Обмен информацией между двумя интеллектуальными системами

Содержание:
• Цели исследования
• Исследование
  • Терминология
  • Формулировка задач
  • Построение формализованного процесса обмена информацией между двумя интеллектуальными системами
• Результаты исследования
• Выводы
• Перечень новых вопросов возникших в результате исследования
• Перечень новых исследований

• Цели исследования
  • Сформулировать ответы на следующие вопросы:
    • Что такое интеллект?
    • Что такое интеллектуальная система?
    • Что такое информация?
    • Как информация отображается внутри интеллектуальной системы?
    • Что является средством передачи информации интеллектуальными системами?
    • Что такое естественный язык общения?
    • Что такое фрагмент реальности?
  • Разработать формализованный процесс обмена информацией между двумя интеллектуальными системами
• Исследование
  • Терминология
  • Что такое интеллект?

  Происходит от лат. intellectus - разумение, понимание, постижение, ум. Вот несколько традиционных определений понятия интеллект:

  • Интеллект — общая мыслительная способность, позволяющая преодолевать трудности в новых ситуациях.
  • Интеллект — относительно устойчивая структура умственных способностей индивида.
  • Интеллект — 1) общая способность к познанию и решению проблем, определяющая успешность любой деятельности и лежащая в основе др. способность; 2) система всех познавательных (когнитивных) способностей индивида: ощущения, восприятия, памяти, представления, мышления, воображения; 3) способность к решению проблем без проб и ошибок «в уме» (см. Инсайт). Понятие интеллект, как общая умственная способность применяется в качестве обобщения поведенческих характеристик, связанных с успешной адаптацией к новым жизненным задачам.
  • Интеллект — качество психики, состоящее из способности приспосабливаться к новым ситуациям, способности к обучению и запоминанию на основе опыта, пониманию и применению абстрактных концепций, и использованию своих знаний для управления окружающей человека средой. Общая способность к познанию и решению проблем, которая объединяет все познавательные способности: ощущение, восприятие, память, представление, мышление, воображение, а также внимание, волю и рефлексию.(Википедия)

  Понятие 'способность' предполагает не сущность , а определение некоторого процесса (действия), который является присущим свойством некоторой сущности (например способность 'летать' является свойством сущности 'птица' и можно выразить мысль 'птица летает'). Попробуем теперь по аналогии с вышесказанным примером сказать про 'интеллект' и 'человек': способность 'интеллект' является свойством сущности 'человек' к познанию и решению проблем ... и т.д. Тогда понятие 'интеллект' должно ассоциироваться у нас с названием действия или процесса, или с их наборами. Но тогда употребление понятия уровня интеллекта соответствует понятию уровень способностей человека, но способностей у человека много и многие из них не относятся к интеллекту.Можно предположить что интеллект - название некоторого множества способностей человека. Множество способностей человека другими словами можно назвать системой выполняющей некоторый набор процессов (действий).
  В результате мы имеем следующее определение:
  Интеллект это система выполняющая некоторый набор процессов (действий).

  Если присмотреться внимательно к представленному определению, то можно сказать, что система у которой есть некоторый набор процессов является интеллектом. Таким образом наличие определенного набора процессов (действий) в системе делает её интеллектом. Возникает вопрос - Какие процессы (действия) должны входить в интеллект?

  Мы предлагаем 6 процессов , которые на наш взгляд должны присутствовать в интеллекте:
  • Самообучение это процесс, который позволяет системе запоминать все внешние воздействия окружающей среды для дальнейшего использования их в своей деятельности.
  • Самоадаптация это процесс, который позволяет системе строить модель внешней среды во внутреннем представлении и, по определенным в нем целям, ищет оптимальные реакции на воздействия среды обитания.
  • Самоорганизация это процесс, который позволяет системе , на основании знания о своем составе описанном во внутреннем информационном пространстве, изменять свою структуру в соответствии с заложенными в него же целями.
  • Самомотивация это процесс, который позволяет системе изменять стоящие перед ней цели и генерировать новые. Другими словами, процесс целеполагания (самомотивации) является частью самоорганизации и способен к изменению, как и любая часть системы, самой системой.
  • Саморазвитие это процесс общей оценки на основе самообучения, самоорганизации,самомотивации, самоадаптации внутренних изменений и внутренних состояний системы, который приводит к запуску запоминания или удаления результатов изменений внутреннего описания этих процессов.
  • Самосознание это процесс управления и взаимодействия процессов самообучения, самоадаптации, самоорганизации, самомотивации, саморазвития.

