Створення високоавтоматизованих виробництв припускає автоматизацію не тільки фізичного, але й розумової праці людини. В останні десятиліття складається ситуація, в якій людина вже не в змозі сприйняти і переробити весь обсяг інформації, необхідний для прийняття рішень і тому часто з носія прогресу людина перетворюється в фактор, що стримує його.
Автоматизація інтелектуальної діяльності зажадала вирішення нових завдань, не виникали раніше в теорії автоматичного управління. До їхнього числа відноситься опис і представлення в ЕОМ складної зовнішнього середовища, автоматичне планування і виконання комплексу різноманітних дій технічних пристроїв, спрямованих на досягнення заданої мети, організація спілкування людини з ЕОМ мовою, близькою до природного, і ряд інших.
Прогрес в області інформатизації практично всіх сфер діяльності людини, в тому числі в мехатроніці і робототехніці пов'язаний з тим, що частина інтелектуального навантаження беруть на себе комп'ютери. Одним із способів досягти максимального прогресу в цій області, є "штучний інтелект ", коли комп'ютер виконує не тільки однотипні, багаторазово повторювані операції, але і сам зможе навчатися. Крім того, створення повноцінного "штучного інтелекту" відкриває перед людством нові горизонти розвитку виробництва, транспорту, літальних апаратів, медичної і побутової техніки.
Науковий напрямок, в рамках якого вирішуються дані завдання, називають штучним інтелектом.
Мета і завдання дисципліни
Мета - вивчення загальних понять і термінології штучного інтелекту (ШІ) як прикладної науки, архітектури систем ШІ в сучасному виробництві, інструментальних засобів реалізації принципів ШІ в мехатронних і робототехнічних системах, а також придбання елементарних навичок в області автоматизації рішення сложноформалізуемих завдань, які досі вважаються прерогативою людини, в тому числі при проектуванні інтелектуальних систем (ІС) виробничого призначення.
Завдання дисципліни .
ЗНАТИ:
- основні поняття ШІ;
- принципи побудови систем ИИ в техніці;
- моделі та методи подання знань в ІС;
- моделювання нечітких множин, нечітка логіка;
- методи пошуку рішень і відповідні їм реалізації механізму виведення як основи машинного мислення;
- принципи побудови та функціонування експертних систем (ЕС);
- алгоритми розпізнавання образів і ситуацій;
- системи машинного зору;
- нейросистеми
- застосування систем ШІ в мехатроніці.
ВМІТИ:
- побудувати структуру системи ШІ для розв'язуваної технічного завдання;
- сформувати базу знань на основі різних типів представлення знань;
- користуватися методом пошуку в просторі станів і відомості завдань до підзадач при плануванні руху робота;
- побудувати елементарну ЕС для певної предметної області.
Навчальний план . Лек. - 30 ч., лаб. - 16 ч., прим.
Загальні відомості. Проблеми ИИ в робототехніці і мехатроніці
Основні визначення. Під інтелектом будемо розуміти здатність мозку вирішувати завдання шляхом придбання, запам'ятовування і цілеспрямованого перетворення знань у процесі навчання на досвіді і адаптації до різноманітних обставин для виконання функия діяльності.
Інтелект-intelligence - (лат. Intellektus - пізнання, розуміння, розум) -Здатність мислення, раціонального пізнання, розум. Інакше - розумова здатність, розумовий початок у людини.
Раціональне пізнання - відбиття об'єктивної дійсності в уявленнях, судженнях, поняттях.
Розумова здатність - здатність, пов'язана з пошуком рішень, дій чи закономірностей в нестандартних умовах, якщо методи, алгоритми рішення чи дії апріорі не відомі. У нашому курсі під інтелектом будемо розуміти здатність мозку вирішувати завдання шляхом придбання, запам'ятовування і цілеспрямованого перетворення знань у процесі навчання на досвіді і адаптації до різноманітних обставин для виконання функцій діяльності.
ІІ (artificial intelligence - AI) - науковий напрямок, який займається проблемами імітації людського інтелекту в рамках якого будуються теорії і моделі, покликані пояснити і використовувати в технічних системах принципи і механізми інтелектуальної діяльності людини. ІІ - це один з напрямків інформатики, метою якого є розробка програмно-апаратних засобів, що дозволяють користувачеві-непрограмістів ставити і вирішувати свої, традиційно вважаються інтелектуальними завдання, спілкуючись з ЕОМ на обмеженій підмножині природної мови. Інакше і коротше - ІІ це технічна (інформаційна та програмно-апаратна) реалізація деяких інтелектуальних здібностей людини.
ІІ - область комп'ютерних наук, займається дослідженням і автоматизацією розумної поведінки.
Під ІС розуміють адаптивну систему, дозволяє будувати програми доцільної діяльності за рішенням поставлених перед ними завдань на підставі конкретної ситуації, що складається на даний момент часу в навколишньому середовищі.
Додатки:
1. до сфери вирішуваних ІС задач відносяться завдання, що володіють, як правило, такими особливостями:
- в них заздалегідь невідомий алгоритм вирішення завдань;
- в них використовується інформація крім традиційних даних в числовій формі у вигляді зображень, малюнків, знаків, букв, слів, звуків;
- в них передбачається наявність вибору, тобто необхідно зробити вибір між багатьма варіантами в умовах невизначеності.
2. Системи ШІ відрізняються від інших штучних систем, включаючи традиційні комп'ютерні програми тим, що вони використовують знання, а також рядом інших ознак:
- здатністю досягати цілей, змінних в часі;
- здатністю зіставляти, використовувати і перетворювати знання;
- здатністю орієнтуватися в різноманітті спеціальних підсистем, варіюючи їх методи;
- здатністю самостійно планувати ресурси і концентрувати їх у потрібному напрямку;
- можливістю забезпечення інтелектуального інтерфейсу з користувачем і іншими системами.
ІС повинна в наборі фактів розпізнати істотні, ІС здатні з наявних знань і фактів зробити висновки не тільки з використанням дедукції, але і за допомогою аналогії, індукції і т.п. Крім того, ІС повинні бути здатні до самооцінки - володіти рефлексією, тобто засобами для оцінки результатів власної роботи. ІС також повинні вловлювати подібність між наявними фактами.
Потенційні можливості ІС безмежні, однак поки загальної теорії інтелектуальності не існує і не знайдено загальних методів вирішення проблем.
Проблеми ШІ в робототехніці й мехатроніці
1 - Подання знань. Напрямок пов'язаний з формалізацією й поданням знань різними моделями, мовами і діленням знань за типами, а також створення програмних засобів для їх перетворення (поповнення, обробки та т.п.). Тут розглядаються питання придбання знань - їх джерела, процедури і прийоми. Базою служать знання про проблемної області, що зберігаються в пам'яті інтелектуальної системи (ІС).
2 - Оперування, маніпулювання знаннями. Напрямок включає: побудову способів поповнення знань на основі їх неповних описів, системи класифікації знань, що зберігаються в пам'яті ІС; узагальнення знань і формулювання на їх основі абстрактних понять; методи достовірного і правдоподібного виведення на основі наявних знань, моделі міркувань. (1и 2 об'єднує теорія баз знань (БЗ)).
3 - Спілкування. Проблема охоплює: розуміння зв'язкових текстів на природній мові, синтез зв'язних текстів, розуміння мови та її синтез; моделі комунікацій між користувачами та ІС; формування пояснень дій ІС; формування методів побудови лінгвістичних процесорів, які здійснюють переклад текстової інформа...
