Григорий Хай - Информатика для медиков

В доступной литературе сведений о разработках, имеющих не только абстрактную чисто теоретическую постановочную форму, но и описания универсальных моделей, не найдено.

По Геделю, полностью познать и, соответственно, адекватно моделировать систему средствами самой системы невозможно. Таким образом, создать искусственный интеллект средствами естественного невозможно. Но другими средствами мы не обладаем. Можно лишь пытаться строить более или менее удачные модели для имитации некоторых известных и изученных на сегодня его функций, в том числе для решения практических задач.

Интеллект является функцией головного мозга. Предлагаемый способ в значительной мере универсален, будучи ориентирован на необходимое информационное обеспечение технических и робототехнических систем различного назначения, а также на использование для этого ряда моделей из числа известных форм интеллектуальной деятельности головного мозга человека.

Говоря об «интеллектуализации» технических систем, я имею в виду, что можно в какой-то мере назвать их «биологизацией», т. е. моделированием некоторых биологических функций на верхнем структурно-функциональном уровне живых существ – на уровне взаимосвязанных систем тех органов, которые необходимы для выполнения задач, поставленных перед такими изделиями. При этом можно говорить о «псевдоживых» технических устройствах без использования биологических объектов.

Сказанное можно рассматривать только как схематическую содержательную постановку проблемы.

Целесообразно также схематически описать общую структуру технических устройств, управление которыми возлагается на предлагаемую «интеллектуализированную» систему. Это типовая структура, состоящая из взаимосвязанных относительно автономных механических комплексов, уподобляемых системам органов целостного организма:

– оболочка;

– сенсорный комплекс получения и преобразования любых сигналов, в том числе и речевых, получаемых из внешней среды;

– двигательный комплекс с использованием всех целесообразных средств («органов») доступного перемещения в реальной пространственной среде;

– комплекс различных средств воздействия на объекты внешней среды;

– комплекс возобновляемого энергообеспечения (всех его видов) для функционирования устройства в целом и отдельных его частей;

– сигнальный комплекс, обеспечивающий: а) получение и преобразование сигналов о состоянии устройства и отдельных его частей; б) генерацию и передачу сигналов адресатам, предусмотренным конструкцией устройства; в) помехозащитные функции и генерацию помех;

– «гомеостатический» комплекс поддержания состояния устройства в заданных диапазонах, включающий обеспечение информационных взаимосвязей между его частями;

– «регенерационный» комплекс, включающий доступное автоматизированное восполнение расходуемых ресурсов разного рода;

– самоликвидационный комплекс для отдельных видов устройств.

Все перечисленные комплексы контролируются и управляются только при посредстве «нервной системы» – центрального комплекса целостного технического изделия.

В целом это единый программно-аппаратный комплекс ,состоящий из нескольких взаимосвязанных функциональных отделов и блоков ,каждый из которых включает взаимосвязанные модули .

Выбор тех или иных модулей при конструировании технического изделия определяется его назначением. Некоторые виды отделов, блоков и модулей для конкретного изделия могут быть признаны ненужными.

Данные части комплекса предназначены для функциональной имитации интеллектуальной деятельности, поэтому их наименования далее будут соответствовать принятым в анатомии нервной системы животных.

Анимальная : узлы; стволы; волокна: афферентные – рецепторы, эфферентные – эффекторы.

Вегетативная (автономная) : узлы; стволы; волокна: афферентные – рецепторы, эфферентные – эффекторы.

Поскольку данный текст посвящен проблемам «интеллектуализации» управления изделием, то детальное описание периферической нервной системы, являющейся в основном исполнительным средством управления, здесь не приводится.

Минимальная структурная единица нервной системы — нейрон. Это целостный информационный (программный) объект. Нейрон предназначен для отбора импульсов, поступающих к нему по одному из каналов связи (входных отростков нейрона), их преобразования и передачи на другие каналы связи (выходные отростки данного нейрона).

Нейрон имеет оболочку, отростки и внутренние элементы. Оболочка отделяет тело нейрона от внешней среды. Отростки своим окончанием (входные) или началом (выходные) объединены с внутренней средой нейрона.

Внутренние объекты нейрона представляют собой системное объединение двух элементов через общий субэлемент связи (&). Он имеет постоянную материально-энергетическую характеристику. Если импульсы, поступающие по входному каналу нейрона (аксону), энергетически недостаточны, то ничего не происходит, пока такие импульсы не суммируются и не станут соответствовать характеристике &. Только в этом случае достаточный импульс «разрывает» связь, системное объединение распадается, один из базовых элементов нейрона перемещается в сторону выходных каналов связи (дендритов) и передает им соответствующий импульс (сигнал) к другим нейронам либо модулям устройства. После этого данный элемент возвращается в исходное состояние и вновь системно объединяется с другим элементом через &.

Время, необходимое для передачи сигнала (импульса) от входного канала связи к выходному и до возвращения состояния нейрона к восприятию последующих импульсов, называется рефрактерной паузой данного нейрона.

Нейронная сеть. Прямые или опосредованные связи в пределах периферической нервной системы, а также непосредственная связь периферической системы с центральной образуют нейронную сеть («паутина жизни» по Ф. Капре). Такая структура обеспечивает оптимальные возможности управления многообразными функциями изделия в целом.

Данные нейронные сети принципиально отличаются от понятия нейронных сетей в существующих автоматизированных информационных системах.

Спинной мозг : сегменты; проводящие пути: восходящие, нисходящие.