Принцип XI (эволюционная эпистемология решения задач в ИС)

Р1 ТТ ЕЕ Р2 является известной схемой роста знания К. Р. Поппера [10], где Р1 — решаемая проблема ТТ — пробная теория для ее решения, ЕЕ — устранение ошибок и коррекция ТТ после ее применения, а Р2 — вновь возникшая проблема после анализа результатов измененной (и более корректной) ТТ.

Принцип эволюционной эпистемологии для ИС с Рассуждателем, реализующим КПЭрассуждения с машинным обучением [24], может быть представлен следующим образом:

Р^(j)1(БФ)ЕЕ Р^(j)2,.

где ЕЕ — коррекция и расширение БФ и, быть может, выбор другой стратегии для Рассуждателя; Р^(j)2 — новая возникшая проблема, требующая продолжение ИАД в рамках суперпроблемы Р1 (или, быть может, требование перехода к другой суперпроблеме).

Следствием Принципа XI является необходимость включения ИС в реальный процесс исследования, управления или принятия решений, а также открытость БФ, что означает, что ИС является человеко-машинной (партнерской) компьютерной системой.

Основной продукт направления исследований «искусственный интеллект» — компьютерные системы, осуществляющие анализ данных и прогнозирование изучаемых эффектов, представленных в БФ. Имитация способностей (1) — (13), характеризующих интеллект (точнее, его феноменологию) посредством Решателя, является основанием для отнесения таких систем к классу интеллектуальных.

Принципы I — XI могут служить «кодексом интеллектуальности» компьютерной системы. Разумеется, что это отнесение компьютерной системы к классу ИС ограничивает произвол в квалификации компьютерных систем как интеллектуальных.

Из Принципов I — XI вытекают следствия, уточняющие смысл термина «интеллектуальная система».

Следствие 1. ИС должна быть партнерской человеко-машинной системой, способной функционировать как в интерактивном режиме, применяемой к открытым («мирам») предметным областям («мирам»), так и в автономном режиме, применяемой к «замкнутым мирам».

Следствие 2. Принципы I — XI образуют систему концептуальных знаний, управляющую созданием как подсистемы декларативных знаний ИС, так и подсистемы процедурных знаний ИС.

Следствие 3. Следствием Принципов III — VI, X и XI является взаимодействие Решателя, реализующего правдоподобные рассуждения и вычисления (Решатель = Рассуждатель + Вычислитель + Синтезатор), с информационной средой ИС — базой фактов (БФ) и базой знаний (БЗ). В силу открытости БФ и БЗ ИС имеет возможность их коррекции (ЕЕ — схеме роста знания Принципа XI), благодаря этому человеко-машинная система осуществляет адаптацию к изменившемуся состоянию ИС. Это создает возможность сформулировать новую проблему Р2 (в схеме роста знания).

Следовательно, строение и возможности Рассуждателя и Вычислителя компьютерной системы, обладающей Решателем, определяют тип анализа данных в БФ и получение нового знания, включаемого в БЗ. Можно выделить три основных типа Решателей для анализа данных и получения нового знания.

• 1. Решатель= Вычислитель + Синтезатор, Рассуждатель отсутствует, а Вычислитель осуществляет различные процедуры над числовыми данными, Синтезатор же объединяет различные вычислительные методы, реализуемые Вычислителем. Компьютерную систему с таким Решателем будем называть вычислительной.
• 2. Решатель= Рассуждатель + Вычислитель + Синтезатор, где Рассуждатель осуществляет комбинаторные алгоритмы [25], а Синтезатор объединяет вычислительные методы Вычислителя и комбинаторные алгоритмы Рассуждателя. Компьютерную систему с таким Решателем будем называть комбинаторно-вычислительной.
• 3. Решатель= Рассуждатель + Вычислитель + Синтезатор, где Рассуждатель реализует правдоподобные рассуждения, а Синтезатор формирует стратегии решения задач, объединяющие рассуждения, вычисления и комбинаторные алгоритмы. Однако рассуждения являются управляющей процедурой выполняемой стратегии решения задачи, что соответствует способностям (2) — (4), характеризующих интеллект как идеальный тип.

Заметим, что наиболее адекватными для получения нового знания являются КПЭ-рассуждения, характеризуемые утверждениями А1 — А9.

Следствие 4. Из Принципов I — XI вытекает интерпретируемость результатов работы Рассуждателя относительно БФ, где = Рассуждатель (БФ). Эта интерпретируемость основана на Принципах I (цель ИС Р1), II (выделение и характеризация предметной области W), III (адекватность W и Р1, где Р1 — суперпроблема, IV (условие применимости ИС), V (синтез познавательных процедур для интеллектуального анализа данных), VI (фальсифицируемость и аргументируемость [R] - результатов работы Решателя) и X (принцип абдуктивного объяснения результатов ИС) и, наконец, XI (эволюционная эпистемология решения задач в ИС, включающая ЕЕ — коррекцию результатов и исправление ошибок).

Следствие 5. Следствием сформулированных выше Принципов I — XI, согласно которым создаются БФ, БЗ и Решатель, является возможность извлекать из результатов работы ИС не только «образцы», добываемые из данных в смысле «data mining» [11], но порождать гипотезы о закономерностях (в том числе о зависимостях причинно-следственного типа), обнаруженных в расширяемых последовательностях БФ в интерактивном режиме работы ИС.

Уточним теперь понятие интеллектуальной системы (ИС). Компьютерную систему с Решателем типа 3 (Следствие 3), БФ и.

БЗ=,, Г, С будем называть интеллектуальной, если, где = Рассуждатель (БФ).

Пусть — разность множеств и, где [R]=Решатель (БФ), т. е. =. Следовательно, — множество всех результатов Решателя, полученных с использованием Вычислителя. ИС будем называть интегрированной, если .

ИС будем называть гибридной, если исходные данные, представленные в БФ, имеют различные структуры — множества (булевские структуры), графы, системы отношений и т. п. Естественной ИС для поддержки научных исследований является ИС такая, что она — интегрированная, гибридная с исходными данными, содержащими как числовые, так и нечисловые (качественные) параметры.

Таким образом, интегрированной ИС является ИС такая, что результаты работы ее Решателя получены с использованием Рассуждателя и Вычислителя.

ИС осуществляет анализ данных и прогнозирование изучаемых эффектов, представленных в БФ, посредством взаимодействия трех типов знаний — концептуального (в соответствии с Принципами I — XI), декларативного и процедурного.

Выделение ИС как особого класса компьютерных систем оправдано необходимостью имитации и усиления интеллектуальной деятельности человека в различных областях науки, медицины управления, обороны, правовой сферы и образования. ИС необходимы для создания роботов, способных к обучению и рассуждению в связи с наблюдением различных ситуаций [26].

Компьютерные системы с Решателями задач, логическими средствами которых являются системы продукции «если Х, то Y», называются экспертными системами [27]. Экспертные системы, как правило, не содержат подсистем машинного обучения, а их базы знаний формируются для представления знаний и опыта экспертов соответствующей предметной области. Экспертные системы можно считать интеллектуальными системами с ограниченными логическими возможностями [28].