  Теперь мы можем сформулировать определение понятия интеллект в полном объеме.
  Интеллект это система с пятью свойствами: самообучения, самоадаптация, самоорганизация, самомотивация, саморазвития.

  В настоящей статье мы не будем рассматривать вопрос о необходимости и достаточности наличия этих свойств для интеллекта. Эта тема для отдельного исследования.
  • Что такое интеллектуальная система?

  Интеллектуальная система это любая система у которой есть пять отличительных свойств: самообучения, самоадаптация, самоорганизация, самомотивация, саморазвития.

  • Что такое информация?

  Происходит от лат. informatio - сведение, разъяснение, ознакомление. Вот несколько традиционных определений понятия информация:

  • Информация — любые сведения, принимаемые и передаваемые, сохраняемые различными источниками. Информация - это вся совокупность сведений об окружающем нас мире, о всевозможных протекающих в нем процессах, которые могут быть восприняты живыми организмами, электронными машинами и другими информационными системами.
  • Информация — значимые сведения о чём-либо, когда форма их представления также является информацией, то есть имеет форматирующую функцию в соответствии с собственной природой.
  • Информация — все то, чем могут быть дополнены наши знания и предположения.
  • Информация — сведения независимо от формы их представления.(Википедия)
  • Как информация отображается внутри интеллектуальной системы?
  • Что является средством передачи информации интеллектуальными системами?
  • Что такое естественный язык общения?

  Естественный язык это язык, используемый для общения людей и не созданный искусственно (в отличие от искусственных языков). Естественный язык возник для закрепления и передачи накопленной информации в процессе общения между людьми. Он выступает носителем многовековой культуры и неотделим от истории народа, владеющего им. Словарь и грамматические правила естественного языка определяются практикой применения и не всегда бывают формально зафиксированы.
  Свойства естественного языка:

  • неограниченная семантическая мощность - принципиальная безграничность ноэтического поля языка, способность к передаче информации относительно любой области наблюдаемых или воображаемых фактов;
  • эволютивность - неограниченная способность к бесконечному развитию и модификациям;
  • манифестируемость в речи - проявление языка в виде речи, понимаемой как конкретное говорение, протекающее во времени и облечённое в звуковую или письменную форму;
  • этничность - неотъемлемая и двусторонняя связь языка с этносом.
  Существенным свойством языка является его двойственность, находящая своё выражение в существовании следующих языковых антиномий:
  • антиномия объективного и субъективного в языке;
  • антиномия языка как деятельности и как продукта деятельности;
  • антиномия устойчивости и изменчивости в языке;
  • антиномия идеального и материального характера языка;
  • антиномия онтологического и гносеологического характера языка;
  • антиномия континуального и дискретного характера языка;
  • антиномия языка как явления природы и артефакта;
  • антиномия индивидуального и коллективного в языке.
  • Что такое фрегмент реальности?

  Фрагмент реальности это факт, явление, история происходящий в некотором месте реальности в течении некоторого времени. Фрагмент реальности может быть описан при помощи естественного языка. Кроме этого он может быть отображен во внутреннем представлении интеллектуальной системы в виде информационных объектах.

