Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем

Содержание
Введение1.Структурно-функциональные особенности интеллектуальных систем2. Информационно-управляющая деятельностьинтеллектуальных систем3.Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем
4.Интеллектуальные системы управления с искусственным интеллектом для комплексов
5. Общаяфункциональная структура интеллектуальных систем управления6. Архитектураинтеллектуальных систем поведенческого типаСписок,использованной литературы
Введение
Интеллект(от латинского intellectus — познание, понимание, рассудок)- способность мышления, рацио­нальногопознания. Естественным примером интеллек­туальной системы является человек. Задачи,которые решает человек в своей практической деятельности на основе мышления,относятся к интеллектуальным. Дея­тельность человека, особенно интеллектуальная(твор­ческая), еще изучена недостаточно, принципы и методы ее объясняютсянеоднозначно. Многочисленные попытки понять и использовать феномен интеллекта впрактиче­ских целях имеют заманчивые перспективы и становят­ся все более иболее реальными.
Будем называть систему, способнуюрешать интел­лектуальные задачи, интеллектуальной системой (ИС). К числуосновных интеллектуальных задач по аналогии с деятельностью человека можноотнести задачи распо­знавания (образов, ситуаций, сцен, состояний), обучения ипланирования поведения (принятия решений). В этом плане интеллектуальныминазывают еще системы, обла­дающие способностью к обучению и изменению своегоповедения в результате обучения.
В настоящее время развитие науки итехники дос­тигло такого уровня, когда становится уже реальным созданиеискусственного интеллекта, или точнее, моде­лирование (имитация) возможностей испособностей че­ловека, а решение указанных основных задач с помощьюпрограммных и аппаратных средств. Системы ИИ долж­ны воспроизводить функцииестественного интеллекта. Поэтому изучению систем ИИ должно предшествоватьрассмотрение основных свойств и особенностей естест­венного интеллекта длятого, чтобы понять и использо­вать свойства биологических систем для решениятех­нических проблем. Кибернетическое изучение живого помогает раскрыть какобщие законы функционирова­ния сложных систем, так и частные свойства отдельныхорганов и организма в целом с точки зрения происхо­дящих в живых, существахинформационных процессов и процессов управления.
Тысячевековая эволюция живых существпривела к их чрезвычайному усложнению и многоуровневой ие­рархическойорганизации множества включенных друг в друга систем и подсистем. Каждомууровню свойственны свои специфические закономерности информационных процессов,системной организации и процессов управле­ния. Для общего ознакомления скибернетическими свойствами живых, организмов акцентируем внимание
на общих принципах организации, конкретных меха­низмахцелесообразного регулирования и активного взаимодействия с окружающей средой.1. Структурно-функциональные особенности интеллектуальных систем
Большинство изобретений человека имеет аналогии в природе. При этомоказывается, что основные идеи этих изобретений реализованы в природе более ком­пактно,миниатюрно, надежно и совершенно. Многие исследования обнаружили общностьэтапов развития техники и природы и привели к выводу о целесообраз­ностииспользования в технике аналогов живой приро­ды. Этот вывод имеет особоезначение в работах по соз­данию технических систем с ИИ. Для того, чтобы уста­новитьаналогии между живым интеллектом и техниче­ской системой с ИИ, можно провестинекоторое описа­ние структурных и функциональных особенностей жи­вых илиестественных интеллектуальных систем.
Прежде  всего требует определения  понятие «система». В самом широкомсмысле можно определить, что система-это совокупность взаимодействующих между собой относительно элементарныхструктур или процессов, объединенных в целое выполнением некото­рой общейфункции, несводимой к функциям ее компо­нентов. Признаки системы: онавзаимодействует со сре­дой и другими системами как единое целое, состоит изиерархии подсистем более низких уровней, является подсистемой для систем болеевысокого уровня, сохра­няет общую структуру взаимодействия элементов приизменении внешних условий и внутреннего состояния.
Естественныесистемы различаются по своей сложности и уровню организации. Понятие оборганиза­ции системы предполагает определенное согласование состояний идеятельности ее подсистем и составляющих элементов. Это согласованиедостигается передачей сиг­налов (сообщений) по внутрисистемным связям, а дляподдержания высокого уровня организованности необ­ходимо постоянное общение сокружающим миром. Еще более необходима передача сообщений по внутрисистем­ным имежсистемным связям для формирования и вы­дачи командных сигналов приосуществлении актов управления.
