
- •Основные понятия и определения
- •Понятие искусственного интеллекта
- •1.2. История развития искусственного интеллекта за рубежом
- •1.3. История развития искусственного интеллекта в России
- •1.4. Цели и задачи искусственного интеллекта
- •1.5. Основные направления исследований по ии
- •1.6. Контрольные вопросы и упражнения
- •2. Истоки формальных рассуждений
- •2.1. Левополушарное и правополушарное мышления
- •2.2. Контрольные вопросы и упражнения
- •3.Формальные системы
- •3.1. Понятие формальной системы
- •3.2. Разрешимость формальной системы
- •3.3. Интерпретация формальной системы
- •3.4. Доказательство и истинность
- •3.5. Контрольные вопросы и упражнения
- •4.1. Основные принципы силлогистики
- •4.2. Решение силлогизмов
- •4.3. Расширенная силлогистика
- •4.4. Моделирование силлогистики
- •4.5. Контрольные вопросы и упражнения
- •5. Исчисление высказываний
- •5.1. Синтаксис исчисления высказываний
- •5.2. Семантика исчисления высказываний
- •5.3. Классы формул исчисления высказываний
- •5.4. Понятие семантического дерева
- •5.5. Алгоритм Куайна
- •5.6. Алгоритм редукции
- •5.7. Алгебраический подход к определению класса формул
- •5.7.1. Нормальные формы и алгоритм нормализации
- •5.7.2. Алгоритм Куайна для днф
- •5.7.3. Принцип резолюций
- •5.7.4. Хорновские дизъюнкты
- •5.8. Применение исчисления высказываний
- •5.8.1. Пример базы знаний на основе логических высказываний
- •5.8.2. Применение исчисления высказываний в конструировании релейно-контактных схем
- •5.9. Контрольные вопросы и упражнения
- •6. Исчисление предикатов
- •6.1. Определение исчисления предикатов первого порядка
- •6.1.1. Операции над предикатами
- •6.1.2. Общезначимость и выполнимость формул исчисления предикатов
- •6.2 Исчисление предикатов как формальная система
- •6.4. Сколемовские стандартные формы исчисления предикатов
- •6.5. Процедура вывода Эрбрана
- •6.6. Принцип резолюции для логики предикатов
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •7. Индуктивные рассуждения
- •7.1. Схема индуктивных рассуждений
- •7.2. Индукция Милля
- •1. Принцип единственного различия
- •2. Принцип единственного сходства
- •3. Принцип единственного остатка
- •7.3. Особенности индуктивных схем рассуждений
- •7.4. Индуктивные методы и алгоритмы
- •7.4.2. Метод пятизначной логики
- •7.4.3. Алгоритм древ
- •7.4.4. Алгоритм амх (алгоритм, основанный на метрике Хемминга)
- •7.4.5. Индукция решающих деревьев (id3)
- •7.4.6. Метод фокусирования
- •7.5. Контрольные вопросы и упражнения
- •8. Рассуждения по аналогии
- •8.1. Виды аналогий и приемы работы с ними
- •8.2. Простая аналогия
- •8.3. Другие виды аналогии
- •8.4. Аналогия в доказательстве теорем
- •8.5. Формализация аналогии
- •8.7. Методы реализаций рассуждений по аналогии
- •8.8. Проблемы рассуждений по аналогии
- •8.9. Контрольные вопросы и упражнения
- •9. Автоматизация нечетких рассуждений
- •9.1. Модальные логики
- •9.2. Применение нечеткой математики
- •9.3. Нечеткая силлогистика
- •9.5. Контрольные вопросы и упражнения
- •10. Представление задач в пространстве состояний
- •10.1. Примеры представления задач в пространстве состояний
- •10.2. Методы поиска в пространстве состояний
- •10.3. Контрольные вопросы и упражнения
- •11. Распознавание образов
- •Выделяются следующие основные типы задач распознавания образов:
- •11.1. Искусственный нейрон
- •11.2. Искусственные нейронные сети
- •Персептроны
- •11. 3.1. Персептронная представляемость
- •11.3.2. Преодоление ограничения линейной разделимости
- •11.3.3. Обучение персептрона
- •11.4. Процедура обратного распространения
1.6. Контрольные вопросы и упражнения
Дайте понятие термину «искусственный интеллект».
Что такое «нейрокибернетика»?
Что такое кибернетика «черного ящика»?
Перечислите основные этапы развития искусственного интеллекта.
Укажите цели и задачи искусственного интеллекта.
Перечислите, какие существуют направления в области исследований искусственного интеллекта.
Какие существуют подходы к решению задач искусственного интеллекта?
2. Истоки формальных рассуждений
2.1. Левополушарное и правополушарное мышления
Как известно, мозг человека состоит из двух полушарий, каждое из которых по-своему преобразует информацию.
Весь окружающий мир делится на два пространства «Я» и «не –Я». Между этими пространствами существует активное взаимодействие. Левое полушарие опирается на самосознание. Левополушарное мышление можно назвать активным. Процедуры, реализованные в нем, позволяют активно воздействовать на элементы пространства «не–Я» и осуществлять предметную деятельность в этом пространстве. Для этого необходимо уметь расчленять содержимое пространства «не – Я» на отдельные составляющие.
