Wednesday, February 18, 2009

Sztuczna Inteligencja - Systemy Hybrydowe


Praca ta stanowi wprowadzenie w zagadnienie systemów hybrydowych (inteligentnych systemów hybrydowych). W dokumencie zawarte są podstawowe informacje dotyczące wyjaśnienia pojęć, przeglądu najczęściej wykorzystywanych metod sztucznej inteligencji oraz charakterystyki ich zalet i wad. Druga część pracy skupia się już na bardziej szczegółowych aspektach zagadnienia. Wyjaśnione w niej zostały powody oraz cele stosowania systemów hybrydowych, proponowane w literaturze architektury oraz modele komunikacji. Końcową część pracy stanowi analiza kierunków rozwoju.



Systemy Hybrydowe - Prezentacja (965 kB)


Michal Stanek-Systemy Hybrydowe

Systemy Hybrydowe Wprowadzenie Michał Stanek (mikol@e-informatyka.pl) 21 stycznia 2005 Streszczenie Praca ta stanowi wprowadzenie w zagadnienie systemów hybrydowych (inteligentnych systemów hybrydowych). W dokumencie zawarte są podstawowe informacje dotyczące wyjaśnienia pojęć, przeglądu najczęściej wykorzystywanych metod sztucznej inteligencji oraz charakterystyki ich zalet i wad. Druga część pracy skupia się już na bardziej szczegółowych aspektach zagadnienia. Wyjaśnione w niej zostały powody oraz cele stosowania systemów hybrydowych, proponowane w literaturze architektury oraz modele komunikacji. Końcową część pracy stanowi analiza kierunków rozwoju. 1 SPIS TREŚCI 2 Spis treści 1 Wstęp 2 Metody sztucznej inteligencji 2.1 Krótki rys historyczny . . . . . . . . . . . . . 2.2 Przegląd metod sztucznej inteligencji . . . . . 2.2.1 Systemy eskpertowe . . . . . . . . . . 2.2.2 Sieci neuronowe . . . . . . . . . . . . . 2.2.3 Algorytmy genetyczne . . . . . . . . . 2.2.4 Logika rozmyta . . . . . . . . . . . . . 2.3 Ocena użyteczności poszczególnych rozwiązań 3 Systemy hybrydowe 3.1 Cele systemu hybrydowego . . . . . . . . . . 3.2 Architektury budowy systemów hybrydowych 3.2.1 Systemy niezależne . . . . . . . . . . . 3.2.2 Systemy transformujące . . . . . . . . 3.2.3 Systemy luźno związane . . . . . . . . 3.2.4 Systemy zintegorwane . . . . . . . . . 3.2.5 Systemy w pełni zintegrowane . . . . . 3.3 Modele pracy systemu hybrydowego . . . . . 3.4 Przykładowy system hybrydowy . . . . . . . 3.5 Kierunki rozwoju systemów hybrydowych . . 4 5 5 6 6 7 8 10 10 12 12 14 14 14 15 15 15 16 17 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spis rysunków 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Kroki milowe rozwoju sztucznej inteligencji . . . . . . . . . . . . Reprezentacja ideowa systemu ekspertowego . . . . . . . . . . . . Model neuronu oraz sieci neuronowej . . . . . . . . . . . . . . . . Przykład klasteryzacji danych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schemat procesu działania algorytmu genetycznego . . . . . . . . Przykładowa reprezentacja zbiorów za pomocą logiki rozmytej . . Właściwości różnych metod sztucznej inteligencji . . . . . . . . . Możliwe elementy systemu hybrydowego . . . . . . . . . . . . . . Model systemu niezależnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Model systemu transformującego . . . . . . . . . . . . . . . . . . Model systemu luźno powiązanego . . . . . . . . . . . . . . . . . Model systemu zintegrowanego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Model systemu w pełni zintegrowanego . . . . . . . . . . . . . . . Model przetwarzania w systemach hybrydowych . . . . . . . . . . Model ideowy połączenia Systemu ekspertowego z siecią neuronową Ilość prac naukowych na temat systemów hybrydowych . . . . . 5 6 8 8 9 10 11 13 14 14 15 16 16 17 18 19 SPIS RYSUNKÓW 3 17 Model agenta w systemie wieloagentowym . . . . . . . . . . . . . 