В. М. ТРЕМБАЧ, И. А.ДУКОВ, В. В. ОСИПЕНКО
Московский авиационный институт (государственный технический университет)
СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ПОНЯТИЯМ С ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ ПРОЦЕССА ИХ ФОРМИРОВАНИЯ
В работе рассматривается один из подходов к формированию знаний из примеров. На основе этого подхода разработана демо-версия программы для обучения понятиям с визуализацией процесса их формирования.
К настоящему времени разработаны и используются многие методы приобретения знаний. Это: классификация понятий; алгоритмы Бонгарда, Ханта, Гладуна; формирование понятий по аналогии; система формирования понятий Харьковского института радиоэлектроники, алгоритмы поиска в пространстве понятий; алгоритм ID3; обучение с подкреплением и др. В данной работе для формирования понятий ситуаций используется подход в основе которого использование интегрированной модели представления знаний и взвешивание связей между понятиями [1,2,3,4].
Формирование новых понятий, в этом случае, представляет процесс создания модели новой сущности (ситуации) и включает следующие этапы [4]:
· поступление информации о ситуации;
· анализ поступившей информации;
· формирование имени нового понятия;
· формирование или запрос оценки использования понятия рассматриваемой ситуации;
· усиление весов положительно оцененных связей и уменьшение весов отрицательно оцененных связей;
· анализ весов связей для нового понятия;
· завершение формирования нового понятия.
Для реализации процесса формирования понятий предполагается наличие двух типов памяти. В одной, рабочей, памяти хранятся понятия (модели) сущностей, находящиеся в стадии формирования (апробации) и представляющие собой набор временных понятий. После успешной апробации временные понятия считаются сформированными и хранятся в основной памяти системы. Обучение проводится по уровням путем взвешивания связей [1, 2, 4].
Появление очередной ситуации инициирует проверку: была ли такая ситуация ранее. Если нет, то ей присваивается уникальное имя (пользователем – с учетом содержания ситуации, например, "плохая погода", или системой – символьный код, обеспечивающий уникальность имени и не учитывающий содержание ситуации). Затем происходит оценка полезности связей и увеличение весов связей присутствующих в обучающем примере. При получении сформированного понятия (весовые коэффициенты связей достигли требуемого уровня или вес достоверности понятия перестал изменяться в заданном интервале), описание понятия перемещается из рабочей памяти в основную память системы, откуда может использоваться для формирования решений возникающих задач.
Графический интерфейс позволяет задавать понятия самого нижнего уровня, вводить имена новых понятий, формировать обучающие примеры из понятий различных уровней, изображать в виде графа иерархическую структуру сформированных и формируемых понятий. Процесс формирования новых понятий представляется изменением интенсивности или цвета их новых связей, а активированные вершины графа (понятия) и существующие связи изменяют свой цвет.
Описания сформированных понятий представляются в формате интегрированной модели представления знаний [4] и содержат: имя сущности, предусловие – набор признаков, описывающих возникновение ситуации, постусловие – набор признаков свидетельствующих о наличии ситуации, список имен сущностей нижнего уровня, список имен сущностей верхнего уровня, список имен связей-отношений.
Реализация системы осуществлена с помощью языков программирования высокого уровня.
Список литературы
1. Джонс искусственного интеллекта в приложениях / Пер. с англ. . М.: ДМК Пресс, 20с.
2. Люгер, Джордж, Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем, 4-е издание.:Пер. с англ. М.: Издательский дом "Вильямс", 20с.
3. Трембач обработки информации для построения интеллектуальных информационных систем. // КИИ - 2002. Восьмая национальна я конференция по искусственному интеллекту с международным участием. Сб. науч. тр. В 2 т. М.: Физматлит, 2002. Т.2.
4. Трембач компьютерного представления, формирования и использования знаний в организационно-технических системах // Международная научно - практическая конференция "Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных информационных технологий. Системы управления знаниями". Сб. науч. тр. М., 2005. С. 298-302.
