Лекция 1

Введение в системы искусственного

интеллекта

Рассматриваемые вопросы:

1.Главные определения дисциплины Системы искусственного интеллекта.

2.Подходы к построению систем искусственного интеллекта.

Системы искусственного интеллекта -

научное направление, в рамках которого ставятся и решаются задачи аппаратного или программного моделирования тех видов человеческой деятельности, которые традиционно считаются интеллектуальными.

Концепции создания искусственного интеллекта:

1.интеллект – это умение решать сложные задачи.

2.интеллект – способность к обучению.

3.интеллект – это возможность взаимодействовать с внешним миром путем восприятия и осознания воспринятого.

Существуют два понятия:

универсальный искусственный интеллект

узкоспециализированный искусственный интеллект

Универсальный искусственный интеллект – это многогранная интеллектуальная система будущего, приближенная к человеку, аналогичная ему или превосходящая его.

Узкоспециализированный искусственный интеллект – это система, построенная по определённым интеллектуальным моделям, способная решать частные интеллектуальные задачи.

Подходы к построению систем искусственного интеллекта

•Логический

•Структурный

•Эволюционный

•Имитационный

Примеры записей на основе логики предикатов:

По русски: Каждый человек прогуливается Логически: V x ( Человек(x) Прогуливается(x)).

По русски: Некоторые люди прогуливаются Логически: Ǝ x (Человек(x) ʌ Прогуливается(x))

По русски: Ни один человек не прогуливается Логически: ¬ (Ǝ x (Человек(x) ʌ Прогуливается(x)))

По русски: Если для любой ячейки (i,j) записывается

её значение x(i,j), то это означает, что не существует ячейки, для которой не определено значение x. Логически: V (i,j) x(i,j) ≡ ¬ Ǝ (i,j) ¬ x(i,j)

Фреймовое представление знаний.

Создатель теории фреймов - американский ученый в области искусственного интеллекта М. Минский. По его мнению, процессы мышления базируются на хранящихся в памяти многочисленных структурах данных - фреймов, с помощью коих человек:

1)осознает образы зрительные - фреймы восприятия визуального;

2)понимает слова - фреймы семантические;

3)понимает рассуждения, действия - фреймы-сценарии;

4)понимает повествования - фреймы-рассказы.

Таким образом, Фрейм – это минимальное описание некоего явления, факта или объекта, обладающее свойством целостности: удаление из этого описания любой составляющей приводит к тому, что данное явление перестает правильно опознаваться (классифицироваться).

В фреймовых базах данных экспертных систем фрейм представляет собой именованную таблицу с некоторым количеством слотов- ячеек, имевших свои имена и получающих в процессе работы машины вывода некоторые значения. В качестве значений могут присутствовать константы, ссылки на фреймы более высокого или более низкого уровня, а также некоторые вычислительные процедуры.

Продукционное представление знаний — модель основанная на правилах, позволяет представить знание в виде предложений типа «Если (условие), то (действие)».

Правила продукций в виде: Если пациент болен гриппом И стадия заболевания начальная, ТО температура высокая с вероятностью = 0.95 И головная боль есть с вероятностью = 0.8. Правило продукции состоит из двух частей: посылки (ЕСЛИ) и заключения (ТО), каждая из которых состоит из конъюнкции утверждений более низкого уровня детализации.

В общем случае продукционную модель можно представить в следующем виде:

,где:

• — описание класса ситуаций;

• — условие, при котором продукция активизируется;

•— ядро продукции;

• — постусловие продукционного правила.

Языки сентенционного программирования

Пролог ( Prolog) — язык и система логического программирования, основанные на языке предикатов математической логики.

Рефал - Название языка происходит от "РЕкурсивных Функций АЛгоритмический язык", вся информация в этом языке представляется в виде правил конкретизации. Каждое правило записывается в виде предложения, которое представляет собой продукцию с определенными синтаксисом и семантикой. Каждое правило конкретизации определяет раскрытие смысла некоторого понятия через более элементарные. Операцию конкретизации можно также определить как переход от имени к значению.

Лисп (LISP, LISt Processing language) — «обработка списков»; современное написание: Lisp) — семейство языков программирования, программы, данные в которых представляются системами линейных списков символов. Современные пакеты Lisp позволяют выполнять функциональное программирование, объектно-ориентированное программирование, ситуационное программирование, продукционное программирование и логическое программирование(необходимо запрограммировать алгоритм доказательства).

FRL (язык фреймовых представлений).

Экспертная система (ЭС) – это программное обеспечение, которое выполняет функции эксперта при решении какой-либо задачи в области его компетенции. ЭС, как и эксперт-человек, в процессе своей работы оперирует со знаниями. Знания о предметной области, необходимые для работы ЭС, определенным образом формализованы и представлены в памяти ЭВМ в виде базы знаний, которая может изменяться и дополняться в процессе развития системы. ЭС решают задачи в узкой предметной области на основе дедуктивных рассуждений.

Любая экспертная система включает в себя три основных компонента.

1.База знаний и интегрированные базы знаний.

2.Машина вывода с механизмом логического вывода, реализацией функции, а также синтаксис логических выводов.

3.Интерфейс разумных умозаключений.

Таблица1.1.Состав первых двух компонентов экспертной системы