Робототехника.Фу, Ли, Гонсалес (962794), страница 99
Текст из файла (страница 99)
Одной пз наиболее известных экспертных систем является также система МУС114 [13[, созданная Эдвардом Шортлифом в Станфордском университете в середине 70-х годов. Она является диалоговой системой, диагностирующей виды бактериаль. ной инфекции и рекомендующей терапию пз антибиотиков, МУС1Х выдает экспертную оценку в виде правил «условие— заключение», связывая данные о пациенте с гипотезами об инфекции, и в то же время дает «экспертную достоверность» каждого правила. Она идет от предполагаемых диагнозов, чтобы оценить факторы достоверности заключений, основанные на факторах достоверности их предшественников с целью проверки диагноза. Если для уменьшения числа гипотез не хватает информации, система запрашивает у врача дополнительные данные, исключающие применение всех гипотез. По окончанию работы МУС!5! выдает курс лечения применительно ко всем диагнозам, которые имеют высокую степень достоверности.
Другая основанная на правилах система ц! успешно применялась для разработки конфигураций компьютерных систем ЧАХ па основе заказов потребителей, включающих требование на систему и вспомогательное оборудование. Первая версия К! была разработана Джоном Мак-Дермоттом в 1979 г.
в Университете Карнеги — Меллона для фирмы О!911а( Ейп1ршеп1 Согр, Используя принципы системного подхода, К! разбивает исходную задачу на следующие подзадачи; 1) исправление ошибок в заказе; 2) размещение плат и других компонентов в стойках центрального процессора; 3) размещение модулей в стойках обшей шины и размещение компонентов в модулях; 4) размещение распределительных щитов в стойках общей шины; 5) составление плана расположения (размещения) системы; 6) осуществление проводки кабелей. На каждом шаге разработки конфигурации для дальнейших действий обычно пригодны несколько правил, Из возможных применяемых правил К1 выбирает правило, имеющее наибольшее число предложений ЕСЛИ при условии, что это правило наиболее соответствует текущей ситуации. (Р! написана на языке ОРБ 5, специально предназначенном для обработки производящих правил.) В настоящее время система имеет около 1200 правил для ЧАХ вместе с информацией о нескольких 1000 компонентов ЧАХ.
Вся система имеет около 3000 правил и систему знаний о компонентах РОР-11 н ЧАХ. ььь 10.10.3. Замечания Области применения экспертных систем включаю~ медицинскую диагностику и определение курса лечения, автоматизацию медицинских знаний, интерпретацию химических данных, химический и биологический синтез, разработку нефти и полезных ископаемых, планирование и составление расписаний, интерпретацию сигналов, оценку военной угрозы, тактическое планирование, космическую оборону, угравленпе воздушным движением, анализ целей, СВИС-конструирование, оценку повреждений в различных структурах, диагностику неисправного оборудования, выбор конфигурации компьютерных систем, распознавание речи, консультации с помощью компьютеров, доступ к базам знаний н различного рода управление, планирование н контроль процесса производства и проектирование экспертных систем.
Однако существуют ограничения па использование экспертных систем, Поэтому меняются методы их проектирования и конструирования. Пределы возможностей систем, основанных на правилах, очевидны: пе все знания могут быть структурированы на основе эмпирических ассоциаций. Такие ассоциации ие способствуют выявлению причинных связей и также не соответствуют выдвигаемым на первый план структурам, системам знаний и их функциям. Очень мало экспертных систем, которые содержат знания о гричипности и структуре. Подобные системы перспективны и могут давать правильные ответы достаточно часто, что делает возможным их применение в автономных системах.
Однако они не смогут все-таки заменить человека, Существует тенденция конструировать системы, не основанные на производящих правилах и использующие семантические сети, фреймы и другие структуры представления знаний, часто более пригодные для причинного моделирования. Обеспечивая более соответствующее представление знаний для решения конкретной задачи, эти системы также упрощают процедуру вывода. Некоторые экспертные системы используют подход «черной доски», комбинирование основанных и пе основанных на правилах различных частей системы, для получения решения наилучшим сгособом, причем каждый сегмент программы осуществляет свою собственную экспертизу. может быть основано на соответствующей последовательности реальных действий в реальном рабочем гространстве.
Планирование должно рассматриваться как интеллектуальная функция робота. В конце !97! и начале !9?2 г,г. были предложены два основных подхода к планированию действий робота. Первый подход, типичным представителем которого является система БТР1Р8, заключается в создании для робота универсального планировщика, способного решать задачи в различных рабочих пространствах. Второй подход состоит в выборе определенного рабочего пространства и в написании применительно к нему компьютерной программы решения задач.