  • Формулировка задачи

    Перед нами стоит задача построить формализованный процесс обмена информацией между двумя интеллектуальными системами. С чего начать? Прежде всего опишем внешнюю сторону этого процесса , как она видится стороннему наблюдателю. Итак дано: две интеллектуальные системы (например 2 человека) который в дальнейшем изложении мы будем называть Информатор и Слушатель , их названия соответствуют роли в рассматриваемом процессе, Информатор - источник информации, а Слушатель - приемник. Одна интеллектуальная система (Информатор) должна передать другой интеллектуальной системе (Слушателю) информацию о некотором фрагменте реальности. Информация об этом фрагменте находится в памяти Информатора. Информация будет передаваться по некоторому коммуникационному каналу (например: речь->слух или текст->зрение). Кроме канала передачи должен быть и метод передачи информации по этому кналу. В качестве метода передачи может выступать естественный язык общения между людьми. Для того, чтобы информация о фрагменте реальности из памяти Информатора попала в память Слушателя необходимо наличие у обоих участников процесса определенных свойств. Рассмотрим эти свойства.

    • Требования к свойствам системы:
      • Наличие памяти
      • Наличие процесса запоминания в память отображения произвольных фрагментов реальности
      • Наличие процесса получения информации из памяти по произвольному запросу
      • Наличие в памяти множества фрагментов реальности как единого, непротиворечивого, достоверного, целого отображения реальности
      • Наличие инфраструктуры способной передавать/принимать информацию через коммуникационный канал
      • Наличие процесса самообучения
      • Наличие процесса самоадаптации
      • Наличие процесса самомотивации
      • Наличие процесса самоорганизации
      • Наличие процесса саморазвития
      • Наличие процесса самосознания
    Кроме требований к свойствам необходимо установить требования к единому, непротиворечивому, достоверному, целостному отображению реальности в памяти системы.
    • Требования к отображению реальности в памяти систем:
      • Содержать отображение структуры всей системы и всех процессов внутри неё, как один из фрагментов реальности
      • Содержать отображение коммуникационного канала
      • Содержать отображение метода передачи информации (естественного языка)

  • Построение формализованного процесса обмена информацией между двумя интеллектуальными системами

    Основной целью настоящего исследования является формализация процесса передачи информации между двумя интеллектуальными системами. Для его постороения необходимо формализовать саму интеллектуальную систему и метод передачи информации (язык общения). Прежде чем сторить строго формализованное описание попробуем простыми словами составить логически непротиворичивую и по возможности полную картину этого процесса.

    Картину будем строить на примере звукового обмена между двумя людьми при помощи слов. Один человек (Информатор) говорит второму человеку (Слушателю) фразу "мама мыла раму". Что происходит у слушателя? Слушатель, воспринимает фразу через слух. Разделяет её на слова. Узнает каждое слово. Если он не узнает слова, то делает вывод о том, что фраза для него не имеет смысла. Затем он строит в своей голове виртуальную сцену , на которой отображается полученный фрагмент реальности. Происходит анализ построенной сцены на предмет её соответствия тем данным, которые уже есть в памяти слушателя. Эти данные отображают фрагменты реальности из которых складывается представление слушателя о всей реальности. Если анализ приводит к отрицательному результату, то фраза для него не имеет смысла. В противном случае на внутренней сцене остается наполненный смыслом фрагмент реальности который может быть использован по усмотрению слушателя.

    Картину описанную выше мы видим каждую минуту в своей жизни, мы её используем. Следовательно, мы можем взять её за основу рассуждений. Какие полезные сведения для посторения формализованного процесса обмена мы можем извлечь из этой картины.

    • интеллектуальная система должна иметь сознание;
    • интеллектуальная система должна иметь виртуальную сцену;
    • интеллектуальная система должна иметь память в которой храниться информация и которая становится доступной для сознания по первому требованию;
    • память должна содержать слова ;
    • интеллектуальная система должна иметь анализатор , который наполняет смыслом набор слов и превращает их в описание фрагмента реальности.

    Попробуем определить требования к правилам с помощью которых из набора слов составляется отображение фрагмента реальности на виртуальную сцену. Для этого сначала определим требования к словам (понятиям) с помощью которых отображенися части фрагмента реальности.

