Итак, располагая знаниями о данных на входе управляющей системы и реакциях на каждую ситуацию, получаем таблицу. В одном столбце, так называемом запросном поле, — векторситуация, в другом, ответном поле, — принимаемое решение. Такая идея ситуационного управления высказана Д.А. Поспеловым еще в 1970х годах.
Для ее воплощения можно использовать технологии построения ассоциативной памяти, столь широко используемой в современных вычислительных системах. Если между ситуациями ввести операции отношения, то можно построить операции вида «найти ближайшую величину слева (справа)», «найти ближайшие включающие границы» и т.д. Идея ассоциативной ЭВМ давно реализована, например, в STARAN [17] в 1977 г.
На основе вышесказанного строится самообучающаяся система, в режиме обучения дополняющая базу знаний (ту самую таблицу в ассоциативной памяти) с помощью моделирования ситуаций и принимаемых решений, и выдающая решение в рабочем режиме согласно таблице на основе интерполяции.
Однако необходимость выхода на большие размерности ограничивает возможность построения «большой» ассоциативной памяти по существующей технологии. Ведь такая память даже при реализации единственной операции основана на одновременном сравнении входного вектора с запросными частями всех ее регистров и с выдачей содержимого ответного поля в случае совпадения.
Получается, что мозг не может непосредственно хранить таблицы, а моделирует их с помощью нейросетевых механизмов. Исходные предложения, например, Кохонена [13] по применению нейросетей касались именно ассоциативной памяти.
Очевидно, такая реализация не очень удобна, поэтому следует определять области разумного применения каждого средства решения задач искусственного интеллекта.
Рассмотрим, где используется принцип нейросети без расчета, анализа баз знаний и т.д. По видимому, там, где получена первичная информация для органов чувств. На этом же уровне проводим первичную классификацию и принимаем оперативное решение: убежать от стремительно приближающегося автомобиля, надеть противогаз и т.д.
Значит, в нашей жизнедеятельности существует такая ниша, где решение должно быть сверхоперативным, скорее рефлекторным, не допускающим анализа, чему и способствует высокий параллелизм сети. Именно высокий параллелизм наряду с исключением сложных расчетов обусловил взрыв интереса к системам искусственного интеллекта в начале 1980х годов, когда остро встала задача разработки вычислительных средств сверхвысокой производительности.
Здесь мы вновь затронули вопрос актуальности аппаратной реализации нейросети или нейрокомпьютеров , так как программная модель на непараллельном компьютере лишена свойства высокого параллелизма мозга и ограничивает выход на «большие» нейросети.
Указанный параллелизм выражается в том, что одновременно обрабатывается большое число цепочек нейронов. При этом каждый нейрон обрабатывается хотя и по одному алгоритму, но по разным его ветвям: один в конце концов возбудится, другой нет; связи нейрона индивидуальны и изменяются неидентично связям других нейронов и т.д.
Тогда при разработке параллельного вычислительного устройства нейрокомпьютера, способного имитировать работу нейросети высокой производительности, следует учесть нижеперечисленное:
необходимо распределять нейроны (точнее, нейроподобные элементы или соответствующие им программные процедуры) между процессорами НК, синхронизируя обработку нейронов в соответствии с матрицей следования, т.е. реализовать способ распараллеливания по информации;
одинаковые для всех процессоров программы одновременно обрабатываемых нейронов в общем случае должны выполняться по разным ветвям.
При программной реализации нейросети перечисленные требования соответствуют SPMD технологии («одна программа — много потоков данных»), привлекательность которой обоснована для многих приложений параллельного решения задач высокой сложности.
Привлекательна реализация «большой» нейросети на основе сетевых технологий.
При аппаратной реализации НК (или его аппаратной поддержке) также необходимо учесть требование: один нейроподобный элемент должен делить время между имитацией многих нейронов. Жесткая аппаратная имитация нейросети, соответствующая связи «один нейроподобный элемент — один нейрон», неэффективна, так как ограничивает возможную размерность моделируемой сети.
При применении сетевых технологий в рамках построения более сложных управляющих систем целесообразно использовать НК как сопроцессор под управлением мощного и универсального компьютера — монитора, что обусловлено разнообразными функциями «учителя» по формированию, заданию и регулировке параметров, по обучению и дальнейшему применению результатов. В рамках сегодняшних компьютерных технологий НК должен дополнять персональный компьютер (рабочую станцию) как его внешнее устройство и встраиваться в существующие ОС.
Итак, известны языки логического вывода, экспертные системы, самообучающиеся системы управления, а в природе первично воплощены лишь нейросети.
Почему же средства искусственного интеллекта, опирающиеся далеко не только на одни нейросети, не были первоначально заданы Природой, а явились плодом человеческого гения?
Да просто мозг — конструктивно целесообразен, развиваем, универсален и самодостаточен. С его помощью еще не то можно построить!
Приведем пример колеса: какова должна быть длина нерва, чувствующего обод колеса? Весьма велика. Значит, колесо должно быть отделено от живого существа. И потому человек как существо разумное колесо может сделать сам.
Обобщением «схемотехнического» подхода является подход к построению нейросетей с позиций алгебры высказываний. Логическое описание системы управления или принятия решений, в терминах алгебры высказываний, — «один в один», в результате формирования логической схемы ложится в основу нейронной сети. Остается заменить булевы переменные действительными (достоверная или другие оценки), а операции конъюнкции и дизъюнкции — единой операцией, осуществляемой передаточной функцией нейрона. Конечно, такая замена не столь безболезненна. Необходимы несложные преобразования логического описания, а также настройка порогов и весов связей, чтобы избежать неоднозначности выдаваемых решений.
Кроме того, читатель не должен считать, что каждая нейросеть сводится к однослойной. Значит, предложенный далее алгоритм трассировки нуждается в обобщении, направленном на структуризацию обучаемой нейросети.