Основнымсвойством естественных ИС является их способность к адаптации при измененииусловий функ­ционирования. Способность к адаптации путем самоор­ганизацииосновывается как на множественности эле­ментов системы и разветвленности связеймежду ними, способствующих возникновению целостности, так и на наличии гибкоговзаимодействия между элементами по типу обратных связей. Существенным признакомсамо­организации является обособление интеллектуальных систем от окружающейсреды.
Функциональной особенностьюобособленной ИС является активное взаимодействие ее со средой. Особен­ности ееструктурной организации определяют направ­ление и объем процессоввзаимодействия системы со средой. Наличие чрезвычайно разнообразных обратныхсвязей на всех уровнях влияет на интенсивность процес­сов взаимодействия.Отрицательные обратные связи обеспечивают стабильность функций системы, постоян­ствоее параметров, устойчивость к внешним воздейст­виям, Положительные обратныесвязи играют роль уси­лителей процессов и имеют особое значение для разви­тия,накопления изменений. Наличие отрицательных и положительных обратных связейприводит к возможно­сти развития по некоторому закону (программе) с ис­пользованиемвнешних ресурсов.
Сложнаядинамическая (устойчиво неравновесная) организация целенаправленнойфункционирующей сис­темы требует непрерывного управления, без которого сис­темане может существовать. Особенность этого управле­ния состоит в том, что онослужит причиной ряда процес­сов в самой системе и прежде всего процессоввнутренне­го саморегулирования по законам организации системы.
Основнымифункциями самоорганизующейся системы являются функции информационногообеспечения (ФИО), материального и энергетического обеспечения (ФМЭО),перемещения (ФП) и адаптации (ФА). С точки зрения реализации НИ наибольшийинтерес представля­ет ФИО, которая является всеобъемлющей. Информациянеобходима для контроля внутреннего состояния систе­мы, распознавания ситуаций,решения задачи обеспече­ния функционирования, выявления закономерностей иобучения. Для последующего использования получаемая информация должнаразделяться и откладываться в со­ответствующие системы памяти (оперативные идолго­временные).
Функциюинформационного обеспечения реализуют органы контроля окружающей среды, навигациии ана­лиза объектов. Обработка сигналов этих органов инфор­мации осуществляетсяособым управляющим узлом (УУ) (устройством), в котором производится анализполучен­ных данных, их обработка и обобщение, оценка ситуа­ции и принятиерешения. Одновременно ведется обога­щение памяти, накопление опыта, обучение иотработка логических методов обработки информации.2. Информационно-управляющая деятельность интеллектуальных систем
Информационно-управляющая деятельность интел­лектуальных систем являетсяопределяющей и подчиня­ет себе все ее функции. Эта деятельность, осуществляе­маяособым управляющим узлом, обеспечивает адекват­ное реагирование системы наменяющиеся условия и воздействия внешней среды в процессе достижения це­лейуправления.
Цель- это некий будущий результат деятельностисистемы, достигаемый с помощью принципа обратной связи. При этом исходныеусловия можно интерпрети­ровать как подцели достигаемой цели. Причем в некото­рыхслучаях цель автоматически достигается при вы­полнении подцелей, а в другихслучаях для этого тре­буются еще дополнительные усилия (действия) системы,реализуемые управляющим узлом с помощью команд (актов) управления.
Элементарный актуправления состоит в целесооб­разном ответе на данное внешнее воздействие.Элемен­тарный акт управления называют рефлексом. Рефлекс-реакция на возмущение- Более точное толкование реф­лекса включаети обратную связь между результатом ответного действия (результатом реакции) иформирова­нием новых управляющих команд.
Существуют двавида рефлексов- безусловные и условные.Безусловные рефлексы являются врожденны­ми и передаются по наследству. Ихотличительной чер­той является автоматическая, стереотипная форма про­явления.Биологическая роль безусловных рефлексов заключается в обеспечении приспособленийорганизма к строго постоянным условиям.
Условные рефлексывырабатываются в процессе индивидуального развития организма. Их характеризу­ютосновные признаки.
            Приобретаемость. Условныерефлексы вырабаты­ваются у отдельных индивидуумов по мере необходимо­сти, онине являются обязательными для всех организ­мов данного вида.
