Координационные безусловные рефлексы - его акты согласованной деятельности в некоторых пределах структуры системы. В понятиях теории автоматического регулирования это, по крайней мере, двухконтурная система с комбинированным регулированием как по возмущению, так и по отклонению. Координационные рефлексы дают согласованную реакцию на несколько простых разнородных локальных воздействий.

Интегративные безусловные рефлексы представ­ляют собой синтез координационных рефлексов вместе со структурным обеспечением в комплексные реакции определенного значения. В понятиях теории автомати­ческого регулирования это многоконтурные системы, работающие главным образом на поддержание постоян­ных значений основных регулируемых величин, т.е. системы стабилизации, обеспечивающие уравновешен­ность (устойчивость) системы. Роль интегративных реф­лексов в приспособительной деятельности биологических систем исключительно велика. Она означает переход от локальных реакций системы к ответам как целого обра­зования, что может рассматриваться простейшими ак­тами целесообразного поведения. Интегративные реф­лексы означают переход к качественно новой форме ре­акций на внешние воздействия.

Сложнейшие безусловные рефлексы организуются по некоторым программам из интегратинных рефлексов и составляют некоторые стереотипы действий (поведе­ния). Характерной чертой таких рефлексов является то, что они образуются последовательностью интегративных реакций, при которой завершение предыдущей стиму­лирует начало следующей. Сформировавшееся таким образом поведение определяется как многоконтурное ие­рархическое регулирование высокого порядка, в кото­ром особое значение приобретает состояние системы, на­правляющее стабилизирующую деятельность на уравно­вешивание системы с внешней средой.

Элементарные условные рефлексы состоят в вызы­вании интегративных рефлексов или инстинктивных реакций по сигналам ранее безразличных раздражите­лей, которые приобретают сигнальное значение в ре­зультате индивидуального опыта системы. Принципи­альным отличием условно-рефлекторного уровня управ­ления от всех предыдущих является то, что он не суще­ствует заранее, а образуется индивидуально у каждой системы. Условный рефлекс - ярко выраженная самоор­ганизующаяся система. Специфическая особенность об­ратных связей системы условных рефлексов заключает­ся в том, что они устанавливаются от результатов дейст­вия к сигнальному значению условного раздражителя с положительным знаком - через подкрепление и с отри­цательным знаком - через неподкрепление. Действенность сигнала определяется ступенью вероятности появ­ления вслед за ним безусловного раздражителя. Все это делает условные рефлексы наиболее гибким, самоорга-низующимся и самопрограммирующимся механизмом управления. В понятиях теории автоматического управ­ления это система с самонастройкой программы. В пси­хическом плане элементарные условные рефлексы дают начало ассоциативному способу мышления.

Сложные формы целенаправленной деятельности как уровень управления возникают в результате инте­грации элементарных условных рефлексов и используют аналитика-синтетические механизмы абстрагирования (отвлечения от безусловных подкреплений) сигналов, Это дает возможность более полного и целостного вос­приятия окружающего и более адекватного прогнозиро­вания и программирования поведения. На этом уровне управления основным объектом ответных реакций ста­новится не окружающая среда, а сам управляющий ап­парат (устройство) и выработка новых систем самопро­граммирования часто не проявляется внешними реак­циями. Сложные формы деятельности осуществляются с участием многоярусной системы положительных и от­рицательных обратных связей между механизмами вос­приятия и принятия решения за счет сигналов согласо­вания и рассогласования, сложившихся из прошлого опыта моделей внешнего мира и программ поведения с фактическим состоянием окружающей среды.

В понятиях теория автоматического управления сложные формы деятельности являются наиболее совер­шенными самонастраивающимися системами, которые осуществляют свою оптимизацию путем перестройки организации, т. е. являются самоорганизующимися. Наиболее сложные формы высшей деятельности связаны с синтетическими процессами, на основе которых воз­никают целостные субъективные образы внешнего мира, формируются целенаправленные программы поведения.

Важной особенностью биологических систем явля­ется целенаправленность их функционирования. Если такая система функционирует, то это прежде всего озна­чает, что в ней решается конечное множество задач управления и с определенной точностью обеспечивается достижение целей управления. Под целью управления при этом обычно понимается не просто желаемый результат, а в каком-то смысле оптимальный.

Необходимость достижения той или иной цели в конкретных условиях может быть сформулирована как задача преодоления некоторого противоречия. Управле­ние тесно связано с информационными процессами. Так как акт управления осуществляется воздействием на объект управления, то выбор этого воздействия среди множества возможных происходит на основе информа­ции об их свойствах, а само воздействие обычно имеет характер пускового или задерживающего сигнала. Спо­собность системы к саморегуляции, обеспечивающей адаптивное целесообразное управление, определяется действием обратных связей.

3. Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем

Изучение ИС позволяет сделать попытку сформулировать общие принципы, которые, не являясь доста­точными, отражают необходимые моменты в их органи­зации и функционировании.

1.      Принцип системности.

ИС могут быть только сложными системами, функции всех их элементов должны быть согласованы с назначением системы и их местом в них, а также между собой. Именно взаимная согласованность и взаимозависимость элементов системы обеспечивает целостность и функциональную полноту наиболее совершенных ИС. Это может также приводить к структурной или функциональной избыточности.

2.      Принцип иерархичности.

Сложная иерархиче­ская многоуровневая структура является основой для одновременного протекания множества процессов. Уровень неординарности итогового процесса зависит от ха­рактера совокупности составляющих процессов. Слож­ная совокупность процессов принципиально характери­зуется и сложной структурой. Таким образом, в некото­ром роде уровень сложности системы и ее структуры оп­ределяет и потенциальный уровень ее интеллекта.

3.      Принцип многоканальности.

Получение согласо­ванных с обстоятельствами и средой решений различ­ных задач основывается на информации, получаемой извне по многим каналам и работающим на различных физических принципах, что позволяет иметь разнород­ную характеристику специальных свойств объектов сре­ды. Комплексирование информационных данных позво­ляет иметь более объективную и более полную картину о происходящих процессах. Разнородная информация, по­лучаемая по разным каналам, обрабатывается примерно за одинаковое минимально возможное время. Нагляд­ность этого принципа характеризует следующий факт. Человек способен решать различного рода опознаватель­ные задачи за доли секунды, а зрительная система чело­века несомненно работает как параллельное устройство, Параллельная обработка как зрительной информации, так и поступающей в мозг человека от других органов чувств, дозволяет реализовать инвариантное опознава­ние объектов.

4.      Принцип адаптивности.

Принцип адаптивности предполагает наличие у ИС потенциальных возможно­стей улучшения работы: в условиях априорной и текущей неопределенности на основе обучения на опыте. Особая роль при этом принадлежит элементам системы- реализующим память. Адаптация может происходить путем самонастройки, самообучения или самоорганиза­ции. Адаптивные способности могут определяться объе­мом информации (памятью) системы и потребными за­тратами времени на ее обработку.

5.      Принцип взаимности функциональных и структурных свойств.

Естественно, что назначение системы, ее функции непосредственно влияют на структуру сис­темы. Однако и структура системы должна способство­вать наиболее полной реализации функций.

6.      Принцип эквифивальности.

Этот принцип пред­полагает наличие у системы множества взаимосогласо­ванных последовательностей реакций на определенные внешние воздействия, приводящих к одному и тому же практически полезному результату.

7.      Принцип динамического самопрограммирования.

Самая замечательная особенность нервного управления, наиболее ярко выраженная в целеустремленном творче­ском разуме человека, заключается в способности на ос­новании разнообразного анализа ситуаций мгновенно создавать сложнейшие и вместе с тем оптимальные про­граммы деятельности, которые непрерывно перестраи­ваются и корректируются с учетом прошлых событий, текущей действительности и прогнозирования будущего. Уже образование элементарного условного рефлекса представляет собой выработку новой программы поведе­ния. Усложнение условных рефлексов означает все более высокую самоорганизацию поведенческих программ. В кибернетическом смысле основная функция высшей нервной деятельности состоит в динамическом поведении самопрограммирования.

4. Интеллектуальные системы управления с искусственным интеллектом для комплексов

Всевозможные сложные научно-технические и про­изводственные устройства и установки, автоматические или функционирующие путем взаимодействия с челове­ком (автоматизированные), предназначенные для реше­ния специальных задач, будем называть техническими комплексами (ТК).

Целенаправленное функционирование любого ТК предполагает некоторое управление им. Основным зве­ном системы управления (СУ) большинства современных ТК в настоящее время является человек, так как за ним остается право принятия решений. Научно-технический прогресс, все более усложняя ТК и расширяя перечень решаемых ими задач, выдвинул на передний план та­кие потребные возможности, для выполнения которых превышаются естественные возможности человека. Ис­тория развития техники показывает, что прогресс в ука­занных условиях можно обеспечить на пути повышения степени автоматизации ТК, т.е. при условии переложе­ния части (или вcex) функций с человека на технику. Только таким образом можно исключить несоответствие между потребными и располагаемыми человеком воз­можностями. Однако при этом возникают принципиаль­ные трудности, связанные с необходимостью автомати­зации интеллектуальных функций человека, условия реализации которых являются в значительной степени неопределенными, неполными и противоречивыми, быстроизменяющимися. Отсюда следует, что дальнейший прогресс в развитии техники ставит вопрос об использо­вании ИИ в сложных ТК, т.е. рассмотрении вопроса о создании ИСУ для ТК.

Страницы: 1, 2, 3