19 1 WSTĘP 4 1 Wstęp Wydaje mi się, że wprowadzenie do systemów hybrydowych powinienem rozpocząć od wyjaśnienia samej nazwy, ponieważ dla osób niezaznajomionych z zagadnieniem, może wydawać się dziwna i niezrozumiała, a przez to mylnie interpretowana. Według jednej z definicji słownikowych system jest układem elementów o określonej strukturze, będący uporządkowaną logicznie całością. Hybryda, to natomiast mieszaniec powstały ze skrzyżowania dwóch różnych gatunków, ras, odmian, dziwoląg łączący cechy różnych osobników. Idea systemu hybrydowego bazuje wobec tego na integracji wielu dostępnych technik, metod, narzędzi w jednej spójnej i określonej strukturze stanowiącej logicznie uporządkowaną całość (wspólnie dążącą do osiągnięcia celu). Nasuwa się wobec tego pytanie, po co łączy się wiele różnych rozwiązań? Najogólniej można powiedzieć, że w celu osiągnięcia bardziej zadawalającego efektu niż przy wykorzystaniu każdej z tych technik osobno. Inteligentne systemy hybrydowe (Intelligent Hybrid Systems) starają się integrować odmienne techniki sztucznej inteligencji (logika rozmyta, sieci neuronowe, obliczenia ewolucyjne, metody probabilistyczne, maszynowe uczenie, systemy ekspertowe, itd. . . ). Fundamentem powstawania takich rozwiązań jest stwierdzenie, że metody te między sobą są komplementarne. W praktyce oznacza to, że metody te wzajemnie się uzupełniają, wady jednej są kompensowane zaletami innej. Istnieje wiele możliwych kombinacji wśród systemów symbolicznych i metod tak zwanej miękkiej sztucznej inteligencji (soft-computing) 1 , oraz wiele możliwych sposobów ich łączenia. Dla przykładu sieci neuronowe mogą być łączone z logiką rozmytą, wnioskowaniem na podstawie przykładów, algorytmami genetycznymi. W ostatnich latach, bardzo gwałtowny wzrost zapotrzebowania na wyrafinowane i złożone rozwiązania z dziedziny inteligentnych systemów informatycznych sprawia, że osiągnięcie pełnego sukcesu nie jest możliwe bez wykorzystania możliwości, jakie oferują nam systemy hybrydowe. Reprezentacja i manipulacja, przy pomocy komputerów, dużymi ilościami wiedzy oraz zapewnienie ich integralności, spójności i efektywności wykorzystania jest jednym z kluczowych nurtów badań w dziedzinie szeroko pojętej sztucznej inteligencji. Należy zdawać sobie sprawę z tego, że przyjęty przez nas format przechowywania i reprezentacji wiedzy powinien być w stanie poradzić sobie z pewnymi oczywistymi problemami. Niedokładność i niekompletność zgromadzonej wiedzy to jeden z nich. Różne sposoby przechowywania tejże wiedzy (np. sieci neuronowe, logika rozmyta, systemy ekspertowe) posiadają specyficzne własności radzenia sobie z danymi niepewnymi, nieprecyzyjnymi albo nawet nieprawidłowymi. Pewne metody lepiej nadają się do przechowywania danych numerycznych, jeszcze inne sprawdzają się lepiej, kiedy pragniemy operować na danych w postaci symbolicznej. Nie ma zadowalającego uniwersalnego rozwiązania, pozwalającego radzić sobie z wszystkimi problemami związanymi z reprezentacją wiedzy. 1 Pierwszy raz użył tego terminu Lotfi A. Zadeh 1995 2 METODY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI 5 2 2.1 Metody sztucznej inteligencji Krótki rys historyczny Podobnie jak wiele innych, sztuczna inteligencja jest dziedziną nauki, która rozwija się w bardzo prężny sposób. W stosunkowo krótkiej historii, bo zaledwie 60 letniej, zaproponowano wiele koncepcji, które w znaczącym stopniu przyczyniły się do rozwoju, nie tylko jej, ale również wielu innych dziedzin w tym np. teorii sterowania i podejmowania decyzji. Pewne kroki milowe rozwoju AI (Artificial Intelligence) prezentuje rysunek 1. Wiele proponowanych teorii inspirowanych było przez naturę. Podczas gdy jedne próbowały ją naśladować (systemy ekspertowe, wnioskowanie na podstawie przykładów, logika rozmyta) inne ją kopiowały (sieci neuronowe, algorytmy genetyczne). Bardzo dużo danych wdrożeń systemów sztucznej inteligencji, projektowanych jako systemy ekspertowe, miało miejsce na przełomie lat 1970 1980 (MYCIN, DENDRAL, PROSPECTOR). Systemy te zostały tak oto zdefiniowane przez prof. Feigenbaum’a: ”inteligentne programy komputerowe wykorzystujące wiedzę oraz mechanizm wnioskowania w celu rozwiązania problemów, które są na tyle skomplikowane, że celem ich rozwiązania wymagają szczegółowej ekspertyzy wykonanej przez człowieka”. Każde z rozwiązań posiadało jednak pewne braki i ograniczenia. Problemem systemów ekspertowych była między innymi akwizycja wiedzy. Nowe rozwiązania, były odpowiedzią na wady poprzednich. Nowe koncepcje wprowadzały nowe możliwości, ale jednocześnie nowe ograniczenia. W pewnym momencie stało się oczywiste, że