Отдел Имитационных систем: Адаптивные системы управления ИТМ и ВТ
  • Main page
  • Главная

  • Main / Главная / Новости /

    17.2.2006: Вышла c нашей статьей книга

    "От моделей поведения к искусственному интеллекту" (под ред. Редько В.Г., ИОНТ РАН)
    Вышла книга "От моделей поведения к искусственному интеллекту". Серия "Науки об искусственном" (под ред. Редько В.Г., ИОНТ РАН). М.: УРСС, 2006. Хорошая книга с большими авторскими статьями по основным интересным подходам в данном направлении.

    В книге есть и наша статья, ее полные реквизиты:

    А. А. Жданов. БИОНИЧЕСКИЙ МЕТОД АВТОНОМНОГО АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ // От моделей поведения к искусственному интеллекту. Серия "Науки об искусственном" (под ред. Редько В.Г.). М.: УРСС, 2006. С.343-385.

    Книга представлена в Интернете, ее можно заказать он-лайн:

    http://edurss.ru/cgi-bin/db.pl?cp=&page=Book&id=28004&lang=Ru&blang=ru&list=130

    Аннотация

    В монографии представлены работы ведущих российских исследователей, размышляющих о проблемах: как строить модели адаптивного поведения живых организмов и как такие модели могут быть использованы в системах искусственного интеллекта. Монография состоит из двух частей: ретроспективной, которая отражает состояние проблемы в 1970-х годах, и современной. В современной части охарактеризовано направление исследований "Адаптивное поведение", основанное на анимат-подходе к искусственному интеллекту. Исследователи аниматов (от англ. animal (животное) и robot: animal + robot = animat) строят модели, реализованные в компьютерной программе или в виде робота, которые применимы к описанию поведения как животного, так и искусственного организма --- анимата. При этом особый акцент делается на интеллектуальные особенности адаптивного поведения, на анализ возможных схем возникновения "интеллекта" естественных и искусственных организмов в усложняющихся внешних средах.

    Книга предназначена для широкого круга читателей и особенно для тех, кто сам хочет включиться в интригующие исследования по проблемам естественного и искусственного интеллекта.

    Оглавление

    I Ретроспектива
    1 П.К.Анохин. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем
    2 М.М.Бонгард, И.С.Лосев, М.С.Смирнов. Проект модели организации поведения -- "ЖИВОТНОЕ"
    3 М.М.Бонгард, И.С.Лосев, В.В.Максимов, М.С.Смирнов. Формальный язык описания ситуаций, использующий понятие связи
    4 И.С.Лосев, В.В.Максимов. О задаче обобщения начальных ситуаций
    5 М.Н.Вайнцвайг, М.П.Полякова. Об одном подходе к проблеме создания искусственного интеллекта
    6 А.И.Самарин. Мобильные роботы и самоорганизация в нейронных структурах -- ретроспективный взгляд

    II Современные исследования
    7 В.Г.Редько. From animal to animat -- направление исследований "адаптивное поведение"
    8 В.А.Непомнящих. Модели автономного поискового поведения
    9 В.Ю.Рощин, А.А.Фролов. Нейросетевая модель выработки пространственной координации на основе сенсомоторного опыта
    10 Д.В.Прохоров. Адаптивные критики и нейронные сети
    11 М.Н.Вайнцвайг, М.П.Полякова. О моделировании мышления
    12 С.В.Корниенко, О.А.Корниенко. Искусственная самоорганизация и коллективный искусственный интеллект: на пути от индивидуума к социуму
    13 А.А.Жданов. Бионический метод автономного адаптивного управления
    14 Л.А.Станкевич. Когнитивный подход к управлению гуманоидными роботами

    Предисловие редактора книги

    Уважаемый читатель!

    Перед Вами коллективная монография ведущих российских исследователей, думающих над проблемами: как строить модели адаптивного поведения живых организмов и как такие модели могут быть использованы в системах искусственного интеллекта.

    Наша монография может рассматриваться как развитие недавно переизданной в настоящей серии книги М.Г.Гаазе-Рапопорта и Д.А.Поспелова "От амебы до робота: модели поведения" (Гаазе-Рапопорт М.Г., Поспелов Д.А. От амебы до робота: модели поведения. М.: Наука, 1987. 2-е изд. М.: УРСС, 2004), которая была провозвестником интересного и перспективного научного направления "Моделирование адаптивного поведения". Первое издание этой книги вышло в 1987 г., а через три года в Париже состоялась первая международная конференция "From Animal to Animat: Simulation of Adaptive Behavior", специально посвященная моделям адаптивного поведения (Meyer J.-A., Wilson S.W. (Eds) From animals to animats. Proceedings of the First International Conference on Simulation of Adaptive Behavior. Cambridge, Massachusetts, London, England: The MIT Press, 1990). Сейчас это направление интенсивно развивается. Исследователи аниматов (от англ. animal (животное) и robot: animal + robot = animat) строят модели, реализованные в компьютерной программе или в виде робота, которые применимы к описанию поведения как животного, так и искусственного организма -- анимата. При этом особый акцент делается на интеллектуальные особенности адаптивного поведения, на анализ возможных схем возникновения "интеллекта" естественных и искусственных организмов в усложняющихся внешних средах.

