Элементы “разумности” в автоматических системах (“биоавтоматы”) и экология

В настоящее  время экспертные системы используются для решения различных типов  задач в самых разнообразных  проблемных областях, таких, как финансы, нефтяная и газовая промышленность, энергетика, транспорт, фармацевтическое производство, космос, химия, образование, телекоммуникации и связь и др. Рассмотрим наиболее яркие примеры экспертных систем.

 

Примеры экспертных систем в военном деле

 

ACES. Экспертная система выполняет картографические работы по нанесению обстановки на карты. Система получает в качестве исходных данных карту без обстановки и информацию, описывающую расположение объектов на местности. Система выдает карту, содержащую все желаемые условные обозначения и подписи, размещенные без взаимного наложения. ACES применяет объектно-ориентированную схему представления знаний и реализована на языке Loops для работы на АРМ Xerox Dolphin. Система разработана компанией ESL и доведена до уровня исследовательского прототипа.

ASTA. Экспертная система помогает аналитику определить тип радара, пославшего перехваченный сигнал. Система анализирует этот сигнал в свете имеющихся у нее общих знаний о физике радаров и специальных знаний о конкретных типах радарных систем. ASTA также помогает аналитику, обеспечивая ему доступ к соответствующим базам данных и давая объяснения своим заключениям. Знания в системе представлены в виде правил. Эта система разработана компанией Advanced Information & Decision Systems и доведена до уровня исследовательского прототипа.

DART. Экспертная система помогает обрабатывать разведданные о центрах командования, управления и связи противника. Она дает советы аналитикам по идентификации критических узлов сети командования, управления и связи и помогает обрабатывать сообщения о боевой обстановке. Система DART реализована на языках Паскаль и Си для компьютерных систем VAX 11/780. Она разработана компанией «Par Technology Corporation» и доведена до уровня исследовательского прототипа.

HANNIBAL. Экспертная система выполняет оценивание ситуаций в области разведки радиообмена противника. Система идентифицирует соединения противника и боевой порядок их связи, интерпретируя данные радиоперехвата. Эти данные включают информацию о местонахождении и характеристиках сигналов (частоте, модуляции, классе канала и другие) обнаруженных средств связи. Знания в системе представлены в рамках архитектуры доски объявлений, координирующей деятельность нескольких специалистов, или источников знаний. Система реализована с помощью средств AGE. Она разработана компанией ESL и доведена до уровня исследовательского прототипа.

I&W. Экспертная система помогает аналитикам из разведки предсказывать, когда и где произойдет следующее вооруженное столкновение. Система анализирует поступающие сообщения разведки, например донесения о местонахождении воинских соединений, их деятельности и передвижениях, применяя знания об обычных признаках активности войск. Знания представлены в рамках архитектуры доски объявлений, в которой для обеспечения компетентности применены как правила с прямой цепочкой рассуждений, так и фреймы. Система реализована на языке INTERLISP-D для АРМ Xerox 1100. Она разработана компанией ESL в сотрудничестве со Стенфордским университетом и доведена до уровня демонстрационного прототипа.

RUBRIC. Экспертная система помогает пользователю получить доступ к базам данных, содержащим неформатированные тексты. Например, когда пользователь называет какую-нибудь тему, RUBRIC автоматически разыскивает все документы, содержащие тексты, связанные с этой темой. В системе RUBRIC взаимоотношения между темами, подтемами и фразами, содержащими ключевые слова, выражены в виде правил. Правила также определяют другие варианты терминов, выражений и способов написания одной и той же темы или понятия. Пользователь может сформулировать запрос в виде правила, задающего критерий поиска, например эвристический вес, определяющий насколько сильно образец правила указывает на наличие темы правила. В ходе поиска RUBRIC предоставляет пользователю документы, которые лежат в кластере, содержащем по крайней мере один документ с весом выше заданного пользователем порога. Это предотвращает ситуацию, в которой произвольно выбранный порог мог бы разделить близкие по рангу документы. Система реализована на языке FRANZ LISP, разработана компанией «Advanced Information & Decision Systems» и доведена до уровня исследовательского прототипа.

 

Пример  экспертной системы в информатике

 

CODES. Экспертная система помогает разработчику базы данных, желающему использовать подход IDEF1 для определения концептуальной схемы базы данных. Хотя в качестве подхода IDEF1 полезна, сложность ее правил часто сдерживает ее применение. Разработчик описывает, какие свойства и взаимосвязи желательны в базе данных, под руководством системы CODES, осуществляемым в форме диалога. Затем система применяет свои знания в виде правил и эвристик IDEF1 для построения концептуальной схемы разрабатываемой базы данных. Знания в CODES представлены в виде правил с применением обратной цепочки рассуждений в качестве стратегии управления. CODES реализована на языке UCI LISP. Она была разработана в Университете штата Южная Калифорния и доведена до уровня демонстрационного прототипа.

