываются на способы получения конечного результата - поведения. Существуют два подхода к изучению мозга: феноменологический (психология) и структурный (физиология центр, нервной системы, нейропсихология); сформировались соответственно и два направления в моделировании - феноменологическое и структурное моделирование.

В рамках феноменологического моделирования рассматривается поведение человека как сложной информационной системы, функционирующей в некоторой среде, причем имеется возможность наблюдать взаимодействие системы со средой. Требуется построить систему-модель, поведение которой в выбранных ситуациях соответствовало бы поведению человека. Такая модель должна решать задачи, используя те же методы, способы и приемы переработки информации, которыми пользуется человек. На этом пути возникает проблема изучения алгоритмов переработки информации человеком, проблема изучения человеческих эвристик. Эту проблему решает программирование эвристическое, суть которого состоит в следующем. Путем экспериментального исследования поведения человека при решении задач из выбранного класса выявляются наиболее характерные приемы и методы решения. На этой основе выдвигается гипотеза об алгоритмах, описывающих выбранный тип деятельности человека. Для проверки гипотезы строится ее модель (обычно в виде программы для ЦВМ) и сопоставляется поведение модели и человека при решении задач из выбранного класса. Результаты сопоставления используются для коррекции гипотезы и модели. В области использования метода эвристического программирования для создания систем типа И. р. получены интересные результаты. Создан ряд моделей - "Логик-теоретик", "GPS", "Композитор", модель игры в шашки и др. Характерно, что в рамках эвристического программирования разрабатываются модели деятельности человека в строго определенных ситуациях (например, деятельность по решению логических. задач фиксированного класса). Поэтому различные модели оказываются слабо связанными друг с другом, таким образом возникает важная задача теоретического осмысливания и систематизации полученных разрозненных результатов. Эта задача является наиболее актуальной в эвристическом программировании. Кроме исследований по методу эвристического программирования в рамках феноменологического подхода проводятся работы, посвященные моделированию отдельных психических функций. Обычно эти работы тесно связаны с психологической проблематикой (моделирование процессов обучения, формирования понятий и др.), но их результаты можно использовать и в области И. р.

Структурное моделирование, связано с попытками описать работу мозга как системы, порождающей поведение, таким образом объектом моделирования становятся присущие мозгу механизмы переработки информации. При этом человек рассматривается также как информационная система, функционирующая в некоторой среде. Предполагается, что существует информация (неполная) о свойствах структурных элементов системы и о некоторых принципах их взаимодействия (нейрофизиология), а также информация о некоторых алгоритмах взаимодействия системы со средой: (психология и эвристическое программирование). Требуется построить систему-модель структура и поведение, которой с заданной степенью точности соответствовали бы структуре и поведению системы-оригинала. Сущность направления состоит в том, что на основе имеющихся знаний выдвигают гипотезы о структуре информационных механизмов системы оригинала и строят модели этих гипотез. Сравнение модели и оригинала используют для оценки правомерности гипотез о структуре.

Первые работы в области структурного моделирования связаны с попытками синтезировать искусственную нейронную сеть, которая проявляла бы свойства нервной системы. Большое внимание уделяется также моделированию нейронных структур рецепторных органов низших животных. Широко изучаются свойства моделей нервных сетей со случайной организацией. При исследовании функционирования нервных структур большое внимание уделяется вопросам обучения (см. Персептрон). Исходя из понимания мозга как моделирующего устройства, создающего собственные информационные внутренние модели объектов внешнего мира, явлений и т. п., в Институте кибернетики АН УССР выдвинута гипотеза о программах переработки информации мозгом и о механизмах, обеспечивающих выполнение этих программ. Согласно этой гипотезе деятельность коры больших полушарий головного мозга выражается в изменении активности внутренних информационных моделей и связей, которые вместе реализуют различные виды памяти (см. Моделирование памяти). Информационную модель со стороны ее субстрата можно сопоставить с нейронным ансамблем. Рассмотрение работы мозга на уровне взаимодействия информационных моделей как функциональных единиц мозга позволяет разрабатывать И. р. в виде систем с сетевой структурой, узлы которой ставятся в соответствие внутренним информационным моделям коры, а связи - отношениям между этими моделями. При таком подходе для предварительной организации сети используются сведения не только из нейрофизиологии, но и психологии, логики и др. Взаимосвязанные элементы такого рода составляют семантическую сеть. Одним из основных принципов организации сети является иерархичность ее структуры. Состояние каждого элемента сети изменяется во времени непрерывно. В каждый момент времени активна вся сеть, т. е. каждый ее узел находится в состоянии некоторой активности. В процессе перераспределения активности между узлами и реализуются программы переработки информации. Упорядоченность в этот процесс вносит спец. система усиления - торможения, функцией которой является выбор в каждый момент времени наиболее активных узлов сети и усиление их влияния на остальные узлы. Работа такой системы частично реализует в сети одну из программ сознания - внимание. В зависимости от полноты представления и реализации в сети программ, описывающих разум человека, могут быть созданы как специализированные системы И. р., предназначенные для решения отдельных классов задач, так и системы широкого назначения, которые могут организовать "разумное" поведение в широком классе сред. Эта гипотеза использована при разработке ряда автоматов (реализованных в виде программ для ЦВМ), воспроизводящих в различном объеме отдельные программы переработки информации и некоторые их совокупности.