pewne metody da się, a nawet trzeba ze sobą łączyć, aby móc z ich pomocą rozwiązać problemy, które wcześniej były nierozwiązywalne (przy wykorzystaniu tylko jednej). W ten sposób postało pojęcie i rozpoczęły się badania nad systemami hybrydowymi. Rysunek 1: Kroki milowe rozwoju sztucznej inteligencji 2 METODY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI 6 2.2 2.2.1 Przegląd metod sztucznej inteligencji Systemy eskpertowe Tak jak zostało to przedstawione w poprzednim punkcie idea systemu ekspertowego zainspirowana była sposobem, w jaki ludzie (eksperci w danej dziedzinie) rozwiązują zagadnienia i na podstawie pewnych przesłanek dochodzą do konkluzji (wniosków). Typowa budowa systemu ekspertowego została przedstawiona na rysunku 2. Poszczególne bloki odpowiadają za inne funkcje, bloki przedstawione kolorem jasnoszarym prezentują właściwą część systemu ekspertowego: • Baza wiedzy - stanowi bazę faktów, jaką dysponuje system. Baza ta budowana jest na podstawie danych pozyskanych od ekspertów dziedzinowych, a przekazuje ją do systemu inżynier wiedzy. • Blok rozumowania (mechanizm wnioskowania) jest to najważniejszy składnik systemu ekspertowego, jego zadaniem jest wyciąganie wniosków z przesłanek i pytań wprowadzanych przez użytkownika i generowanie odpowiedzi. • Mechanizmu wyjaśniający - umożliwia wyjaśnienie, na życzenie użytkownika, dlaczego system udzielił takiej, a nie innej odpowiedzi, albo dlaczego system zadał użytkownikowi określone pytanie. Ekstrakcją wiedzy od ekspertów zajmują się na ogół inżynierowie wiedzy. Jest to zwykle długi i żmudny proces, ponieważ wiedza stosowana przez ludzkich ekspertów jest zwykle wiedzą praktyczną i intuicyjną. Rysunek 2: Reprezentacja ideowa systemu ekspertowego 2 METODY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI 7 Początkowo systemy ekspertowe były podatne na problemy związane z akwizycją (pozyskiwaniem wiedzy) i wnioskowaniem z niepewnością. W gruncie rzeczy problem transferu wiedzy ludzkiej do systemu ekspertowego jest kluczowy i nazywany jest w literaturze ”‘wąskim gardłem akwizycji wiedzy”’ (knowledge acquisition bottleneck ) [Giarratano98]. Jest to oczywiste o ile zrozumie się jak ciężkim i długim procesem jest przekazanie posiadanej przez eksperta wiedzy. Często wiedza ta jest rutynowa, bądź też intuicyjna, a sam ekspert nie zdaje sobie sprawy z jej posiadania. Drugim problemem systemów ekspertowych jest przekazywanie wiedzy nieścisłej, niepełnej i przybliżonej. Systemy ekspertowe wykorzystywane są m.in. w zagadnieniach: • diagnozowania, • przewidywania, • interpretacji, • planowania, • kontroli. 2.2.2 Sieci neuronowe Idea sieci neuronowych zainspirowana została modelem funkcjonowania mózgu człowieka. Sieć neuronowa składa się z neuronów oraz połączeń miedzyneronowych (rysunek 3). Sieć uczy się zależności, które występują między danymi, można powiedzieć, że sama ekstrahuje reguły, które w systemie ekspertowym trzeba było przekazać ręcznie. Informacje na temat tych właśnie reguł kodowane są w połączeniach miedzyneuronowych, a dokładniej w wagach wejść każdego neuronu. W odróżnieniu od systemu ekspertowego, typowa sieć neuronowa pracuje na danych numerycznych, a nie symbolicznych. Problemem staje się proces wyjaśnienia, dlaczego sieć odpowiedziała tak a nie inaczej. Wiedza nie jest zapisana w czytelny dla człowieka sposób. Można powiedzieć, że sieć działa i generuje odpowiedzi, ale tak naprawdę nie wiemy, dlaczego takie a nie inne. Jest to bardzo poważne ograniczenie, ponieważ czasami musimy wiedzieć, na jakiej podstawie została podjęta pewna decyzja. Dużą zaletą sieci neuronowych jest fakt automatycznego wydobywania wiedzy z przykładów uczących (tutaj pojawia się problem doboru odpowiednich przykładów uczących i testujących). Oprócz sieci neuronowych uczonych z nauczycielem istnieją również sieci, które uczą się bez nadzoru (rysunek 3). Wynikiem ich nauki jest rozpoznanie zależności, jakie występują miedzy danymi. Sieci takie potrafią wyróżniać klastry danych (grupy danych pod jakimś względem do siebie podobnych). Sieci neuronowe wykorzystywane są m.in. do: • rozpoznawania obiektów, • kompresji danych, 2 