    • Требование к словам для отображения сущности.
    • Требования к словам для отображения действий
    • Требования к словам для отображения места действий (положение в пространстве)
    • Требования к словам для отображения времени действий(положение во времени).
    • Требования к словам для отображения свойств сущностей.
    • Требования к словам для отображения количества сущностей.
    • Требования к словам для отображения взаимоположения сущностей.
    • Требования к словам для отображения состава сущностей.
    • Требования к словам для отображения указателей на сущности.
    • Требования к словам для отображения приказа.
    Будем называть их требованиями к отображению составляющих частей фрагмента реальности. Для выполнения требований к отображению необходимо для каждого из них определить набор слов (понятий), а так-же прравила употребления. В настоящем контексте правилом употребления будем называть правила написания или сочетания слов в фразе описывающей фрагмент реальности. Прежде чем переходить к анализу правил по каторым формируются указанные наборы слов, наполним смыслом понятия сознание и виртуальная сцена интеллектуальной системы. Сознание это исполнитель определенного выше процесса самосознания.Это часть интеллектуальной системы. Виртуальная сцена это информационный объект внутри интеллектуальной системы , который используется для отображения фрагментов реальности и является составной частью инфраструктуры сознания. Итак, на виртуальную сцену интеллектуальной системы помещается отображение фрагмента реальности сотавленное из слов (понятий). Далее анализатор должен провести анализ этой сценой на предмет наличия в ней смысла. В данном контексте понятие смысл определяется как положительный результат процесса соотношения отображения фрагмента реальности на виртуальной сцене с правилами его построения из памяти. Для того , чтобы понимать какие правила должны храниться в памяти (с целью формализовать эти правила), разберем что же мы хотим иметь на виртуальной сцене. Фрагмент реальности должен отвечать на ряд вопросов.
    • Кто (что) осуществляет действие - назовем эту сущность агентом действия?
    • Какими свойствами обладает агент действия?
    • Какое действие осуществляет агент?
    • Какие свойства осуществляемого действия?
    • Когда осуществляется действие - время действия?
    • Где осуществляется действие - место действия?
    • Какими свойствами обладает место действия?
    • Над кем (чем) осуществляется действие - назовем эту сущность клиентом действия?
    • Какими свойствами обладает клиент действия?
    • Кем(чем) осуществляется действие агент - назовем эту сущность орудием действия?
    • Какими свойствами обладает орудие действия?
    Можно предположить, что этим набором вопросов мы покрываем всё многообразие фрагментов реальности. Для выполнения требований к отображению введем следующие правила:
    • Отображение сущностей:
    Любую сущность можно отобразить словом - существительным.
    • Отображение действий:
    Любое действие можно отобразить словом - глаголом.
    • Отображение места действия (положение в пространстве)
    • Отображение времени действий(положение во времени).
    • Отображение свойств сущностей.
    • Отображение количества сущностей.
    Количество отображается словами - числительными
    • Отображение взаимоположения сущностей в пространстве.
    Взаимоположени сущностей друг относительно друга отображается с помощью предлогов в, за, на, над, под, внутри, снаружи, спереди, сзади, сверху, снизу, у, вне, из-под, между, перед, пред,переде, предо, среди, близ, около, рядом,
    • Отображение состава сущностей.
    • Отображение указателей на сущности.
    Для начала определим, что такое информация. Под информацией будем понимать информационный объект отображающий фрагмент реальности определенный в пространстве и времени. Этот информационный объект в дальнейшем изложении будем называть ДАКТ (производное от Действие-АКТ). Дакт призван отобразить фрагмент реальности (существование области реальности в определенном промежутке времени) в виде информационного объекта. Для формализованного представления ДАКТа будем использовать правила ВИПРОС.
    Кроме этого предполагаем, что будет разработана система позволяющая переводить любое описание фрагмента реальности на естественном языке в ДАКТ и наоборот. Эту систему будем называть семантическим анализатором.
    Для описания любого процесса необходимо:
    • определить терминологию предметной области;
    • описать инфраструктуру процесса (его исполнителя);
    • составить алгоритм выполнения процесса на определенной инфраструктуре (исполнителе);

    1. Терминология интеллектуального обмена

    За основу определения терминов возьмем процесс описанный в статье "Понятия и Терминология".
    Для начала определим участников процесса.