Кроме двух основных направлений, в теории И. р. можно выделить и некоторые другие, например, эволюционное моделирование. При таком моделировании человека рассматривают как продукт развития и предлагают заменить процесс моделирования человека моделированием процесса его эволюции.

Теоретические работы в области И. р. имеют большое познавательное значение. Практическое использование полученных результатов осуществляется путем построения специализированных устройств, предназначенных для частичной автоматизации умственного труда (программы-консультанты, информационно-справочные системы, автомат, диспетчеры и т. п.). В настоящее время из тех. средств реализации И. р. наиболее широко применяют ЭЦВМ, являющиеся основной базой для реализации действующих моделей. Дальнейший прогресс в теории И. р. тесно связан с развитием вычислительной техники и разработкой алгоритмических языков, обеспечивающих высокую эффективность взаимодействия человека с вычислительной машиной.

Важное направление работ в области И. р. связано с созданием моделей поведения человека в виде специализированных тех. устройств (роботов). Разрабатываемые в настоящее время феноменологические и структурные модели поведения можно рассматривать как вычислительные аналоги подобных тех. устройств, позволяющие проверить пригодность принятых теоретических положений и эффективность моделей. Следующим этапом является разработка конкретных технических устройств. Тип этих устройств определяется типом соответствующих исходных моделей. Модели, разработанные при помощи феноменологического подхода, удобно реализовать в виде специализированных ЦВМ или аналого-цифровых комплексов. Структурные модели содержат большое количество однотипных элементов, что дает возможность строить соответствующие технические устройства в виде сетевых структур, состоящих из большого числа элементов, разнообразие типов которых также ограничено. В этой связи большое значение приобретает задача создания элементов, обладающих необходимыми характеристиками. Очевидно, для построения устройства, пригодного к организации достаточно сложного поведения, требуется значительное количество элементов. Это приводит к постановке ряда специальных проблем. Одна из них связана со стоимостью и компактностью элементов, другая - со сложностью предварительной организации и настройки системы.

Литература:

1. Глушков В. М. Кибернетика и умственный труд. К., 1965;
2. Амосов Н. М. Моделирование мышления и психики. К., 1965;
3. Некоторые проблемы биокибернетики, применение электроники в биологии и медицине, в 3. К., 1967;
4. Амосов Н. М. Моделирование процессов мышления. "Кибернетика", 1968, № 2;
5. А м о с о в Н. М. Искусственный разум. К., 1969;
6. Самоорганизующиеся системы. Пер. с англ. М., 1964;
7. Проблемы бионики. Биологические прототипы и синтетические системы. Пер. с англ. М., 1965;
8. Розенблатт Ф. Принципы нейродинамики. Пер. с англ. М., 1965 [библиогр. с. 468-473];
9. Принципы самоорганизации. Пер. с англ. М., 1966;

Материал из "Энциклопедии кибернетики"

НАЗАД


©Attosoft 2007-2023. All rights reserved. At use of materials the reference to a site is obligatory

Уведомление!

Администрация НПО «АТТОСОФТ» уведомляет, что с 01 января 2014 года работы по разработке и внедрению нано компьютерных технологий прекращаются.

Серийное производство «Разумных» Nano System-on-a-Chip останавливается, в связи с подготовкой к демонтажу первой в мире реально действующей промышленной «Нанофабрики», гордости представителей прикладной науки ВПК СССР.

Россия сегодня потеряла право считаться Родиной производства «Разумных» Nano System-on-a-Chip, обладающих практически неограниченными возможностями во всех сферах человеческой деятельности.

Первой в мире реально овладев нано компьютерными технологиями, Россия за 25 лет так и не смогла обеспечить себе быстрый научно- технологический прорыв и потеряла возможность стать мировым технологическим лидером, быть вне какой-либо конкуренции.

Уникальные передовые и нано компьютерные технологии для современной России оказались преждевременными.