Изкуствен интелект

Изкуственият интелект е раздел на информатиката, в който се изучават методите и средствата за представяне и използване на знания и приложението им при решаване на трудно формализуеми задачи. Разглеждат се два вида знания — декларативни и процедурни. Декларативните знания от своя страна може да бъдат факти и правила. Фактите съдържат информация за конкретен обект или събитие. Правилата задават логически връзки, зависимости между отделни факти или групи от факти. Процедурните знания представляват предписателна информация за протичането на даден процес —- отделните стъпки и последователността, в която те се извършват. Основните направления в изкуствения интелект са следните:

1. Изучаване същността на знанията и създаване на адекватни схеми за формалното им представяне. Такива напр. са: асоциативни мрежи — за моделиране на низшите равнища на познавателните процеси (възприятие, запаметяване); семантични мрежи — за представяне на обекти, техни свойства и връзки; фреймове — за представяне на стереотипни ситуации; системи продукции — за представяне на знания от „рефлекторен“ тип [ситуация] — [действие]; предикатно смятане — формализъм от математическата логика, който служи за представяне на твърдения.

Програма на Лисп за съпоставяне
с образец:

(define (match р d)
(cond
((and (null p)(null d))t)
((or (null p) (null d))nil)
((or (equal(car p)1?)
(equal (car p)(car d)))
(match (cdr p)(cdr d)))
((equal (car p)1* )
(cond
((match (cdr p)d))
((match (cdr p)(cdr d)))
((match p (cdr d)))))))

Програма на Пролог за
съпоставяне с образец:

match ([J,[J).
match (E?:T],[ -:T1 J);- match (T,T1).
match([H:T], [H:T1 ]): – match (T,T1).
match([* :T],L):- match(T,L).
match([* :T],[- :T1 ]);match([* :T]T1).

2. Разработване на инструментални средства на изкуствения интелект — езици за програмиране, които съответстват на поставените задачи. Най-голямо приложение намират езиците Лисп (Lisp) за обработка на списъчни структури и Пролог (Prolog) за задачи от логически характер. Системите за програмиране в областта на изкуствения интелект включват и други инструментални средства, като системи за представяне на знания от определен вид, празни експертни системи й др.

3. Автоматичен синтез на програми по зададени спецификации на входните данни, изходните резултати и връзките между тях, т. е. получаване на определени процедурни знания (програми), които съответстват на зададени декларативни знания (напр. функции).

4. Автоматично доказателство на теореми — по зададено множество от аксиоми и множество от правила за извод да се изведат нови верни твърдения.

Представяне на знания чрез семантични мрежи
Представяне на знания чрез семантични мрежи

5. Обработване на текстове на естествен език — смислово интерпретиране на текстове на даден естествен език и представяне на извлечената информация съгласно с някаква формална схема, а също така и обратната задача — представяне на определени знания чрез текст на естествен език. Типични приложни задачи са: машинен превод от един естествен език на друг; реализиране на естествен езиков диалог между потребители и автоматизирани информационни системи; анализ на реч.

6. Компютърно зрение — смислова интерпретация на изображения и съответно представяне на извлечената информация.

7. Експертни системи — формално представяне на знанията в дадена тясна предметна област и използването им при вземане на решения. Експертните системи служат като „консултанти“ при решаването на редица класификационни задачи. Типична форма за представяне на знанията в експертните системи са системите продукции. Едни от първите експертни системи са МАЙСИН (MYCIN) u ПРОСПЕКТОР (PROSPECTOR). Първата се използва за медицинска диагностика, а втората — при геоложки проучвания.

Представяне на знания чрез фреймове
Представяне на знания чрез фреймове

8. Моделиране на познавателните процеси на човека — възниква на границата между информатиката и психологията на познавателните процеси. Изследва адекватността на формалните схеми за представяне на знания по отношение на реалните данни за познавателната дейност на хората, получени чрез методите на психологията.