 

Пример экспертной системы в компьютерных системах

 

MIXER. Экспертная система оказывает помощь программистам в написании микропрограмм для разработанной Texas Instruments СБИС TI990. По заданному описанию микропрограммы система получает оптимизированные микропрограммы для TI990. MIXER содержит знания по микропрограммированию для TI990, взятые из руководства и из анализа микропрограммы управляющего ПЗУ TI990. Сюда относятся знания о том, как преобразовывать введенные описания в наборы промежуточных операций, как выделить соответствующие регистры под переменные и как преобразовать промежуточные операции в наборы микроопераций. MIXER использует эти знания, чтобы определить, какие микрооперации являются лучшими для реализации микропрограммы. Система представляет знания в виде правил и данных, обладает унификацией, управляемой механизмом вывода, и динамическим возвратом. MIXER реализована на языке Пролог. Она была разработана в Токийском университете и доведена до уровня демонстрационного прототипа.

 

 

 

Пример  экспертной системы в электронике

 

ACE. Экспертная система определяет неисправности в телефонной сети и дает рекомендации по необходимому ремонту и восстановительным мероприятиям. Система работает без вмешательства пользователя, анализируя сводки-отчеты о состоянии, получаемые ежедневно с помощью CRAS, программы, следящей за ходом ремонтных работ в кабельной сети. ACE обнаруживает неисправные телефонные кабели и затем решает, нуждаются ли они в планово-предупредительном ремонте и выбирает, какой тип ремонтных работ вероятнее всего будет эффективным. Затем ACE запоминает свои рекомендации в специальной базе данных, к которой у пользователя есть доступ. Система принимает решения, применяя знания относительно телефонных станций, сообщения системы CRAS и стратегии анализа сетей. Представление знаний в системе основано на правилах, используется схема управления посредством прямой цепочки рассуждений. АСЕ реализована на языках OPS4 и FRANZ LISP и работает на микропроцессорах серии AT&T 3B-2, размещенных в подстанциях наблюдения состояния кабеля. Она разработана в Bell Laboratories. АСЕ прошла опытную эксплуатацию и доведена до уровня коммерческой экспертной системы.

 Стоит рассказать об еще одной ЭС. Ее авторское название Виртуальный следователь.[3]

Виртуальный следователь - это программа, указывающая на возможные причины смерти и определяющая, которая из них является наиболее вероятной. Эту программу разрабатывает сотрудник эдинбургского Центра Джозефа Белла по судебной статистике и методам расследования (Joseph Bell Centre for Forensic Statistics and Legal Reasoning) Джероэн Кеппенс (Jeroen Keppens).  По словам Кеппенса, его программа позволит следователям избегнуть мучительного перебора возможных сценариев преступления, в попытке определить, который из них является наиболее вероятным. Ведь работа следователей заключается в том, чтобы доказать версию, которая кажется им наиболее вероятной.

Основой основ  программе Кеппенса служит специальная  база данных, в которой систематизированы всевозможные данные о смерти и способах её причинения. Об убийствах, самоубийствах, несчастных случаях, авариях, катастрофах, террористических актах. Помимо этого, в базе содержатся данные по сопутствующим фактам, свидетельским показаниям, медицинским анализам, результатам экспертиз и так далее, и так далее. Таким образом, программа Кеппена знает о смерти всё. Основываясь на данных из своей базы, программа обрабатывает данные, введённые следователем, и выдаёт ему на выходе предположение в виде диаграммы. Но выводы, как всегда, оставляю центру.

Среди достоинств программы, по мнению Кеппена, это то, что она в любом случае не будет  отметать никаких версий, и наравне  с другими будет рассматривать  вариант убийства, если есть хотя бы минимальная возможность, что имел место именно такой сценарий.

Главная проблема этой программы, по мнению сторонних  специалистов, — так это необходимость ввода совершенно исполинского объёма информации. По сути дела, для того, чтобы программа смогла выдать сколько-нибудь значительные результаты, ей необходимо задать все данные, собранные в ходе первоначального расследования. Всё, что непосредственно связано со смертью.

И хотя идея этой программы напрямую связанна с разработкой  искусственного интеллекта, но метод, выбранный разработчиком, является обыкновенным перебором заданных сценариев.

3.4 Чат-боты.[11]

Джордж: Как у вас дела сегодня?  
Алиса: Ах. Все нормально.  
Джордж: Отлично.  
Алиса: Ну а как у вас дела, неизвестный человек?  
Джордж: Могу ли я спросить, с каким количеством человек вы чатитесь прямо сейчас?

Можно представить, что это беседа людей? Да! Но это - диалог роботов! Настоящих, а не выдуманых. Эти роботы уже  существуют!