Изменчивость. Условный рефлекс вырабатывается,если есть в нем необходимость, и угасает (затормажи­вается), если необходимостьв нем отпадает.
Сигнальность.Это важнейший признак условногорефлекса, он заключается в «предупредительной» дея­тельностиорганизма.
В жизни сложногоорганизма рефлекс- существен­нейшеенервное явление при помощи которого устанав­ливается постоянное и точноесоотношение частей орга­низма между собой и отношение целого организма к ок­ружающимусловиям.
Все бесчисленноемножество рефлексов можно раз­делить на отдельные группы по тому или другомупризнаку. Можно выделять группы рефлексов по их биологическому значению, порасположению рецепторов, по характеру ответной реакции, по длительности протека­нияв зависимости от того, какой отдел мозга участвует в их осуществления. Всоответствии с характером внеш­него воздействия в организме человека определяютне­сколько уровней рефлекторного управления: элементар­ные безусловныерефлексы, координационные безуслов­ные рефлексы, интегративные безусловныерефлексы, сложнейшие безусловные рефлексы, элементарные ус­ловные рефлексы исложные формы целенаправленной деятельности. Рассмотрим их подробнее.
Элементарныебезусловные рефлексы-это простые ответные реакции. Онивызываются локальным действи­ем контактных раздражителей (воздействий). Роль об­ратныхсвязей, преимущественно отрицательных, в осуществлении и коррекции такихэлементарных реф­лексов еще невелика и они реализуются по жестко де­терминированнойпрограмме. Отсюда их крайняя сте­пень автоматизма и стереотипности. В понятияхтеории автоматического регулирования-это одноконтурные системы первого порядка с преобладанием регулирова­ния повозмущению, регулирование по отклонению вно­сит лишь некоторые коррективы вответные реакции.
Координационныебезусловные рефлексы-его акты согласованной деятельностив некоторых пределах структуры системы. В понятиях теории автоматическогорегулирования это, по крайней мере, двухконтурная система с комбинированнымрегулированием как по возмущению, так и по отклонению. Координационные рефлексыдают согласованную реакцию на несколько простых разнородных локальныхвоздействий.
Интегративныебезусловные рефлексыпредстав­ляют собой синтез координационных рефлексов вместе со структурнымобеспечением в комплексные реакции определенного значения. В понятиях теорииавтомати­ческого регулирования это многоконтурные системы, работающие главнымобразом на поддержание постоян­ных значений основных регулируемых величин, т.е.системы стабилизации, обеспечивающие уравновешен­ность (устойчивость) системы.Роль интегративных реф­лексов в приспособительной деятельности биологическихсистем исключительно велика. Она означает переход от локальных реакций системык ответам как целого обра­зования, что может рассматриваться простейшими ак­тамицелесообразного поведения. Интегративные реф­лексы означают переход ккачественно новой форме ре­акций на внешние воздействия.
Сложнейшиебезусловные рефлексыорганизуются по некоторым программам из интегратинных рефлексов и составляютнекоторые стереотипы действий (поведе­ния). Характерной чертой таких рефлексовявляется то, что они образуются последовательностью интегративных реакций, прикоторой завершение предыдущей стиму­лирует начало следующей. Сформировавшеесятаким образом поведение определяется как многоконтурное ие­рархическоерегулирование высокого порядка, в кото­ром особое значение приобретаетсостояние системы, на­правляющее стабилизирующую деятельность на уравно­вешиваниесистемы с внешней средой.
Элементарныеусловные рефлексысостоят в вызы­вании интегративных рефлексов или инстинктивных реакций посигналам ранее безразличных раздражите­лей, которые приобретают сигнальноезначение в ре­зультате индивидуального опыта системы. Принципи­альным отличиемусловно-рефлекторного уровня управ­ления от всех предыдущих является то, что онне суще­ствует заранее, а образуется индивидуально у каждой системы. Условныйрефлекс- ярко выраженная самоор­ганизующаясясистема. Специфическая особенность об­ратных связей системы условных рефлексовзаключает­ся в том, что они устанавливаются от результатов дейст­вия ксигнальному значению условного раздражителя с положительным знаком- через подкрепление и с отри­цательным знаком- через неподкрепление. Действенность сигналаопределяется ступенью вероятности появ­ления вслед за ним безусловногораздражителя. Все это делает условные рефлексы наиболее гибким,самоорга-низующимся и самопрограммирующимся механизмом управления. В понятияхтеории автоматического управ­ления это система с самонастройкой программы. Впси­хическом плане элементарные условные рефлексы дают начало ассоциативномуспособу мышления.