    • Информация это информационный объект отображающий фрагмент реальности определенный в пространстве и времени;
    • Информатор это интеллектуальная система, которая передает информацию;
    • Слушатель это интеллектуальная система, которая принимает информацию;
    • Реальность это внешняя среда, всё что вокруг Информатора и Слушателя;
    • Фрагмент реальности это факт, явление, история происходящий в некотором месте реальности в течении некоторого времени;
    • Память это место хранения информационной модели реальности для Информатора и Слушателя (для каждого своя);
    • Сущность реальности это часть реальности;
    • Интеллект это система с 5 свойствами (самообучающаяся,самоадаптирующаяся,самоорганизующаяся,самомотивирующаяся,саморазвивающаяся);
    • Интеллектуальная сущность это синоним понятию интеллект;
    • Интеллектуальная система это синоним понятию интеллект;
    • ДАКТ это информационный объект отображающий фрагмент реальности определенный в пространстве и времени;
    • Внутренняя информационная модель реальности это отображение реальности в памяти интеллектуальной системы в виде непротеворечивого, достоверного, целостного множества информационных объектов.
    • Смысл это положительный результат процесса перевода фразы с естественного языка в внутреннюю информационную модель фрагмента ральности (безсмыслица - это отрицательный результат этого процесса);
    • Истина это положительный результат процесса соотношения непротиворечивости полученного нового фрагмента реальности со всей внутренней информационной моделью ральности (ложь - отрицательный результат этого процесса);
    Далее дадим определения для понятий с помощью которых будем формализовывать ДАКТ.
    • Агент это понятие обозначающее сущность совершающая действие ДАКТа;
    • Клиент это понятие обозначающее сущность над которым совершается действие;
    • Действие это понятие обозначающее изменение Агентом Клиента в пространстве и времени;
    • Описание Агента это понятия обозначающие набор свойств Агента;
    • Описание Клиента это понятия обозначающие набор свойств Клиента;
    • Описание Действия это понятия обозначающие набор свойств Действия;
    • Внутренняя сцена это сложный информационный объект построенный интеллектуальной системой внутри себя с отображением фрагмента реальности, на котором в текущий момент времени фокусируется работа системы (другими словами можно обозначить её как оперативное пространство с текущим сотоянием действий системы);

    2. Инфраструктура интеллектуального обмена

    Интеллектуальный обмен предполагает наличие следующих участников:

    • Информатора - как сущности передающей информацию;
    • Слушателя - как сущности принимающей информацию;
    • Реальности - как объекта для отображения во внутренних представлениях Информатора и Слушателя ;
    • Естественного языка - как набора правил понятных для Информатора и Слушателя для передачи информации;
    • Коммуникационого канала - как сущности реальности способной осуществлять передачу информации от Информатора к Слушателю;
    Кроме этого нужно отдельно выделить память Информатора и память Слушателя. Они играют важную роль в процессе интеллектуального обмена. Информатора и Слушателя можно рассматривать как алгоритмы , а их память как данные для этих алгоритмов. В качестве коммуникационного канала в процессе обмена выступает звук и изображение.

    3. Алгоритм интеллектуального обмена

    Как работает процесс (общее представление).
    Задача.
    Информатор должен передать Слушателю описание фрагмента реальности , которого Слушатель никогда не видел и не ощущал.
    Для передачи используются фразы на естественнном языке, правила которого известны и Информатору и Слушателю.
    ПРИМЕРЫ:
    

    • Мама мыла раму;
    • Косил косой косой косой косой косогор;
    • Что такое смысл;
    • Покажи время.
    