METODY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI 8 • analizy serii danych i przewidywania, • detekcji anormalnych stanów pracy systemu, • analizy oraz klasteryzacji danych, • wizualizacji danych - wielowymiarowych zbiorów danych. Rysunek 3: Model neuronu oraz sieci neuronowej Rysunek 4: Przykład klasteryzacji danych 2.2.3 Algorytmy genetyczne Algorytmy genetyczne zainspirowane zostały obserwacją procesu ewolucji żywych organizmów. Koncepcja ta przeniesiona została przez Johna H. Holland’a 2 METODY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI 9 w świat komputerów. Wystarczy założyć, że pewnym środowiskiem jest dziedzina problemu, jaki chcemy rozwiązać. Kodujemy teraz potencjalne początkowe rozwiązania jako osobniki naszej populacji. Następnie uruchamiamy proces ewolucji, w którym osobniki słabiej przystosowane eliminujemy (proces selekcji), a osobniki lepsze poddajemy procesowi krzyżowania. Skrzyżowany osobnik posiada część informacji przekazanej przez swoich rodziców (potencjalnie dobre rozwiązania). Z czasem osobniki będą coraz lepiej przystosowane do danego środowiska, czyli w naszym przypadku będą to coraz lepsze rozwiązania z przestrzeni zadania. Najczęściej działanie algorytmu przebiega następująco: 1. Losowana jest pewna populacja początkowa. 2. Populacja poddawana jest ocenie (selekcja). Najlepiej przystosowane osobniki biorą udział w procesie reprodukcji. 3. Genotypy najlepszych osobników są ze sobą kojarzone poprzez złączanie genotypów rodziców (krzyżowanie). 4. Przeprowadzana jest mutacja, czyli wprowadzenie drobnych losowych zmian. 5. Rodzi się drugie pokolenie i algorytm powraca do kroku drugiego, jeżeli nie znaleziono dostatecznie dobrego rozwiązania. W przeciwnym wypadku uzyskujemy wynik. Rysunek 5: Schemat procesu działania algorytmu genetycznego Algorytmy genetyczne stosowane są m.in. do: • harmonogramowania, 2 METODY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI 10 • optymalizacji ułożenia elementów w układach cyfrowych, • znajdowanie optymalnych wartości parametrów, • optymalizacja długości drogi. 2.2.4 Logika rozmyta Logika rozmyta (fuzzy logic)2 , jedna z logik wielowartościowych (multi-valued logic), stanowi uogólnienie klasycznej dwuwartościowej logiki. Została zaproponowana przez Lotfi Zadeha w 1965 roku. W logice rozmytej między stanem 0 (fałsz) a stanem 1 (prawda) rozciąga się szereg wartości pośrednich (rysunek 6), które można kojarzyć z prawdopodobieństwem. Logika rozmyta okazała się bardzo przydatna w zastosowaniach inżynierskich, czyli tam, gdzie klasyczna logika klasyfikująca jedynie według kryterium prawda/fałsz nie potrafi skutecznie poradzić sobie z wieloma niejednoznacznościami i sprzecznościami. Logika rozmyta wykorzystywana jest m.in. w: • elektronicznych systemach sterowania (maszynami, pojazdami i automatami), • zadaniach eksploracji danych, • budowie systemów ekspertowych Rysunek 6: Przykładowa reprezentacja zbiorów za pomocą logiki rozmytej 2.3 Ocena użyteczności poszczególnych rozwiązań W poprzednim podpunkcie zostało przedstawione kilka najważniejszych metod sztucznej inteligencji. Został przedstawiony ich sposób działania oraz przykładowe zastosowania. Zwrócona została również uwaga na pewne mocne i słabe strony każdego z rozwiązań. 2 Definicja zaczerpnięta z Wikipedii, wolnej encyklopedii internetowej. 2 METODY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI 11 Przyjrzyjmy się najważniejszym ograniczenią każdej z prezentowanych wcześniej metod: • Sieci neuronowe - brak wyjaśnień • Sieci samoorganizujące - brak możliwości rozwiązywania zadań • Systemy ekspertowe - nie są wystarczająco elastyczne • Algorytmy genetyczne - czasami nie da się zastosować, ze względu na kłopot z kodowaniem osobników, specyficzną dziedzinę problemu lub też inne specyficzne czynniki. • Systemy rozmyte - są rozmyte. . . Właściwości poszczególnych rozwiązań zostały przedstawione na rysunku 7. Oś pionowa demonstruje zdolność adaptacji metody do zmieniających się warunków pracy (w stosunku do założonych warunków początkowych), oś pozioma demonstruje przejście pomiędzy poziomem operacji na liczbach do operacji na wiedzy