Системы когнитивного моделирования

В результате изучения материала данной главы студент должен: знать

• • сущность когнитивного моделирования;
• • определение и структуру когнитивной модели;
• • принципы моделирования и сценарии функционирования когнитивной модели;
• • системы когнитивного моделирования; уметь
• • применять когнитивные технологии;
• • формировать когнитивную модель;
• • обеспечивать программную реализацию когнитивной модели; владеть
• • навыками применения когнитивных технологий;
• • навыками программной реализации когнитивной модели.

Сущность когнитивного моделирования

В настоящее время развитие информационных технологий достигло такого уровня, что программными средствами начали моделировать даже социальные отношения (между людьми, группами и т. д.). Кроме того, благодаря глобальным сетям оказалось возможным решать такие задачи, о которых десяток лет назад люди не могли и помышлять. Естественно, для решения этих задач понадобились новые подходы, методы, модели и инструментальные средства. В числе таких задач особенно важное место занимают задачи принятия управленческих решений, находящихся на стыке различных сфер деятельности — экономики, социологии, экологии, безопасности и т. п., которые обусловлены рядом особенностей, присущих этим проблемам:

• • многоаспектностью происходящих в этих сферах процессов (экономических, социальных и т.и.) и их взаимосвязанностью, в силу чего невозможно вычленение и детальное исследование отдельных явлений — все происходящие в них явления должны рассматриваться в совокупности;
• • отсутствием достаточной количественной информации о динамике процессов, что вынуждает переходить к качественному анализу таких процессов;
• • нестационарностью самих процессов, причем характер изменения тех или иных характеристик процессов зачастую неизвестен, что затрудняет построение их количественных моделей.

В силу этих особенностей подобные системы стали называться слабо формализуемыми в отличие от хорошо формализуемых^х. В таких системах часто невозможен традиционный эконометрический (социометрический и т. п.) подход к анализу процессов для выработки комплексных (т.е. затрагивающих различные аспекты исследуемой системы) решений. Для анализа проблем этого типа в качестве основного параметра было предложено понятие фактора. И любая ситуация проблемной области стала описываться совокупностью факторов. Например, под текущей ситуацией понимается состояние слабоструктурированной системы, описываемое множеством значений факторов в рассматриваемый (текущий) момент времени. Под целевой ситуацией понимается состояние системы, описываемое множеством значений целевых факторов в момент времени, соответствующий моменту, когда мы хотели бы иметь (видеть) эту целевую ситуацию. Очевидно, что число факторов для описания ситуации может измеряться десятками. И все они вплетены в паутину меняющихся во времени причин и следствий. Увидеть и осознать логику развития событий на таком многофакторном поле крайне трудно. А ведь постоянно приходится отвечать (часто — незамедлительно) на вопросы тина: «Что нужно сделать (на какие факторы повлиять), чтобы улучшить ситуацию?», «Как изменится ситуация через некоторое конкретное время, если ничего не предпринимать?», «Какие из текущих мероприятий будут эффективнее для достижения поставленной цели?» и пр.

Подчеркнем, что таким образом был предложен переход к описанию состояний предметной (проблемной) области принципиально по-новому — в виде образов ситуаций (начальной, целевой и др.), что естественно для систем искусственного интеллекта. Это потребовало разработки средств не только и не столько для хранения и обработки больших объемов информации, сколько для анализа комплексных проблем нашего времени. Иными словами, возникла потребность в новых инструментах познания (англ. — cognition). Отсюда и возник термин когнитивное моделирование, который используется для обозначения нового перспективного направления психологии (когнитивная психология), а также направления развития систем ИИ (когнитивное моделирование и системно-когнитивный анализ), в которых ставится и решается задача автоматизации некоторых функций, осуществляемых человеком в процессе познания. Очень часто определение^[1]

«когнитивный» отождествляется с понятием «концептуальный», что представляется естественным, так как познание представляет собой концептуализацию {структуризацию). Следовательно, когнитивная структуризация предметной области состоит в выявлении будущих целевых и нежелательных состояний объекта управления и наиболее существенных (базисных) факторов управления и внешней среды, влияющих на переход объекта в эти состояния, а также в установлении на качественном уровне причинно-следственных связей между ними с учетом взаимного влияния факторов друг на друга. Рассмотрим подробнее понятие «когнитивная модель».

• [1] Коврига С. В., Максимов В. И. Указ, соч.; Кулииич А. А. Указ. соч.