Сложные формыцеленаправленной деятельности как уровень управления возникают в результате инте­грацииэлементарных условных рефлексов и используют аналитика-синтетические механизмыабстрагирования (отвлечения от безусловных подкреплений) сигналов, Это даетвозможность более полного и целостного вос­приятия окружающего и болееадекватного прогнозиро­вания и программирования поведения. На этом уровнеуправления основным объектом ответных реакций ста­новится не окружающая среда,а сам управляющий ап­парат (устройство) и выработка новых систем самопро­граммированиячасто не проявляется внешними реак­циями. Сложные формы деятельностиосуществляются с участием многоярусной системы положительных и от­рицательныхобратных связей между механизмами вос­приятия и принятия решения за счетсигналов согласо­вания и рассогласования, сложившихся из прошлого опыта моделейвнешнего мира и программ поведения с фактическим состоянием окружающей среды.
В понятиях теория автоматическогоуправления сложные формы деятельности являются наиболее совер­шеннымисамонастраивающимися системами, которые осуществляют свою оптимизацию путемперестройки организации, т. е. являются самоорганизующимися. Наиболее сложныеформы высшей деятельности связаны с синтетическими процессами, на основекоторых воз­никают целостные субъективные образы внешнего мира, формируютсяцеленаправленные программы поведения.
Важнойособенностью биологических систем явля­ется целенаправленность ихфункционирования. Если такая система функционирует, то это прежде всего озна­чает,что в ней решается конечное множество задач управления и с определеннойточностью обеспечивается достижение целей управления. Под целью управления приэтом обычно понимается не просто желаемый результат, а в каком-то смыслеоптимальный.
Необходимость достижения той или инойцели в конкретных условиях может быть сформулирована как задача преодолениянекоторого противоречия. Управле­ние тесно связано с информационнымипроцессами. Так как акт управления осуществляется воздействием на объектуправления, то выбор этого воздействия среди множества возможных происходит наоснове информа­ции об их свойствах, а само воздействие обычно имеет характерпускового или задерживающего сигнала. Спо­собность системы к саморегуляции,обеспечивающей адаптивное целесообразное управление, определяется действием обратных связей.3. Принципы организации и функционированияинтеллектуальных систем
ИзучениеИС позволяет сделать попытку сформулировать общие принципы, которые, не являясьдоста­точными, отражают необходимые моменты в их органи­зации ифункционировании.
1.     Принципсистемности.
ИС могут быть только сложнымисистемами, функции всех их элементов должны быть согласованы с назначениемсистемы и их местом в них, а также между собой. Именно взаимная согласованностьи взаимозависимость элементов системы обеспечивает целостность и функциональнуюполноту наиболее совершенных ИС. Это может также приводить к структурной илифункциональной избыточности.
2.     Принципиерархичности.
Сложная иерархиче­ская многоуровневая структура являетсяосновой для одновременного протекания множества процессов. Уровеньнеординарности итогового процесса зависит от ха­рактера совокупностисоставляющих процессов. Слож­ная совокупность процессов принципиально характери­зуетсяи сложной структурой. Таким образом, в некото­ром роде уровень сложностисистемы и ее структуры оп­ределяет и потенциальный уровень ее интеллекта.
3.     Принципмногоканальности.
Получение согласо­ванных с обстоятельствами и средойрешений различ­ных задач основывается на информации, получаемой извне по многимканалам и работающим на различных физических принципах, что позволяет иметьразнород­ную характеристику специальных свойств объектов сре­ды.Комплексирование информационных данных позво­ляет иметь более объективную иболее полную картину о происходящих процессах. Разнородная информация, по­лучаемаяпо разным каналам, обрабатывается примерно за одинаковое минимально возможноевремя. Нагляд­ность этого принципа характеризует следующий факт. Человекспособен решать различного рода опознаватель­ные задачи за доли секунды, азрительная система чело­века несомненно работает как параллельное устройство,Параллельная обработка как зрительной информации, так и поступающей в мозгчеловека от других органов чувств, дозволяет реализовать инвариантное опознава­ниеобъектов.
