Лекции по дисциплине «Представление знаний в информационных системах» [Н. В. Акамсина] (doc) читать постранично

ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ – АНОО ВПО

Факультет информационных технологий

Кафедра информационных систем и технологий










Н.В. Акамсина





ЛЕКЦИИ


по дисциплине «Представление знаний в информационных системах»
для студентов очной формы обучения
по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника»
















Воронеж 2009
Лекция 1. Введение в искусственный интеллект

1. История развития искусственного интеллекта.
2. Основные направления искусственного интеллекта.

1. История развития искусственного интеллекта
Идея искусственного подобия человека для решения сложных задач и моделирования человеческого разума витала в воздухе еще в древнейшие времена. Так, в древнем Египте была создана «оживающая» механическая статуя бога Амона. У Гомера в «Илиаде» бог Гефест ковал человекоподобные существа – автоматы. Однако родоначальником искусственного интеллекта (ИИ) считается средневековый испанский философ, математик и поэт Раймонд Луллий, который еще в XIII веке попытался создать механическую машину для решения различных задач, на основе разработанной им всеобщей классифика­ции понятий. В XVIII веке Лейбниц и Декарт независимо друг от друга продолжили эту идею, предложив универсальные языки классификации всех наук. Эти работы можно считать первыми теоретическими работами в области искусственного интеллекта.
Окончательное рождение искусственного интеллекта, как научного направления, произошло только после создания ЭВМ в 40-х годах ХХ века. В это же время Норберт Винер создал свои основополагающие работы по новой науке – кибернетике. Термин “искусственный интеллект” был впервые предложен в 1956 г. на семинаре с аналогичным названием в Дартмутском колледже (США).
В нашей стране началом исследований в направлении искусственного интеллекта принято считать семинар “Автоматы и мышление”, начавший свою работу в МГУ в 1954 г. под руководством академика Ляпунова А.А. Впоследствии, в 60-80х годах исследования в области искусственного интеллекта происходили в рамках школы ситуационного управления, основателем которой был проф. Поспелов Д.А. В 1974 году при Комитете по системному анализу при президиуме АН СССР был создан Научный совет по проблеме “Искусственный интеллект”. В 1988 г. была создана АИИ – Ассоциация искусственного интеллекта, членами которой являются более 300 исследователей. В рамках Ассоциации проводится большое количество исследований, организуются школы для молодых специалистов, семинары, симпозиумы, издается научный журнал.
Исторически сложились три основных подхода в моделировании ИИ.
В рамках первого подхода объектом исследований являются структура и механизмы работы мозга человека, а конечная цель заключается в раскрытии тайн мышления. Необходимыми этапами исследований в этом направлении являются построение моделей на основе психофизиологических данных, проведение экспериментов с ними, выдвижение новых гипотез относительно механизмов интеллектуальной деятельности, совершенствование моделей и т. д.
Второй подход в качестве объекта исследования рассматривает ИИ. Здесь речь идет о моделировании интеллектуальной деятельности с помощью вычислительных машин. Целью работ в этом направлении является создание алгоритмического и программного обеспечения вычислительных машин, позволяющего решать интеллектуальные задачи не хуже человека.
Наконец, третий подход ориентирован на создание смешанных человеко-машинных, или, как еще говорят, интерактивных интеллектуальных систем, на симбиоз возможностей естественного и искусственного интеллекта. Важнейшими проблемами в этих исследованиях является оптимальное распределение функций между естественным и искусственным интеллектом и организация диалога между человеком и машиной.

2. Основные направления искусственного интеллекта
В настоящее время в исследованиях по искусственному интеллекту выделились шесть основных направлений:
1. Представление знаний. В рамках этого направления решаются задачи, связанные с формализацией и представлением знаний в памяти системы ИИ. Для этого разрабатываются специальные модели представления знаний и языки описания знаний, внедряются различные типы знаний. Проблема представления знаний является одной из основных проблем для системы ИИ, так как функционирование такой системы опирается на знания о проблемной области, которые хранятся в ее памяти.
2. Манипулирование знаниями. Чтобы знаниями можно было пользоваться при решении задачи, следует научить систему ИИ оперировать ими. В рамках данного направления разрабатываются способы пополнения знаний на основе их неполных описаний, создаются методы достоверного и правдоподобного вывода на основе имеющихся знаний, предлагаются модели рассуждений, опирающихся на знания и имитирующих особенности человеческих рассуждений.