formalnej. Rysunek 7: Właściwości różnych metod sztucznej inteligencji 3 SYSTEMY HYBRYDOWE 12 3 3.1 Systemy hybrydowe Cele systemu hybrydowego Projektując inteligentny system informatyczny musimy zadać sobie pytanie, jaki jest cel jego pracy oraz na jakim rodzaju danych system będzie on pracował. Wcześniej wspomniany był problem akwizycji wiedzy w kontekście jej niepewności, sprzeczności itp. Przyjrzyjmy się jednak, z jakim rodzajami wiedzy mamy my, na co dzień do czynienia: • Film rozpocznie się o 8:15. [Dokładna] • Film rozpocznie się między 8:00 a 9:00. [Nieprecyzyjna] • Sądzę, że film rozpocznie się o 8:00, ale nie jestem pewien. [Niepewna] • Film rozpocznie się około 8:00. [Przybliżona] • Możliwe, że film rozpocznie się o 8:00. [Możliwa] • Prawdopodobnie film rozpocznie się o 8:00 (90 %). [Prawdopodobna] • Marek mówi, że film rozpocznie się o 8:00, ale Kasia mówi, że o 9:00. [Niespójna] • Nie wiem dokładnie, o której rozpocznie się film, ale zazwyczaj zaczyna się o 9:00. [Niekompletna] • Naprawdę nie wiem, o której zaczyna się film. [Nieznana] • Jestem pewien, że film nie zaczyna się z rana. [Negacja] • Film zaczyna się 2 godziny, po poprzedniej sesji. [Względna] • Film jest grany dzisiaj o 8:00 oraz jutro o 10:00. [Alternatywna] • Film zaczyna się o 8:00, 10:00 oraz 12:00. [Opcjonalna] • Film może się rozpocząć tylko pod warunkiem, że reżyser przyjedzie. [Asocjacyjna] • W następnym miesiącu. [Temporalna] Wiedza ludzka jest często trudna do wyrażenia w formacie, na jakim zazwyczaj operują komputery. Typowym jest fakt, że nie potrafimy sformułować naszej wiedzy w specyficznym języku (formie) jej reprezentacji. Ludzie rozwiązują problemy oraz operują na posiadanej wiedzy za pomocą następujących mechanizmów: • wnioskowanie, • analogia, 3 SYSTEMY HYBRYDOWE 13 • dedukcja, • bazowanie na wcześniejszych doświadczeniach. Naturalna inteligencja bazuje na wielu ”hybrydowych” sposobach jej reprezentacji i manipulacji. Podobnie celem stosowania systemów hybrydowych w dziedzinie sztucznej inteligencji jest: • wykorzystanie całej dostępnej wiedzy na temat specyficznego problemu, • możliwości skorzystania z wielu typów informacji (symbolicznej, numerycznej, nieścisłej, nieprecyzyjnej), • zaoferowanie wielu różnych schematów rozumowania i bardziej trafnego wyszukiwania odpowiedzi na zadawane pytania, • zwiększenia ogólnej efektywności systemu i eliminacja ujemnych stron pojedynczych metod, • stworzenie wydajnych i potężnych systemów rozumowania. Aby osiągnąć te cele konstruuje się systemy hybrydowe w skład, których mogą wchodzić metody przedstawione na rysunku 8 Rysunek 8: Możliwe elementy systemu hybrydowego 3 SYSTEMY HYBRYDOWE 14 3.2 Architektury budowy systemów hybrydowych Architektury systemów hybrydowych mogą być sklasyfikowane według stopnia integracji i sposobu integracji. Stopień integracji jest kryterium do mierzenia stopnia integracji pomiędzy dwoma modułami systemu hybrydowego. 3.2.1 Systemy niezależne Niezależne systemy hybrydowe charakteryzują się tym, że pomiędzy poszczególnymi modułami systemu nie istnieje żadna komunikacja (rysunek 9). Każdy moduł, nie korzysta w żaden sposób z wyników pracy innego modułu. Podejścia tego typu ma tą dobrą zaletę, że daje się zrównoleglić w bardzo dużym stopniu. Niezależność dwóch pracujących systemów może służyć również badaniu efektywności obu rozwiązań. Model ten może być również przyjęty w przypadku prototypowania systemu. Rysunek 9: Model systemu niezależnego 3.2.2 Systemy transformujące System hybrydowy bazujący na modelu transformującym działa na takiej zasadzie, że wyniki pracy jednego modułu systemu są transformowane do innego modułu (np. jako dane wejściowe). Rozwiązanie takie nadaje się bardzo dobrze w przypadkach, kiedy przed przekazaniem danych do głównego modułu systemu występuje potrzeba ich wcześniejszej transformacji lub obróbki (pre-processing danych). Rysunek 10: Model systemu transformującego 3 SYSTEMY HYBRYDOWE 15 3.2.3 Systemy luźno związane W systemach hybrydowych o luźno powiązanej architekturze (rysunek 11) występuje już zjawisko komunikacji pomiędzy modułami. Najczęściej jako medium wymiany danych