4.     Принципадаптивности.
Принцип адаптивности предполагает наличие у ИСпотенциальных возможно­стей улучшения работы: в условиях априорной и текущейнеопределенности на основе обучения на опыте. Особая роль при этом принадлежитэлементам системы- реализующим память. Адаптация может происходить путемсамонастройки, самообучения или самоорганиза­ции. Адаптивные способности могутопределяться объе­мом информации (памятью) системы и потребными за­тратамивремени на ее обработку.
5.     Принципвзаимности функциональных и структурных свойств.
Естественно, что назначение системы, ее функциинепосредственно влияют на структуру сис­темы. Однако и структура системы должнаспособство­вать наиболее полной реализации функций.
6.     Принцип эквифивальности.
Этот принцип пред­полагает наличие у системы множествавзаимосогласо­ванных последовательностей реакций на определенные внешниевоздействия, приводящих к одному и тому же практически полезному результату.
7.     Принципдинамического самопрограммирования.
Самая замечательная особенность нервного управления,наиболее ярко выраженная в целеустремленном творче­ском разуме человека,заключается в способности на ос­новании разнообразного анализа ситуациймгновенно создавать сложнейшие и вместе с тем оптимальные про­граммыдеятельности, которые непрерывно перестраи­ваются и корректируются с учетомпрошлых событий, текущей действительности и прогнозирования будущего. Ужеобразование элементарного условного рефлекса представляет собой выработку новойпрограммы поведе­ния. Усложнение условных рефлексов означает все более высокуюсамоорганизацию поведенческих программ. В кибернетическом смысле основнаяфункция высшей нервной деятельности состоит в динамическом поведениисамопрограммирования.
4. Интеллектуальные системы управления сискусственным интеллектом для комплексов
Всевозможныесложные научно-технические и про­изводственные устройства и установки,автоматические или функционирующие путем взаимодействия с челове­ком(автоматизированные), предназначенные для реше­ния специальных задач, будемназывать техническими комплексами (ТК).
Целенаправленноефункционирование любого ТК предполагает некоторое управление им. Основным зве­номсистемы управления (СУ) большинства современных ТК в настоящее время являетсячеловек, так как за ним остается право принятия решений. Научно-техническийпрогресс, все более усложняя ТК и расширяя перечень решаемых ими задач,выдвинул на передний план та­кие потребные возможности, для выполнения которыхпревышаются естественные возможности человека. Ис­тория развития техникипоказывает, что прогресс в ука­занных условиях можно обеспечить на путиповышения степени автоматизации ТК, т.е. при условии переложе­ния части (или вcex) функций с человека на технику.Только таким образом можно исключить несоответствие между потребными ирасполагаемыми человеком воз­можностями. Однако при этом возникают принципиаль­ныетрудности, связанные с необходимостью автомати­зации интеллектуальных функцийчеловека, условия реализации которых являются в значительной степенинеопределенными, неполными и противоречивыми, быстроизменяющимися. Отсюдаследует, что дальнейший прогресс в развитии техники ставит вопрос об использо­ванииИИ в сложных ТК, т.е. рассмотрении вопроса о создании ИСУ для ТК.
Использование ИСУв ТК связано также еще с од­ним чрезвычайно важным обстоятельством. На основеИИ возможно создание обучаемых СУ, которые позволят наиболее полно использоватьпотенциальные возможно­сти ТК и нивелировать индивидуальные особенностиоператоров. Акцент на обучении СУ позволит накапли­вать необходимый опыт,исключать повторение неблаго­приятных ситуаций и решений, исключать влияние ин­дивидуальныхособенностей операторов на конечный ре­зультат функционирования ТК. Главнымусловием peaлизации таких систем является их способность автома­тически приобретать(извлекать), улучшать и расширять запас знаний.
