Когнитивные нейрологические системы

На базе нейрологических средств могут быть созданы когнитивные системы обработки информации и управления поведением [13].

Сложное поведение динамических объектов можно обеспечить, создавая когнитивные системы на основе описанных здесь нейрологических средств. Эти средства включают обучаемые модули для работы с когнитивными функциями (когнитивные модули) и сети таких модулей для организации когнитивных процессов (когнитивные структуры). Создаваемые на их основе когнитивные системы позволяют накапливать в процессе обучения необходимые знания и выбирать ментальным образом нужные действия при организации целесообразного поведения объектов.

В полной системе управления объектами, в которой не только формируются, но и исполняются поведения, можно выделить в отдельную группу функции управления силовыми приводами (актуаторами) объектов. Они, как и когнитивные функции, тоже могут быть реализованы на обучаемых компонентах. Можно выделить также процессы управления системой актуаторов объектов, которые здесь условно названы актуаторными процессами. По аналогии с когнитивными структурами (КС), можно ввести актуаторные структуры (АС), способные обучаться и реализовать процессы исполнения поведений в системе актуаторов объектов. Эти процессы связаны с отработкой заданий на координированное управление исполнением действий, которые запланированы при реализации поведений.

Системы управления, построенные в соответствии с изложенными принципами, могут в общем случае включать выделенные ветви восприятия информации о среде, генерации поведения (цепочек управляемых действий) с учетом текущей ситуации и координированное исполнение действий. В такой системе при управлении объектом реализуются цепочки преобразований следующего вида:

где М — окружающая среда (мир); С — сенсоры; КСВ — КС восприятия; КСВП — КС выбора поведения; ВП — выбранные поведенческие компоненты; КСВПУ — КС «Восприятие — Поведение — Управление»; КСПУ — КС «Поведение — Управление»; АСКУ — АС координации управления; А — актуаторы; ОУ — объект управления.

Когнитивные и актуаторные структуры, которые входят в состав системы управления, можно строить как сети базовых нейрологических модулей, соединенных прямыми и обратными связями. Каждая КС должна воспринимать цели, ограничения и вырабатывать сигналы селекции поведения в зависимости от текущей ситуации (состояния объекта управления и внешнего мира). На выходах когнитивной структуры формируются сигналы активизации функций управления соответствующего уровня системы управления. Каждая АС должна воспринимать задание на перемещение объекта управления или взаимодействия с другими объектами среды и вырабатывать сигналы управления отдельными актуаторами. Организованные таким образом системы по функциям приближаются к биологическим нервным системам животных или человека.