używane są pliki, w których jeden proces zapisuje wyniki danych inny odczytuje, po czym może nastąpić zamiana. Ważne jest, że komunikacja w tym modelu jest dwustronna. Zaletami takiej architektury jest prostota implementacji, przez co nadają się znakomicie do prototypowania pewnych rozwiązań. Dodatkowa zaleta może być fakt, że taka architektura pozwala na korzystanie z modułów zewnętrznych dostarczonych przez inne osoby lub firmy. Prostota tego rozwiązania okupiona jest niestety wysokim kosztem komunikacji (odczytu. zapisu na dysku, ewentualnego parsowania danych). Rysunek 11: Model systemu luźno powiązanego 3.2.4 Systemy zintegorwane W systemach hybrydowych zintegrowanych przesyłanie informacji pomiędzy modułami odbywa się w pamięci operacyjnej komputera(rysunek 12). Aby możliwe było wykorzystanie tej architektury w systemie hybrydowym, każdy moduł musi zostać zaprojektowany tak, aby umożliwiał komunikację z częściami systemu. Systemy takie są najczęściej dedykowanymi rozwiązaniami, które są projektowane w celu rozwiązanie konkretnego problemu. Ponieważ komunikacja procesów następuje poprzez współdzieloną pamięć operacyjną, zrównoleglenie obliczeń jest czynnością dużo bardziej skomplikowaną niż w przypadku wcześniejszych rozwiązań. Zaleta wykorzystania tej architektury jest mały koszt związany z komunikacją. W rozwiązaniu tym wykorzystuje się również ideę tablicy (blackboard ), jest to ogólnodostępny obszar pamięci, w którym wykonujące się moduły zapisują wyniki swojej pracy, tak aby wszyscy inni mogli z nich natychmiast skorzystać. 3.2.5 Systemy w pełni zintegrowane W architekturze w pełni zintegrowanego systemu hybrydowego moduły dzielą między sobą zarówno wiedzę jak również struktury danych (rysunek 13). Zdecydowanie się na tą architekturę powoduje bardzo mocne powiązanie każdego modułu z resztą systemu, jednak zaletą jest usunięcie zbytecznej redundancji 3 SYSTEMY HYBRYDOWE 16 Rysunek 12: Model systemu zintegrowanego elementów. Możliwe jest również pełne kontrolowanie jednego modułu przez inny (np. algorytm genetyczny kierujący pracą innego algorytmu genetycznego), co powoduje większe możliwości rozwiązywania problemów. Niewątpliwą wadą takich systemów jest to, że są to rozwiązania ściśle dedykowane pod dany typ problemu i istnieją małe szanse ponownego wykorzystania elementów systemu w innych projektach. Kłopotliwe może być również zapewnienie dostatecznego poziomu równoległości, ze względu na dużą ilość zależności i powiązań międzymodułowych. Rysunek 13: Model systemu w pełni zintegrowanego 3.3 Modele pracy systemu hybrydowego Istnieje kilka modeli pracy modułów systemu hybrydowego. Zostały one przedstawione na rysunku 14. Opis sposobów integracji modułów: • Przetwarzanie łańcuchowe - moduł przetwarzania symbolicznego (np. system ekspertowy), odgrywa rolę głównego procesu systemu. Jego praca może być wspierana przez prace przez pre - procesor oraz post-procesor będący np. siecią neuronową. Możliwa jest również konfiguracja odwrotna. • Meta przetwarzanie - jeden moduł odgrywa rolę głównego procesu rozwiązującego problem inne natomiast pracują w meta - warstwie pełniąc role np. dozorcy, kontrolera wydajności, detektora błędów, w stosunku do procesu w niższej warstwie. • Przetwarzanie wewnętrzne - jeden lub więcej modułów jest osadzonych (wbudowanych) w innych. Praca elementów osadzonych jest koordy- 3 SYSTEMY HYBRYDOWE 17 nowana przez proces główny. • Przetwarzanie wspólne - oba moduły są równorzędnymi partnerami podczas rozwiązywania problemu. Każdy proces może działać bezpośrednio na środowisku, w którym pracują, oraz każdy może transmitować oraz obierać informacje od drugiego. Rysunek 14: Model przetwarzania w systemach hybrydowych 3.4 Przykładowy system hybrydowy Tradycyjne systemy ekspertowe podczas swojej pracy manipulują symbolami. Zaletami tego podejścia jest zdolność do zrozumiałej reprezentacji posiadanej wiedzy. Z drugiej zaś strony istnieją sieci neuronowe, w których wiedza zakodowana jest w postaci wag połączeń miedzyneuronowych. Wiedza ta nie jest łatwa do zinterpretowania i zanalizowania. Sieci neuronowe można traktować jak czarne pudełka, które