Лекция №5 интеллектуальные информационные системы. План Направления развития искусственного интеллекта

Лекция №5 интеллектуальные информационные системы.
План

Направления развития искусственного интеллекта.

Модели предоставления знаний.

Основные понятия и структура экспертных систем.

Классификация экспертных систем.

Инструментальные средства построения экспертных систем.

Вопрос №1. Направления развития искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект — это одно из направлений информатики, цель которого разработка аппаратно-программных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои задачи, традиционно считающиеся интеллектуальными, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка.

Искусственный интеллект развивается по следующим направлениям:

Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях.

Это основное направление искусственного интеллекта. Оно связано с разработкой моделей представления знаний, созданием баз знаний, образующих ядро экспертных систем. В последнее время включает в себя модели и методы извлечения и структурирования знаний и сливается с инженерией знаний.

Игры и творчество.

Традиционно искусственный интеллект включает в себя игровые интеллектуальные задачи — шахматы, шашки. В основе лежит один из ранних подходов — лабиринтная модель плюс эвристики. Сейчас это скорее коммерческое направление, так как в научном плане эти идеи считаются тупиковыми.

Разработка естественноязыковых интерфейсов и машинный перевод.

В 50-х гг. одной из популярных тем исследований искусственного интеллекта являлась область машинного перевода. Первая программа в этой области — переводчик с английского языка на русский. Первая идея — пословный перевод, оказалась неплодотворной. В настоящее время используется более сложная модель, включающая анализ и синтез естественноязыковых сообщений, которая состоит из нескольких блоков. Для анализа это:

• морфологический анализ — анализ слов в тексте;

• синтаксический анализ — анализ предложений, грамматики и связей между словами;

• семантический анализ — анализ смысла каждого предложения на основе не­которой предметно-ориентированной базы знаний;

• прагматический анализ — анализ смысла предложений в окружающем кон­тексте на основе собственной базы знаний.

Распознавание образов.

Традиционное направление искусственного интеллекта, берущее начало у самых его истоков. Каждому объекту ставится в соответствие матрица признаков, по которой происходит его распознавание. Это направление близко к машинному обучению, тесно связано с нейрокибернетикой.

Новые архитектуры компьютеров.

Это направление занимается разработкой новых аппаратных решений и архитектур, направленных на обработку символьных и логических данных. Последние разработки посвящены компьютерам баз данных и параллельным компьютерам.

Интеллектуальные роботы.

Роботы — это электромеханические устройства, предназначенные для автоматизации человеческого труда.

Идея создания роботов исключительно древняя. Само слово появилось в 20-х гг. Со времени создания сменилось несколько поколений роботов:

Роботы с жесткой схемой управления. Практически все современные промышленные роботы принадлежат к первому поколению. Фактически это программируемые манипуляторы.

Адаптивные роботы с сенсорными устройствами. Есть образцы таких роботов, но в промышленности они пока не используются.

Самоорганизующиеся, или интеллектуальные, роботы. Это конечная цель развития робототехники. Основная проблема при создании интеллектуальных роботов — проблема машинного зрения. В настоящее время в мире изготавливается более 60 тыс. роботов в год.

Специальное программное обеспечение.

В рамках этого направления разрабатываются специальные языки для решения задач не вычислительного плана. Эти языки ориентированы на символьную обработку информации. Помимо этого создаются пакеты прикладных программ, ориентированные на промышленную разработку интеллектуальных систем, или программные инструментарии искусственного интеллекта.

Обучение и самообучение.

Активно развивающаяся область искусственного интеллекта. Включает модели, методы и алгоритмы, ориентированные на автоматическое накопление знаний на основе анализа и обобщения данных. Включает обучение по примерам (или индуктивное), а также традиционные подходы распознавания образов.

Вопрос №2 Модели предоставления знаний.

Существуют десятки моделей (или языков) представления знаний для различных предметных областей. Большинство из них может быть сведено к следующим классам:

• продукционные;

• семантические сети;

• фреймы;

• формальные логические модели.