    Для передачи Информатор должен иметь в своей памяти информационное отображение этого фрагмента. Информационное отображение фрагмента реальности в памяти Информатора соответствует его внутренней модели реальности.
    Передача информационной модели фрагмента реальности от Информатора (в дальнейшем ИМФР Информатора)(из его памяти) к Слушателю (в дальнейшем ИМФР Слушателя)(в его память) происходит так:
    • перевод Информатором ИМФР Информатора в фразу на естественнный язык;
    • передачу фразы на естественном языке от Информатора к Слушателю;
    • перевод Слушателем фразы с естественного языка в ИМФР Слушателя.
    Казалось бы что на этом всё, но не так быстро. Если с процессом перевода ИМФР Информатора на естественный язык всё понятно, то с переводом фразы естественного языка в ИМФР Слушателя есть вопросы.
    • Пришедшая фраза не имеет смысла для Слушателя;
    • Смысл есть, но полученный ИМФР Слушателя противоречит внутренней информационной модели реальности Слушателя;
    Понятно, что в первом случае никакой передачи информации не происходит.
    Второй вариант предполагает сложное поведение Слушателя.
    Итак алгоритм интеллектуального обмена мы будем строить только для Слушателя, так как Слушатель может стать Информатором, а Информатор Слушателем.
    Задача Информатора в интеллектуальном обмене передать некоторую информацию Слушателю. Для этого он должен уметь представить информацию в виде фразы на естественном языке. У Слушателя более сложная задача чем у Информатора. Он должен не только принять, расшифровать информацию ,но и присоединить её к своим знаниям(присоеденить к непротиворечивому, достаточному, целостному отображению реальности в своей памяти).
    Алгоритм интеллектуального обмена (Слушатель)
    
    • Принимается фраза на естественном языке (обращение);
    • Обращение переводится в ДАКТ;
    • ДАКТ проверяется на смысл;
    • Если смысла нет- реакция на бессмысленное обращение;
    • ДАКТ проверяется на непротиворечивость внутренней модели реальности (результат - оценка истинности фрагмента);
    • Если оценка истинности выше порога запрета деятельности происходит обработка обращения;
    Алгоритм обработки обращения:
    
    • Ожидание обращения;
    • Получение обращения;
    • Определяется тип обращения;
    • Если тип обращения "действие" - команда на выполнение действия (выполняется действие -> Ожидание обращения);
    • Если тип обращения "вопрос" (формируется внутреннее обращение "действие" с параметрами поиска ответа на вопрос->передача обращения "действие" Слушателю(самому себе)->Ожидание обращения);
    • Если тип обращение "описание" строится (дополняется) внутренняя сцена (алгоритм построения внутренней сцены отображения фрагмента реальности);

    В описанном формализованном процессе обмена информации нет подробного описания, как реагирует Слушатель на распознанные обращения. Это не является предметом настоящего исследования. Этому вопросу будет посвящено отдельное исследование, целью которого станет разработка алгоритма реакции интеллектуальной системы на распознанное обращение.

• Результаты исследования
• Выводы
• Перечень новых вопросов возникших в результате исследования
  • Является ли наличие 5 свойств необходимым и достаточным признаком интеллекта?
  • Как переводится описание фрагмента реальности с естественного языка во внутреннее представление интеллектуальной системы?
  • Как строится внутренняя информационная модель реальности на основе фрагментов реальности?
• Перечень новых исследований
  • Реакция интеллектуальной системы на распознанное обращение
  • Перевод фрагмента реальности с естественного языка в ДАКТ
  • Определение понятий
  • Сущности реальности
  • Процесс самообучение интеллектуальной системы
  • Процесс самоадаптации интеллектуальной системы
  • Процесс самомотивации интеллектуальной системы
  • Процесс самоорганизации интеллектуальной системы
  • Процесс саморазвития интеллектуальной системы