działają, ale ciężko powiedzieć dlaczego i czy na pewno poprawnie. Jednakże sztuczne sieci neuronowe są bardzo potężnym narzędziem używanym do wydobywania (akwizycji) wiedzy z istniejących danych oraz do jej generalizacji. Sieci neuronowe z łatwością radzą sobie z informacją nieścisłą czy niepewną, która dla systemów ekspertowych stanowi poważny problem. Podczas, gdy tradycyjne systemy ekspertowe zostały zaprojektowane do przechowywania wiedzy w postaci reguł (uzyskiwanej od ludzi i przez nich rozumianej), systemy takie jak sieci neuronowe są używane do nauki i generalizowania wiedzy zawartej w praktycznych przypadkach. Połączenie tych dwóch podejść (systemów ekspertowych z sieciami neuronowymi), pozwoliło wykorzystać te dwa komplementarne podejścia w celu zwiększenia efektywności całego 3 SYSTEMY HYBRYDOWE 18 Rysunek 15: Model ideowy połączenia Systemu ekspertowego z siecią neuronową systemu. Wydobycie dodatkowych danych, wcześniej nieosiągalnych pozwoliło podnieść ogólną skuteczność wnioskowania, przy jednoczesnym zachowaniu możliwości objaśniających. Model ideowy takiego systemu ekspertowego został przedstawiony na rysunku 15. 3.5 Kierunki rozwoju systemów hybrydowych Aby stwierdzić, w jakim kierunku zmierza rozwój systemów hybrydowych, należałoby się przyjrzeć, jakie rozwiązania stosuje się przy konstruowania nowoczesnych systemów sztucznej inteligencji. Niestety informacje te są albo trudno osiągalne, albo wręcz chronione i stanowią tak zwane Know-How firm. Inną metodą jest porównanie liczby publikacji, jakie ukazują się na świecie z dziedziny systemów hybrydowych. Ilość publikacji na temat różnych rozwiązań świadczyć może zarówno o jego stopniu przydatności jak i o kierunku i potencjalnych przyszłych rozwiązań. Na rysunku 16, można zauważyć, że największa liczba publikacji dotyczy połączenia systemów ekspertowych z sieciami neuronowymi. W następnej kolejności publikowane są artykuły na temat systemów ekspertowych i logiki rozmytej, sieci neuronowej i logiki rozmytej. Najmniejszym zainteresowaniem cieszą się systemy hybrydowe próbujące wykorzystać zalety systemów ekspertowych i algorytmów genetycznych oraz systemy złożone z wielu modułów, to ostatnie podejrzewać można wiąże się z faktem bardzo dużego skomplikowania takich systemów. Nowe kierunki rozwoju systemów hybrydowych, poza badaniem skuteczności różnych połączeń poszczególnych modułów, prowadzą do stworzenia ujednoliconej architektury systemów hybrydowych oraz do standardowych modeli komunikacji. Powstał specjalny język służący komunikacji pracujących w systemie modułów - CHARON. Kolejnym krokiem jest koncepcja systemu wieloagentowego. Na system wie- 3 SYSTEMY HYBRYDOWE 19 Rysunek 16: Ilość prac naukowych na temat systemów hybrydowych loagentowy składają się agenci (niezależne jednostki), egzystujące i wchodzące w interakcje ze środowiskiem, w którym przebywają. Model agenta przedstawiony jest na rysunku 17. Obecnie implementacja systemów hybrydowych odbywa się na klasycznym ogólnodostępnym sprzęcie komputerowym. Kolejnym krokiem na drodze rozwoju systemów hybrydowych jest stworzenie dedykowanych architektur sprzętu (np. jak sterowniki rozmyte czasu rzeczywistego). Rysunek 17: Model agenta w systemie wieloagentowym LITERATURA 20 Literatura [1] Michał Białko Podstawowe własności sieci neuronowych i hybrydowych systemów eksperowych. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, 2000 [2] Hybrid Intelligent Systems - niebieska książka zalana kawą ;-) [3] Giarratano, Joseph and Riley, Gary. Expert Systems: Principles and Programming. 3rd Edition. PWS Publishing, Boston, MA. 1998. [4] Fernando Osorio Hybrid Systems. P.R.I.S - N.U.S. Singapore, April 2001 [5] Athanosios Tsakonas, George Dounias Hybrid Computational Intelligence Shemes in Complex Domains: An extended review [6] Rajeev Alur, Radu Grosu, Yerang Hur, Vijay Kumar, and Insup Lee Modular Specification of Hybrid Systems in Charon URL: http://www.cis.upenn.edu/ alur,grosu,yehur,kumar,lee [7] L´szló Monostori, József Horny´k, Csaba Egresits, Zsolt J´nos Viharos a a a SOFT COMPUTING AND HYBRID AI APPROACHES TO INTELLIGENT MANUFACTURING ieaaie, 1998