Первый подход, годобпый многим другим процессам решения задач в искусственном интеллекте, обычно требует большого объема вычислений для решениа задач, возникающих при функционировании робота в реальном рабочем пространстве, и, следовательно, чрезвычайно трудно реализуем с вычислительной точки зрения. Второй подход имеет общий недостаток, состоящий в том, что для каждых действий робота необходимо писать свой набор программ, что значительно ограничивает гибкость функционирования робота в реальном рабочем пространстве. Помимо планирования задач робота на высоком уровне требуется более подробная количественная информация о рабочем пространстве робота.
Существуюшие методы планирования задач непригодны с вычислительной точки зрения для практических применений в реальном времени. Требуются более мощные и эффективные алгоритмы. Кроме того, для ускорения вычислений и удовлетворения требованиям реального времени могут быть использованы специализированные компьютеры. Планирование действий робота, подразумевающее интеллектуальные действия и способность решения задач, все еще является активной сферой исследований.
Для функционирования робота в реальном времени до сих пор необходимы мощные и эффективные алгоритмы планирования, которые будут реализованы на высокоскоростных специализированных компьютерных системах. Литература 1О,! 1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В этой главе рассмотрены вопросы решения задач планирования применительно к роботам. Планировщик пытается найти путь из начального состояния рабочего пространства робота в конечное состояние. Путь состоит из последовательности операций, считаюшихся элементарными для системы.
Решение задачи Общие вопросы, относящиеся к тематике этой главы, могут быть найдены в работах [13, 216, 2!7, 248]. Материалы равд, 10.2 и 10.3 основаны на работах [308, 309, 216, 3!2], Материалы по равд. 10.4 можно найти в работе [43]. Дополнительную информацию по разд. 10.5 и 10.6 можно найти в работах [78, 248], а по равд. 10.7 в работе [279].
Ранними работами, рассматривающими вопросы планирования задачи робо- ззт Приложение А. ВЕКТОРЫ И МАТРИЦЫ Упражнения (А.1) а=! а!. (А.З) !!а!! л(/а +а' +а ббз том (равд. 10,8 и 10,9), являются работы (5, 61, 77, 267, 281]. Более поздними — работы [55, !44, 247!. Дополнительную информацию по равд. ! О.! 0 можно найти в работах (! 17, 208, 304).
1О.1. Предположилс, что три миссионера и три людоеда собираются пе. реплыть на лодке с одного берега реки на другой. Максимальная вмести. масть лодии 2 человека. Если в любой момент времени число людоедов превзойдет число миссионеров, людоеды начнут есть миссионеров. Предложите компьютерную программу для решения задачи безопасной переправы людей на другой берег„ Указание, Используйте представление пространства состояний и методы поиска, приведенные в равд. 10.2. Пространство состояний можно представить в аиде (ссс„ь Л',), где су„, йс, — соответственно число миссионеров и людоедов на одном из берегов.
Начальным состоянием является (О, О), целевым — (3, 3) и возлсожньслси пролсежуточными состояниями— (О, 1), (О, 2), (О, 3), (1, 1), (2, 2), (3, О), (3, 1), (3, 2). 10.2. Представьте, что вы хотите доказать теорему: «Диагонали параллелограмма делятся в точке пересечения пополам». Используйте граф И/ИЛИ для описания шагов поиска доиазательства. Укажите подграф решения, содержащий доказательство теоремы. 10.3. Представьте следтюшие предложения на языке логики предшсатов. а) Формула, в которой главной связкой является ~, эквивалентна некоторой формуле, в которой главной связкой является ~/.
б) Робот яв.ляется интеллектуальньш, если он может решить задачу, причем, если ее решает человек, ему для этого необходим интеллект. в) Если объект находится иа столе, он не находится на другом объекте. 104. Покажите, как можно представить задачу «Обезьяна и бананы», чтобы система 3ТК1Р8 могла создать план, состоящий из следующих дей. етний: идти к ящику, подвинуть ящик под бананы, влезть на ящак, схватить бананы. Используйте анализ конечных значений в качестве стратегии управления.
!О.б. Покажите, как можно приченить анализ конечных значений для решения задачи планирования действий робота, приведенной в примере в конце равд. 10»Ь Ниже дается обзор основных положений векторного и матрич- ного исчислений. Векторы обозначены полужирными строчными буквами, а матрицы — полужирными прописными буквами. А.1. Скалярные и векторные величины Физические параметры можно разделить на два класса: параметры, которые характеризуются только величиной, и параметры, которые характеризуются величиной и направлением. Параметры, имеющие только величину, называются скаллражи (например, время, масса, плотность, длина, координаты). Скалярная величина обычно записывается в виде действительного числа с соответствующей размерностью, Сравнение скалярных величин можно производить, только если они имеют одинаковую размерность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