ТК с ИИ- это сложные системы, в основе функ­ционированиякоторых лежит использование свойств особого управляющего устройства, способногораспозна­вать объекты и оценивать обстановку, обучаться, фор­мировать цели ипланировать последовательность дейст­вий по достижению поставленных целей. ТК сИИ будут системами с очень высоким уровнем автоматизации и способностьювыполнять сложные функции. Однако ис­пользование ИИ в ТК не устраняет человекаиз контура управления системы. Меняется лишь положение чело­века в контуреуправления. При любом уровне совер­шенства ИСУ они только реализуют замыселчеловека, управленческая деятельность которого переходит на бо­лее высокийинтеллектуальный уровень.5. Общая функциональная структураинтеллектуальных систем управления
В общем случае свойства ИСУ должны быть согла­сованы с назначением ихарактеристиками объектов управления (ОУ), под которыми будем понимать ТК.Исходным моментом такого согласования является фор­мулировка задачи управления.Остановимся на рассмот­рении функциональной структуры ИСУ, полагая, чтопредставление о ТК дают решаемые ими задачи.
Любаяинтеллектуальная деятельность опирается на знания о предметной области, вкоторой ставятся и решаются задачи. Предметной (или проблемной) обла­стьюобычно называют совокупность взаимосвязанных сведений, необходимых для решенияданной задачи или определенной совокупности задач. Знания о предметной областивключают описания объектов, явлений, фактов, а также отношений между ними и составляютбазу зна­ний(Б3) и базу данных (БД). БЗсодержит сведения, от­ражающие закономерности данной предметной области ипозволяющие прогнозировать и выводить новые фак­ты. не отраженные в ней. БДсодержит информацию, имеющую локальный или текущий характер, являю­щуюсявспомогательной. Иногда БЗ и БД рассматрива­ются как подсистемыинтеллектуального банка данных. При этом в него еще включают блок обучения,состоя­щий из блока распознавания ситуаций (образов) (БРО) и блока формированияпонятий (БФП). Однако БЗ была бы не полной, если бы не содержала знания о целяхфункционирования системы {Ф1,..., Фп}.
ИСУ должнаосуществлять информационное мо­делирование процесса достижения цели Ф^, чтоневоз­можно без построения модели обстановки.
На основевышеизложенного можно представить функциональную структуру ИСУ в виде,приведенном на рис.1

Блок моделирования  обстановки
Априорный              реальный


Блок принятия решений
Блок выработки управляющих воздействий
Исполнение управляющих воздействий
Знания о целях
БД                  БЗ
Блок формирования понятий
Блок распознования ситуаций (образов)
     Датчики


Внешняя среда
        (предметная оьласть)
Рис.1
Функциональные иинтеллектуальные возможности ИСУ определяются соответствующим алгоритмическим(программным) и аппаратным обеспечением. Способ­ность ИСУ решатьинтеллектуальные задачи может ос­новываться как на обучении на опыте, так и насово­купности формализованных методов. В соответствии со структурой,представленной на рис.1, ИСУ должна рас­познавать ситуации (образы), обучатьсяпонятиям и на­выкам, формировать модель обстановки (решаемой зада­чи),планировать поведение (принимать решение), опре­делять управляющие воздействияи осуществлять их об­работку. Возможности практической реализации ИСУ длярешения различных задач зависят, прежде всего от производительности современныхЭВМ. Характерной чертой уже действующих систем, ориентированных в основном наобработку знаний, является высокий уро­вень развития их программногообеспечения. С его по­мощью решаются задачи обработки символьной инфор­мации,перебора решений вычислительных и логиче­ских задач и построения логическоговывода решения с использованием заданных систем правил, работы с БД,высокоскоростной обработки изображений, речи и дру­гие. В настоящее время приразработке ИС все чаще ис­пользуются специализированные аппаратные средства.реализующие в той или иной степени их основные функции. Практической основойреализации ИС являет­ся возможность имитации их свойств на ЭВМ.6. Архитектура интеллектуальных системповеденческого типа
Специфика решаемых ТК задач определяет перечень функций ее СУ, аследовательно, и особенности ар­хитектуры. Даже при решении сравнительнопростых в интеллектуальном отношении задач перемещения в про­странстве ТКдолжен обладать довольно развитой архи­тектурой ИСУ. ИСУ должна восприниматьокружающую обстановку, видеть цель и препятствия. Еще до начала движения онадолжна определить оптимальную траек­торию движения и реализовывать ее постоянноучиты­вая происходящие во внешней среде изменения. При больших скоростяхперемещения цели (или препятст­вия) требования к ИСУ еще более усиливаются. ВИСУ, решающих задачи, подобные указанной выше, исполь­зуется бионическийподход, основанный на выявлении и использовании аналогий в реализацииповеденческих актов живыми организмами. Поведенческие акты свой­ственны нетолько мозгу человека, но и мозгу более про­стых организмов. Известно, чтоповеденческие акты че­ловека реализуются не столько на сознательном, сколь­кона подсознательном уровне. Реализация поведенче­ских актов может осуществлятьсяпрежде всего на реф­лекторном уровне. Далее может учитываться изменение внешнихусловий.