    В настоящей монографии собраны статьи, представляющие широкий спектр научных дисциплин, методов и идей. Ключевая проблема книги -- как строить системы искусственного интеллекта на основе моделей адаптивного поведения -- обсуждается с разных точек зрения: биологической, "модельерной", синергетической, инженерной.

    Основной подход книги связан именно с адаптивным поведением, с моделями поведения аниматов, автономных агентов. И такой подход к искусственному интеллекту, по-видимому, является наиболее естественным -- ведь интеллект человека сформировался в процессе биологической эволюции, в процессе постепенной эволюции адаптационного потенциала живых организмов к усложняющимся условиям внешней среды.

    Книга состоит из предисловия, двух частей и послесловия. Каждая часть включает в себя несколько глав-статей.

    Начинается монография с ретроспективной части, которая отражает состояние проблемы в 1970-х гг.

    Первая глава содержит статью выдающегося советского нейрофизиолога П.К.Анохина "Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем". Статья посвящена описанию основных идей концептуальной биологической теории функциональных систем и анализу междисциплинарных связей этой теории с математическими и кибернетическими системными исследованиями.

    Далее следует цикл статей из труднодоступного, но примечательного сборника "Моделирование обучения и поведения", посвященного памяти блестящего советского кибернетика М.М.Бонгарда (Моделирование обучения и поведения / Под ред. М.С.Смирнова. М.: Наука, 1975). Основная статья здесь "Проект модели организации поведения -- "ЖИВОТНОЕ"" (авторы М.М.Бонгард, И.С.Лосев, М.С.Смирнов). Статья содержит описание проекта хорошо продуманной модели целенаправленного адаптивного поведения. Этот проект не был реализован в полноценной модели, и заложенные в нем интересные и остроумные идеи еще ждут своего воплощения. Конкретные формальные схемы и подходы к реализации проекта "Животное" обсуждаются в следующих двух статьях "Формальный язык описания ситуаций, использующий понятие связи" (М.М.Бонгард, И.С.Лосев, В.В.Максимов, М.С.Смирнов) и "О задаче обобщения начальных ситуаций" (И.С.Лосев, В.В.Максимов). Кроме того, этот цикл содержит статью М.Н.Вайнцвайга и М.П.Поляковой "Об одном подходе к проблеме создания искусственного интеллекта", в которой предложена и исследована нетривиальная модель формирования "интеллекта в чистом виде", без обычного сенсорного восприятия (на примере людей без слуха и зрения).

    Заканчивается ретроспективная часть статьей А.И.Самарина "Мобильные роботы и самоорганизация в нейронных структурах -- ретроспективный взгляд", которая отражает исследования 1970-х гг. по разработке конструкций систем управления мобильных роботов и анализу процессов самоорганизации в "нервной системе" роботов.

    Часть II "Современные исследования" начинается главой "From Animal to Animat -- направление исследований "адаптивное поведение"" (В.Г.Редько). Эта глава содержит аналитический обзор современных работ в области адаптивного поведения. Особое внимание уделяется исследованиям Массачусетского университета по методу обучения с подкреплением и работам AnimatLab (Париж) по анализу формирования архитектур управления на основе симбиоза 1) индивидуального обучения, 2) онтогенетического развития анимата и 3) эволюционной оптимизации, а также разработкам схем адаптивного поведения на базе теории функциональных систем П.К.Анохина.

    Следующая глава "Модели автономного поискового поведения" (В.А.Непомнящих) излагает подходы к моделированию ранних эволюционных стадий адаптивного поведения, а также собственно разработанные автором модели поискового поведения и результаты их исследования. Проведенный здесь анализ основан на обзоре современных исследований поисковой активности живых организмов и оригинальных биологических работах автора. Исследованные в этой главе модели позволяют предложить схемы и принципы поискового поведения, которые целесообразно использовать при разработках интеллектуальных систем.

    В статье В.Ю.Рощина и А.А.Фролова "Нейросетевая модель выработки пространственной координации на основе сенсомоторного опыта" излагается модель "прединтеллекта" -- процессов формирования обобщенных представлений в мозгу младенца при пространственном восприятии с помощью зрительной и тактильной сенсорной информации.

