Методы искусственного интеллекта для синтеза проектных решений. Подольский В.Е - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВВЕДЕНИЕ
Система искусственного интеллекта (ИИ) – это программная система, имитирующая на компьютере мышление
человека. Для создания такой системы необходимо изучить процесс мышления человека, решающего определённые задачи
или принимающего решение в конкретной области; выделить основные шаги этого процесса и разработать программные
средства, воспроизводящие их на компьютере.
Существует несколько причин интеллектуализации систем автоматизированного проектирования (САПР):
− необходимость использования накопленного опыта специалистов конкретной предметной области;
− решение трудноформализуемых задач, т.е. задач, которые характеризуются сложностью или невозможностью
полного и точного математического описания с последующим применением известных методов решения или большой
размерностью, не позволяющей получить решение за приемлемое время.
− необходимость взаимодействия пользователя и САПР на языке, близком к естественному.
В САПР методы искусственного интеллекта используются для:
− разработки удобного интерфейса пользователя и системы (в том числе при обучении пользователя, самообучении
САПР, ведения интеллектуального диалога);
− создания экспертных систем, позволяющих принимать решения в задачах структурного и параметрического синтеза;
− при создании подсистем переработки визуальной информации;
− при решении задач защиты информации.
Наибольшее внимание в пособии уделяется созданию экспертных систем, а также различным способам представления
знаний.
Предлагаемое пособие в рамках учебных дисциплин “Интеллектуальные подсистемы САПР”, “Системы искусственного
интеллекта”, “Нейросетевые технологии в САПР” для студентов специальности 230104 и магистрантов направления 230100
программы 23010014 “Методы анализа и синтеза проектных решений” предназначено для изучения методов представления
знаний в системах искусственного интеллекта и дальнейшего их использования при принятии решений в процессе
автоматизированного проектирования.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ
ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
Любая система искусственного интеллекта опирается на знания о процессе человеческого мышления [1 – 3].
1.1. ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПРОЦЕССА МЫШЛЕНИЯ
Цели. В основе человеческой деятельности лежит мышление. Когда утром звонит будильник, мозг человека даёт
команду руке выключить звонок. Это не автоматическая реакция – решение конкретной задачи требует определённого
ответа мозга. Целью называется конечный результат, на который направлены мыслительные процессы человека. Как только
цель (выключить звонок) достигнута, перед человеком сразу встают новые цели, например, почистить зубы, одеться,
позавтракать, выйти на автобусную остановку. Осуществление всех этих целей приводит к достижению главной цели –
вовремя попасть на работу. Мысли, ведущие к конечному результату, не случайны, а строго обоснованы. Каждый шаг на
пути к главной цели имеет свою локальную цель. Мозг всегда сосредоточен на цели независимо от того, выполняет ли
человек простую физическую работу или решает сложную интеллектуальную задачу.
При проектировании экспертной системы всегда следует помнить о цели, для достижения которой она предназначена
[2].
Факты и правила. Человек хранит большое количество знаний. В общем случае, интеллект можно представить как
совокупность фактов и правил их использования. Отчасти цели достигаются с помощью правил использования всех
известных фактов.
Пример.
Факт 1: Температура кипения воды 100
°
С.
Правило 1: ЕСЛИ температура процесса меньше 100
°
С, ТО для нагрева можно использовать воду.
Правило 2: ЕСЛИ температура процесса больше 100
°
С, ТО для нагрева используют электронагреватель.
Заметим, что в приведённом примере все правила выражены условным отношением вида ЕСЛИ…ТО…, т.е. если
выполняется некоторое условие, то следует некоторое действие [2].
Упрощение. Когда человеческий мозг приступает к решению даже самой простой задачи, для выбора нужных действий
в его распоряжении имеется огромный объём информации. Например, переходя улицу, человек анализирует скорость и
объём движения, расстояние до противоположного тротуара, сигнал светофора. Одновременно мозг обрабатывает
впечатления, не имеющие прямого отношения к переходу улицы (например, цвет проезжающих машин, вид деревьев и
окружающих зданий, одежду проходящих мимо людей и пр.). Если бы человек, прежде чем шагнуть на проезжую часть,
анализировал все факты, имеющие хоть какое-нибудь отношение к цели, он простоял бы на тротуаре несколько лет. Но
мышление человека включает сложную систему, руководящую выбором правильной реакции на конкретную ситуацию.
Такой выбор называется упрощением. Механизм упрощения блокирует факты и правила, не имеющие прямого отношения к
решаемой в данный момент задаче [2]. Схематично работа механизма упрощения представлена на рис. 1.

Страницы