Что такое чат-бот? Это программа, обладающая словарём пополняющая его  за счет общения с людьми в чате. Эта программа имитирует человека, запоминает человеческие ответы и самообучается. Зачем с такой программой общаются люди? Потому что это забавно и необычно. Ежегодно проводятся соревнования чат-ботов. Судьи должны определить, что они общаются с роботом, а не человеком. Когда появится победитель, конкурс будет прекращен. Но пока что настолько продвинутой програмы не существует. В данный момент боты побеждают в номинации "Лучший среди подобных". Это - третье место. В 2004 году победила ALICE. В 2005-м - GEORGE, а ALICE заняла 4-е место среди лучших на тот момент. Между прочим, второе место занял русский чат-бот ЕВГЕНИЙ.

Как инициировать диалог роботов? Откройте обе ссылке на чат-боты. Задайте реплику, например, Элис. Её ответ скопируйте в диалоговое окно Джорджа. Его ответ на её ответ - скопируйте в диалоговое окно Элис. И так далее.

Рис.5 Doom II. Монстры идут вперёд, несмотря на потери и наличие у игрока пулемёта.

Зачем нужны такие программы  и конкурсы? Очевидно, это - разработка искусственного интеллекта. Чат-боты наверно самая важная часть в развитии робототехники, между прочим. Железо построить не так сложно. Сложно сделать машину думающей, обучающейся. Так что пожелаем удачи разработчиками чат-ботов, особенно - российским и выложим обещанный диалог роботов ALICE и GEORGE. А также - ниже несколько забавных диалогов человека с одним и вторым. Конечно, мы увидим в диалогах повторения, нелогичности. Но подумайте, это общаются 2 робота. Подчас они говорят удивительные вещи! Флиртуют! Джордж, например, угадал, что Элис - женского пола. А Элис в другом месте написала забавную вещь "Ой, я снова потеряла нить разговора". ДВА РОБОТА! Странно, что производители бытовой техники и игрушек не снабжают модели хотя бы таким интеллектом. Это было бы удобно и забавно.

3.4 Игровые технологии.[10]

Больше всего  об искусственном интеллекте известно заядлым геймерам.

Конечно, та программа, что определяет поведение монстров в 3D-стрелялках или Real-Time стратегиях, это  не полноценный искусственный разум, а лишь его "зачатки".

В старых шутерах, вроде Doom, Doom II или Heretic, "искусственный  интеллект" у ботов был крайне примитивным.

Единственное, чего "хотелось" монстрам, так  это поймать игрока в прицел и  стрелять, пока он не . Или подобраться как можно ближе и заесть у него все health points.

В Heretic, а потом  и в Hexen, впрочем, появилась дополнительная "радость": убив игрока, монстры  устраивали гладиаторское побоище  в духе бессмертных горцев – "останется  только один".

Зато в более  поздних игрушках (причём не только в "стрелялках") монстры уже  пытаются уворачиваться, удирать, если у них осталось мало "здоровья", и вообще вести себя "умно", а не просто бросаться в атаку. Примеров таких игр с каждым годом становится все больше и больше, и останавливаться на какой-либо отдельной игре не имеет особого смысла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Завтра.[8]

По мере распространения  компьютерных технологий, работа с  информацией и компьютерными  агентами станет занимать всё большую  часть человеческой жизни. ИИ-агенты будут помнить за человека, помогать ему в поиске и обработке информации. Подобное «усиление разума» (intelligence amplification) — один из путей к сверхразуму. Развитие носимых и вживляемых компьютеров приведёт к тому, что большинство людей станет окружено «экзокорой»,  компьютерами, по сути выполняющих часть мыслительной работы и хранящих часть памяти своего хозяина. Дополненная реальность будет стирать границы между внутренним миром (воображением, памятью) и миром реальным. Человек будет воспринимать реальность уже насыщенной дополнительной информацией — имена незнакомых людей, аргументы собеседника, сведённые в единую систему, справочная информация, любопытные идеи, подсказанные ИИ-агентами. Дальнейшая миниатюризация микрочипов сделает возможной прямой интерфейс между мозгом и компьютером, обеспечивая примитивное считывание и запись мыслей. Появление совершенных нанотехнологий и создание субклеточных нанороботов сделает возможным считывание и запись информации на уровне отдельного нейрона. Это даст человеку полный контроль над собственным мозгом.

Одним из нынешних перспективных проектов является Roboblood[6]. Суть этого проекта заключается в том, чтобы заменить всю кровь человека на нанороботов, сделанных из сапфира или подобному алмазу материала. При этом эти роботы будут выполнять все функции крови, включая циркуляцию дыхательных газов, глюкозы, гормонов, отходов, клеточных компонентов, процесс деления цитоплазмы. Но также они будут предотвращать многие сосудистые заболевания, а также будут эффективнее бороться с вирусами. Но этот проект имеет большую сложность, так как людям еще известны не все функции крови. Эта причина распространяется на все органы человека, что затрудняет создание их при помощи биоинженерии.