    Статья Д.В.Прохорова "Адаптивные критики и нейронные сети" содержит краткий обзор нейросетевых адаптивных критиков. Адаптивные критики -- это системы управления модельным организмом, которые содержат специальный блок -- критик, оценивающий качество работы системы управления в целом. Такие системы возникли в результате синтеза идей оптимального управления и методов обучения нейросетей, включая обучение с подкреплением. Системы с критиками входят в семейство методов приближенного динамического программирования или нейродинамического программирования.

    Статья М.Н.Вайнцвайга и М.П.Поляковой "О моделировании мышления" представляет собой достаточно четкую попытку формально выделить ключевые компоненты мышления и интеллекта.

    Следующая глава "Искусственная самоорганизация и коллективный искусственный интеллект: на пути от индивидуума к социуму" (С.В.Корниенко и О.А.Корниенко) содержит яркий и содержательный обзор современных исследований по интеллекту коллектива -- проявлению интеллекта индивидуумов в социуме.

    В главе "Бионический метод автономного адаптивного управления" (А.А.Жданов) предлагается и исследуется оригинальная концепция построения систем адаптивного управления на базе аппарата эмоций. Здесь предложены специальные схемы формальных нейронов и нейронных сетей и построены модели управления адаптивным поведением. Приведены примеры приложений: модель мобильного робота, система управления ориентацией искусственного спутника Земли, активная система управления подвеской автомобиля.

    Статья Л.А.Станкевича "Когнитивный подход к управлению гуманоидными роботами" содержит подробное изложение оригинального подхода к конструированию интеллекта антропоморфных (анатомически подобных человеку) и гуманоидных (подобных человеку по поведению) роботов. Характеризуются первые в России антропоморфные роботы АРНЭ и АРНИ, созданные с участием автора.

    Заканчивается книга послесловием, в котором обсуждаются перспективы будущих исследований.

    Конечно же, сложность обсуждаемых проблем делает идеи, представленные в книге, во многом спорными. Наша книга явно содержит больше вопросов, чем ответов. Тем не менее, представленные обсуждения и исследования уже прошли серьезную апробацию. Большинство статей отражает доклады авторов на ряде всероссийских и международных конференций: "Нейроинформатика" (Москва, 2002--2004), Национальные конференции по искусственному интеллекту (Коломна, 2002; Тверь, 2004), "Интеллектуальные системы" (Геленджик, 2003). Заинтересованный читатель может познакомиться с нашими Интернет-дискуссиями по теме книги, которые шли на конференциях "Нейроинформатика". "Непричесанные" дискуссии представлены на сайтах:

    -- http://www.keldysh.ru/pages/BioCyber/RT/Papers.htm;

    -- http://www.keldysh.ru/pages/BioCyber/Letters/Letters.htm;

    -- http://wsni2003.narod.ru;

    -- http://rtni2003.narod.ru.

    Изложение материала книги достаточно популярно. Некоторые главы содержат серьезные математические обоснования, но мы постарались изложить материал так, чтобы математические формулы не сильно осложняли чтение книги неподготовленному читателю, -- можно просто пропустить математические разделы без особой потери в понимании смысла.

    Книга во многом носит учебный характер, особенно это касается ретроспективной части, в которой излагаются важные методологические подходы к моделированию адаптивного поведения, сложившиеся в 1970-е годы.

    Книга предназначена для широкого круга читателей и, особенно для тех, кто сам хочет включиться в интригующие исследования по проблемам естественного и искусственного интеллекта.



    17.12.2014: предзащита дипломной работы Жданова М.А. на тему «Оптомеханическая биоинспирированная система машинного зрения с нейроподобной системой распознавания».
    Целью дипломной работы являлась разработка биологически инспирированной модели системы зрения и распознавания на основе подвижной оптической системы, рецептивных полей, нейроподобной системы распознавания и обратных связей.


    20.11.2014: Ковалёв С.П., д.ф.-м.н., с.н.с. ИПУ РАН. «Концептуальные и математические основы модельно-ориентированной системной инженерии».
    Модельно-ориентированная системная инженерия (Model-Based Systems Engineering) - это новый подход к разработке и эксплуатации сложных технических изделий.


    13.11.2014: Цыганков В.Д., к.т.н., заместитель директора НИЦ «Кристалл» РАСУ. Тема выступления: «Первое знакомство с виртуальным нейрокомпьютером «Эмбрион»».


    30.10.2014: Бойченко А.В., к.т.н., МЭСИ. Доклад "Причины и особенности информационного общества".


    Copyright © 1995 - 2014 ИТМиВТ РАН