| Общество | |
| Текущее состояние | Перспективы развития |
| Неустойчивое развитие (Конференция ООН по окружающей среде и развитию 1992 г.):1. Вещественно-энергетическое общество.2. Мощь воздействий человека на природу = Мощь самих природных сил.3. Угроза глобального кризиса (демографического, экологического, энергетического, сырьевого …). | Устойчивое развитие1. Информационное общество (основано на знаниях и научной информации).2. Обеспечение выживания и непрерывного развития человечества.3. Обеспечение сохранения биосферы (биосфероцентричность). |
Аналог:
Неандертальцы ® Кроманьонцы
Охота + Собирательство ® Скотоводство + Земледелие
Инструмент создания информационного общества (инфосферы) – новые информационные технологии (НИТ).
Основа НИТ – ИАИС (естественно-языковые).
ИАИС расширили сферу применения ЭВМ: решение неформализуемых или слабо формализуемых проблем (нет алгоритмического решения!) – современная наука и техника.
Пример 1. Анализ и обработка данных об изменениях климата на планете, перспективы глобального потепления и др. катаклизмы – суперкомпьютер NEC Earth Simulator: 5104 процессора, 35.6 трлн. операций в секунду (87 % от предполагаемой скорости), 5 (пять!) лет разработки и строительства, $400 млн.
Пример 2. Проекты распределенных вычислений. Поиск разумных радиосигналов из космоса. Анализ сотен миллионов лекарств, перспективных в борьбе с раком.
"Разработка программы, которая будет выполнять сложную статистическую обработку данных, нельзя рассматривать как исследование в области искусственного интеллекта, какие бы сложные алгоритмы в ней не использовались".
Искусственный интеллект @ науки о познании (психология, логика, лингвистика).
"Впервые после фундаментального пересмотра картины мира, связанного с именами Коперника и Дарвина, разработка методов искусственного интеллекта возвращает нас к вопросу о месте человека в природе".
Центральная проблема – проблема представления и приобретения знаний.
Концепция устойчивого развития – изучение функционирования сознания и структуры знаний человека, его интересов и целей его деятельности (когнитивного аспекта развития человека). Переориентация сознания и интересов людей на новые ориентиры и цели, отказ от многих потребностей, которые до сих пор считались общепринятыми (и снова аналог с неандертальцами и кроманьонцами).
Вывод: важность ИАИС определяется:
1) их ориентированностью на слабоструктурированные и слабоформализованные проблемы;
2) их ориентацией на знания и когнитивный характер моделируемых и автоматизируемых ими структур и процессов.
информационный система иерархический универсум
ИАИС "не всесторонне охватывают человеческие потребности" и не вплетены "органически в живую ткань человеческого общества".
Главная задача – не повышение производительности ЭВМ, а в том, чтобы ее работа основывалась на идее антропоцентризма – чтобы сделать процессы, происходящие в системах, понятными для людей, иначе человек не сможет управлять ими (системы управления АЭС, военные системы предупреждения …).
Проблемы применения естественного языка:
1. Диалоговый компонент ИАИС использует меню, шаблоны, заготовки фрагментов фраз и т.п.
2. Аналитик (инженер по знаниям) должен дать толкование естественноязыковых элементов в терминах формального языка.
3. Функционирование основной части системы (представление и манипулирование знаниями) осуществляется с помощью формализмов, недоступных конечному пользователю.
4. Проблема выбора формализма для представления знаний.
Организация БЗ отличается от структуры знаний человека: соотношение "поверхностных знаний" и "глубоких (глубинных) знаний".
| Поверхностные знания | Глубокие знания |
| Основаны на опыте работы или получены от наставников, из практических руководств, инструкций. | Включают знания о первопричинах и взаимосвязи явлений, а также отношениях между объектами. |
| Используются для решения несложных, часто встречающихся задач. | Используются для поиска решений в ситуациях, возникающих впервые. |
Современные ИАИС в основном наполняются поверхностными знаниями, специфическими для каждой ПО.