Функции анализа, декомпозиции целого на части – прерогатива левого полушария. Это расчленение происходит благодаря возможности оперирования с признаками конкретных объектов в пространстве «не –Я».
Пространство «Я» также подвержено декомпозиции (самосознание).
Левое полушарие способно не только к анализу, разложению всего воспринимаемого в пространствах «Я» и «не – Я» на составляющие, но оно способно устанавливать сходство и различие между выделенными частями целого, по наличию или отсутствию общих признаков. Такое мышление можно назвать конкретно - ситуационным.
Механизмы обнаружения сходства и различия – основа для простейших логических операций: отождествления и различия. Более того, левое полушарие способно как бы «оторвать» признаки от конкретного объекта и приписать их к абстрактному объекту, обладающему этими признаками. Такие признаки называются категориальными. Это следующий шаг в развитии мышления – образования понятий.
Понятия – это совокупность категориальных признаков, определенным образом связанных между собой.
Речевой центр находится в левом полушарии. Появление речи невозможно без механизма образования понятий. Каждому понятию, синтезированному в левом полушарии, соответствует звуковой код, называющий это понятие. Оторванность понятий от конкретной предметной ситуации дает возможность перехода к абстрактным символам, соотносимым со словами языка. Это делает естественный язык мощным инструментом символьных преобразований.
Так появляются:
- конкретно - ситуационное мышление (механизмы сходства - различия);
- эмпирическое мышление (выделенные признаки оцениваются с прагматической, функциональной точки зрения);
- категориальное мышление (манипулирование с категориальными признаками);
- понятийное мышление, которое строится на трех предыдущих типах мышления (табл. 1).
Правое полушарие оперирует неразделенными образами конкретных ситуаций (гештальтами), в которых объекты вместе с их отношениями и признаками неразрывно связаны со временем и пространством и со всем отражением этого в эмоционально - волевой сфере «Я». Здесь возникают чувственные образы реального мира. С их помощью происходит созерцание этих объектов.
Для правого полушария можно выделить несколько уровней мышления:
- образно-ситуационное мышление – воспринимает образы ситуаций с отметками во времени и пространстве и соотнесенных с эмоциональным фоном. На этом уровне также реализуются операции типа «сходство – различие». Но эти операции касаются не признаков (которыми оперирует левое полушарие), а комплексов ощущений - состояний, в которых фиксируются отдельные ситуации. В памяти правого полушария хранится своеобразный кинофильм, кадры которого – чувственные образы ситуаций.
- наглядно-образное мышление – смешивание пространств «Я» и «не – Я», объединение в классы ситуаций, которые левое полушарие никогда не сблизило бы. Аналогия и ассоциация – основные механизмы этих объединений, которые порождают чувственные образы предметов и ситуаций.
- символическо - образное мышление – возникновение символических систем, связанных друг с другом цепями аналогий и ассоциаций различной силы (табл. 1).
Словесное описание правополушарных образов практически невозможно (невозможно описать впечатление от увиденного пейзажа).
Для левополушарного мышления характерна единственность того объекта, с которым оно в данный момент оперирует. Для правополушарного мышления характерна множественность, неопределенность.
Таблица 1
Типы мышления
Левое полушарие – «Я»
|
Тип мышления |
Сходство – различие Выделение признаков конкретных объектов Декомпозиция целого на части |
Конкретно-ситуационное |
Оценка выделенных признаков с прагматической, функциональной точки зрения |
Эмпирическое мышление
|
Отделение признаков от объекта –выделение категориальных признаков |
Категориальное мышление |
Образование понятий, абстрактных символов языка как инструмента символьных преобразований, естественный язык |
Понятийное мышление
|
Правое полушарие – «не-Я»
|
Тип мышления |
Образы ситуаций, время, пространство, эмоциональный фон |
Образно-ситуационное |
Аналогия Ассоциация |
Наглядно - образное мышление |
Цепи аналогий и ассоциаций |
Символически - образное мышление |
Мозг человека состоит из двух полушарий – правого и левого, каждое из которых по-своему преобразует информацию. В голове у человека как бы действует две машины. Левосторонняя машина похожа на компьютер. Она оперирует с отдельными элементами, образуя из них некоторые правильные последовательности, соотносит эти последовательности с реалиями внутреннего мира, планирует предметную деятельность во внешнем мире и анализирует накопленный опыт, создает классификацию знаний, оперируя с формально-логическими системами.
Правосторонняя машина на компьютер не похожа. Она работает параллельно, используя ассоциативный принцип. В ее операциях нет четко выраженной цели, планирования. В этой машине текут непрерывные процессы, аналогичные волновым. Конечный результат ее деятельности никогда не фиксируется в виде единственно возможного. На сегодняшний день нет технических аналогов правосторонней машины.
В дальнейшем все исследуемые модели будут касаться левостороннего мышления.
Исходя из вышесказанного можно сделать следующие выводы:
1. Представление, что мышление человека рационально, в корне неверно.
2. Для выводов на уровне С и Р характерна усеченная форма вывода.
3. В основе многих рассуждений лежат преобразования на шкалах.
4. Убежденность в правоте посылок может иметь личностную природу. Если некоторый факт вызывает у человека отрицательные эмоции, то он «вытесняет» его из зоны активности и «не замечает» его существования.
5. Могут возникнуть рассуждения, в которых участвуют противоречивые факты.