Согласносовременным представлениям, механиз­мы, обеспечивающие целенаправленноеактивное пове­дение некоторого объекта, должны иметь определенную операционнуюструктуру, состоящую из последователь­ности ряда процессов, а именно восприятияинформации (афферентного синтеза), принятия решения, формирова­ния программыдействия и ее выполнения. В свою оче­редь афферентный синтез (АС) включаетобработку ин­формации о состоянии внешней среды, о положении в этой средеобъекта и его состоянии, а также о тех целях, которые объект преследует вданной ситуации. Приня­тие решения заключается в выборе действия, направ­ленногона достижение цели в сложившихся условиях. Формирование программы будущегодействия осуществ­ляется одновременно с формированием так называемого акцепторарезультата действия, т. е. параметров того состояния, в котором объект окажетсяпосле выполнения программы. Выполнение программы, в свою оче­редь, происходитпри одновременном определении пара­метров нового состояния и сравнении этихпараметров с акцептором результата действия (обратная афферентация). В общемслучае афферентный синтез осуществля­ется не только на основе обстановочнойафферентации, но и на основе информации, содержащейся в памяти объекта опредыдущем опыте. Под обстановочной афферентацией понимается совокупностьвоздействий, ото­бражающих условия, в которых находится объект. Ус­ловные илибезусловные воздействия, имеющие для объ­екта смысл команд к действию, образуютпусковую афферентацию.
Цель есть тотсистемообразующий фактор, который формирует функциональную систему, выделяетнеобхо­димые степени свободы объекта и компенсирует их из­быточность. Болеетого, цель определяет адекватность и избирательность восприятия и отражениявнешнего ми­ра. Функциональная система поведенческого типа чело­векареализуется на нейронных сетях мозга. Аналогом нейронных сетей мозга могутявляться аналитически или физически реализованные нейронододобные струк­туры(НПС). Работу НПС можно представить следую­щим образом. Информация о внешнейсреде в виде об­становочной и пусковой афферентации поступает на НПС,воспроизводящую афферентный синтез. На НПС происходит обработка поступившейинформации. В ре­зультате этой обработки принимается решение о харак­теребудущего действия и формируется программа ее выполнения. Само действиереализуется аффекторными (исполнительными) подсистемами, а обратные связи ис­пользуютсядля его коррекции. Такая НПС позволяет воспроизводить поведенческие акты, т. е.обладает уп­рощенным интеллектом.
На основе рефлекторногопредставления и с учетом принципов организации и функционирования естествен­ногоинтеллекта можно предположить более общее опи­сание структуры ИСУповеденческого типа. ИС прежде всего должна содержать сенсорную подсистему(СП). Ка­ждому классу задач должны соответствовать свои дат­чики (рецепторы),что соответствует принципу избира­тельности восприятия в функциональной системеИС. Уровень детальности восприятия влияет также на воз­можности решения задач.СП реализует акты, анало­гичные элементарным безусловным рефлексам и коор­динационнымбезусловным рефлексам. Далее следует включить в ИИ структуру афферентногосинтеза (САС). Связь между СП и САС обеспечивает установление вза­имнооднозначногосоответствия между участками внеш­ней среды и отражающими их элементами САС.САС реализует акты, аналогичные интегративным безуслов­ным рефлексам. Исходя изхарактера решаемых задач, следует потребовать, чтобы структура связей междуэлементами сети САС отражала основные физические свойства рабочего пространства- его однородность и изо­тропность, а всостояниях элементов САС отражались бы текущие свойства участков внешней среды,например, их свойства быть целью, препятствием или свободным уча­стком длядвижения. Элемент САС должен возбуждать­ся и генерировать сигналы возбуждения,если соответст­вующий ему участок внешней среды является целевым, выключаться иблокировать сигналы возбуждения, если такой учас