"Суть информационной технологии, воплощенной в интеллектуальной системе, можно выразить сравнением "работает как человек". …Однако ни один специалист, имеющий опыт работы с этими системами, никогда не скажет, что они способны моделировать поведение людей или хотя бы работу человека в некоторой узкой предметной области"
Вывод: Основная практическая проблема – приближение ИАИС к человеку, обеспечение нового (человеческого) уровня взаимопонимания в системе "человек-машина" на всех этапах разработки и эксплуатации.
3. Фундаментальные теоретические проблемы интеллектуальных информационных систем
| Практическая проблема | Фундаментальная проблема |
| Ограниченность информационной коммуникации | Создание ЭВМ по принципу такой кибернетической и коммуникационной системы, какой является сам человек |
| Обеспечение понимания работы ЭВМ | Научиться организовывать ее работу по образу и подобию работы человеческого мозга.Способ представления решения задачи должен быть понятен человеку и описываться знакомыми понятиями |
Метод решения – максимальное использование в ИАИС естественного языка.
Задача создания средств общения на понятийном уровне ("концептуальный интерфейс"), с помощью которых машины и люди могли бы обмениваться знаниями в доступном человеку виде (в форме понятий!).
Принципы, заложенные в основу ИАИС должны соответствовать принципам организации интеллектуальной деятельности человека.
Роль когнитивных исследований – изучение и моделирование человеческих знаний и когнитивных процессов (принятия решений, обучение, восприятие, запоминание, использование естественного языка …).
Главная цель когнитологии – понять общие закономерности наших знаний.
Первоочередная научная проблема – проблема представления знаний.
Суть проблемы представления знаний – найти способ выражения общих закономерностей нашего мира.
Проблема представления знаний сводится к проблеме концептуального моделирования ПО.
Определение. Концептуальная модель – модель ПО, состоящая из перечня всех понятий, используемых для описания этой ПО, вместе с их свойствами и характеристиками, классификации этих понятий по типам, ситуациям, признакам в данной ПО.
Основа концептуального моделирования – концептуальный анализ.
Цель концептуального анализа – выявление элементов ПО, их свойств и взаимосвязей.
Процедура не формализована (!). Используемые методы:
1. Методы экспертных оценок (снижают субъективность).
2. Методы системных исследований (системный и классификационный анализ) – помогают организовать плохо структурированное знание.
Задача классификационного анализа – отражение и выражение логическими средствами отношений между классами, т.е. родовидовых отношений, существующих в естественных системах и отображенных в естественном языке.
Вывод: Ключевая научная проблема при разработке ИАИС – проблема концептуального классификационного моделирования.
Классификация необходима в любой области знаний, при любой целесообразной деятельности человека.
Классификационное движение – самостоятельное научное направление.
Национальные общества по классификации, Международная федерация классификационных обществ.
Разработка общей теории классификации.
Первая проблема теории классификации: "Что следует считать важным, существенным для построения классов, должна ли общность признаков быть формальной, или она должна быть содержательной?"
Кант критиковал формальный подход (классификация животного мира по сходству). Классификационная схема должна отражать существенные отношения, и ее целью должно быть подведение родов под законы.
Гегель: классификация должна учитывать сущность предмета.
Вторая проблема теории классификации: "Является ли классификация результатом упорядочения природного хаоса или она есть отражение системности, существующей в самих природных объектах?"
Убежденность в системной природе естественных объектов – в естественности системности.
Анализ понятия "естественный класс объектов". Его соотнесение с "естественной классификацией (ЕК)".
Тесная связь системного анализа (системного подхода) и классификационного анализа (теории классификации).
Создание системного классификационного анализа.
Актуальность и необходимость исследования ЕК. Путь построения ЕК – системный анализ естественных классов объектов с учетом содержательных, т.е. сущностных признаков.
Вывод: в основе проблем теории классификации и системного классификационного анализа лежит проблема, связанная с естественной классификацией.
Использование системного анализа при классифицировании (учет содержательных сущностных признаков).
Феноменологическая классификация – учитывает очевидно выделяющиеся броские признаки.
Характерологическая классификация – учитывает выделяющиеся броские признаки, но такие, которые являются следствием скрытых существенных свойств.