Л. И. Григорьев , О. А. Степанкина - Системы искусственного интеллекта: Учебное пособие

относящиеся к познанию, пониманию, умозаключению. В ИИ отражен интерес к мыслительным процессам.
ИИ это молодое научное направление, зародившееся в 60-е годы. Задачей этой науки является воссоздание на основе ЭВМ разумных рассуждений и действий. При этом имеют место две трудности: человек, принимая решение или выполняя то или иное действие, не знает точно алгоритм этого действия, например, как осуществляется понимание текста, доказательство теоремы, разработка плана действий и др.; вторая трудность заключается в том, что ЭВМ далека от человеческой компетентности.
Принято считать, что всякая задача, для которой неизвестен алгоритм решений, априорно относится к ИИ. Итак, сфера ИИ объединяет те области, в которых нет абсолютно точных методов решения задачи и которым присущи две характерные особенности:
- использование информации в символьной форме (буквы, слова, знаки, рисунки), что отличает от традиционного представления данных в числовой форме;
- наличие выбора, т.е. недетерминизма.
Недетерминизм отражает свободу действия, т.е. существенную составляющую интеллекта. Наличие недетерминизма носит фундаментальный характер, так как отражает реальную ситуацию выбора между многими вариантами в условиях неопределенности.
Наиболее известными направлениями развития ИИ являются:
• восприятие и распознавание образов;
• математика и автоматическое доказательство теорем;
• игры;
• решение повседневных задач (например, представленных в символьной форме и роботехника);
• понимание естественного языка.
Развитие ИИ определило и взаимосвязь многих научных дисциплин:
• психологии (в первую очередь в связи с тем человеческий мозг остается обязательным объектом исследования в ИИ);
• логики;
• лингвистики;
• биологии (модели передачи информации с помощью генов);
• информатики (самоорганизующиеся системы, поиск в базах данных, автоматическое программирование);
• медицины (помощь в диагностики);
• теории образовании и обучении.
2 Экспертные системы, нейронные сети, нечеткие системы - основные направления развития и реализации ИИ.
В ИИ выделяют следующие направления развития:
• экспертные системы (ЭС), или иногда их называют системы, основанные на знаниях (СОЗ);
• естественно-языковые системы (ЕЯ-системы);
• нейронные сети (НС);
• нечеткие системы (fuzzy-логика).
К этому можно добавить генетические алгоритмы и средства для извлечения знаний.
Интерес к системам ИИ возрастает из года в год. В 1995 общий объем продаж продуктов ИИ составил 1.1млрд. долл., из них 700 млн. долл. приходится на США.
Системы, основанные на знаниях, составляют более 70% от общего объема продаж. Средства ИИ разделяют на приложения и инструментальные системы (ИС). При этом доля ИС превышает более чем в десять раз долю приложений.
Экспертные системы - наиболее развитое направление ИИ. Представим общие сведения об экспертных системах.
ЭС - это информационная технология, использующая опыт и знания специалистов для решения плохо формализованных задач. ЭС представляет собой программный продукт, который решает задачи в интересующей нас предметной области. Появление ЭС и их использование в различных сферах человеческой деятельности явилось результатом исследований в области искусственного интеллекта.
Типовые задачи применения ЭС:
• интерпретация;
• прогноз;
• диагностика планирование;
• мониторинг;
• управление;
• обучение;
• ремонт.
Этапы разработки:
• идентификация (формулирование задачи);
• концептуализация (определение места в системе, выбор инструмен­тальных средств);
• формализация (формулировка правил);
• реализация;
• тестирование.
Выделяют два класса ЭС - статические системы и динамические (системы реального времени).
Основой для построения ЭС являются:
• оболочки (shell);
• инструментированные средства;
• языки ИИ;
• языки общего назначения.
Предпочтение отдается инструментальным средствам. При построении ЭС наибольшую популярность получили языки Prolog, Lisp и Си ++.
На рис.1 представлена обобщенная структура ЭС.
ЭС взаимодействует с пользователем или с экспертом через специальный диалоговый интерфейс, при разработке которого основной задачей является создание естественно-языковой среды общения. Эксперт через модуль приобретения знаний --">