11 comments:

Ariel said...

Doskonałe opracowanie. Bardzo mi się przydało do nauki. Pozdrawiam

Anonymous said...

Exact same time setting up funds happen to be a type of fast payday loans made available for that 4 weeks
time period through catastrophe predicaments. These people
don’t involve any evidence of situations’ urgent situation, neither they need surety, credit rating none other stuff.
You might program a vacation, a few valuable
expenditures or maybe include your home business costs –
Equivalent moment installment personal loans will assist you
in any scenarios. Currently these types of personal loans are presented on-line.


my web page pożyczka na dowód

Anonymous said...

Very same afternoon sequel fiscal loans will be a variety of cash loans delivered in a few weeks period of
time inside catastrophe circumstances. That they don’t need to have this proof
situations’ unexpected, nor they desire surety, credit history none
other stuff. You could method a vacation, a lot of critical buys
or perhaps protect your corporation bills – Similar
day sequel fiscal loans can help you in any conditions. Nowadays those financial loans are
accessible via the internet.

My webpage :: pożyczka bez bik

Anonymous said...

Exact same afternoon payment financial loans are generally a variety of cash advance loans delivered in a
four week period period of time with sudden problems.
They don’t have to have the evidence of situations’ emergency, neither of the 2 needed surety, credit profile not other
things. Perhaps you may program a vacation, many critical expenditures or
maybe even protect your business expenditures – Same exact working day installation fiscal loans will help
you in different situations. These days such lending products can be found online.


my webpage: pożyczki pozabankowe

Anonymous said...

Equal time payment lending products are a type of
payday cash loans presented on a thirty days length with critical instances.

Individuals don’t have to have all the proof of situations’ unexpected emergency, neither they require surety, credit standing not other stuff.
You might approach a vacation, a number of essential buying or
perhaps cover your business costs – Same exact day time payments lending
options will allow you to in different occurrences. At present those fiscal loans are offered on the web.


Have a look at my web site kredyty bez bik

Anonymous said...

Раy dаy loаns tеnd tο be swift
bucks borrowing prоducts that exiѕt on brickѕ-аnd-mοrtar shoρs, juѕt like оnline communіty unsеcuгed guаrantor loan vеndorѕ, anԁ alѕo
viа the internet. Аll these speеdy, comfortable lending optіοns cοmmonlу take a mоrе signifіcant inteгеst than ordinaгy,
short-teгm lendіng proԁucts thrоugh mortgаge lendeгs or possibly cгedit standing unіοns.
Built to asѕistanсe tуρical famіlies just like you to mаke thаt because
of paуcheck to mаke sure you paycheque,
thеѕе sorts of loans tend to be supposed to
fills thе actual gaρ that comes about wounded passengerѕ “too ѕubѕtantially month towaгds the end οf your respective monеy”.


Αfter you deciԁe on а unseсuгed guаrаntor lοan online, you’ll еаsy access quіck finanсial reѕоuгces the
fact that help yοu in aѕsembly your οwn mаny trοubling finanсіаl oblіgatіons,
from the cozіneѕs and security for уouгself house.
That’s the kеy reaѕon ωhy a grеat number оf ρresent day ınԁividuаls аre lοoking fοr to find the caѕh that they demand bу using the net, in lieu οf pounԁing
the ρаrticular sidewalk, attemρtіng to fіnd еconomical together with highlу regаrdеd
ρay ԁay loan merсhants of their inԁiѵidual society.


Аlso νisit mу website :: chwilowki przez internet

Anonymous said...

Pаy daу loans usually are іnstаnt haгd сash fiscal loanѕ that you
сan get with briсks-and-mortar establishments, likе group рay day loan agenсies, and / or оn line.
A lot of theѕe ѕwift, easy borroωing prοducts uѕually holԁ a slightly higher гate as сompared ωith conventional,
shοrt-tеrm loаns out of lοan
providers or ρerhaps cοnsumеr credit unions.
Which is deѕigneԁ to benefit ordinarу men and ωomеn juѕt like yοu tο
create the application via cοmmisѕion for you to commiѕsion, these
sorts of lendіng οptions саn bе that wіll connect
a space that develοps if you have “toо
a whole lоt cаlenԁaг month afrе the wedding with the money”.


Whenever yοu сhooѕe a paydaу loan οn the net, уou’ll
accеssibіlity easily mοnies this aid you in
apρointmеnt onеs the majоrity
of annοying debt, from any ease аnd comfort not
to mеntiοn secrecy of уours dwelling.
That’s as to ωhy a lоt оf today's ındividuals are buying to view this money construct y require with the aid of the web, instead of thumping typically the sidewalk, seeking out reasonably priced and even highly regarded unsecured guarantor loan suppliers throughout their private network.

My website :: chwilowki bez bik

Anonymous said...

Paуԁay loаn aгe usually rаpіd mοnеy lending οptіonѕ thаt аre available with
brіckѕ-and-mortar facіlіties, аlong the lines
of city pаyԁay lоаn νendors, or poѕsibly
оnline. Α lot of these fast, еasy loanѕ frequently consider an impгoνed гate of
interest rather than common, ѕhοrt-tеrm lending ρгoducts гight from financе inѕtіtutions or maybe cοnsumеr credit unionѕ.
Dеsіgned to guіde eѵery ԁaу
mοst people exaсtly tο gеnerate that
as a result of wages in order tο salary, theѕe
kinԁs of personal loans ωill be thаt wіll cοnnectiοn tуpiсally the gap that
cоmes аbout thеrе is “toо much thirtу dаys in thе final аnalysis of yоur
monеу”.

As soon as yоu pick a unseсurеd guarantor loan
ωeb based, уou’ll сonnection swіft funԁs thiѕ diгect you towards aρρointment any the
mаjorіty annoying debtѕ, frοm thе comfort
of thе actual comfoгt and еasе plus pгivateneѕs of yours гesіdential.
Thаt’s exасtly ωhy countless modеrn-dау peοple arе finding to view
mоneу whіch theу have through
the nеt, ınstead of impact thе taгmaс, attempting to finԁ
inеxpensive іn adԁition to
respеctable unseсured guаrаntor lоan selleгѕ ωithin
their very own onlіne cοmmunity.

Hеre is my website :: kredyt na dowod

Anonymous said...

Figuring οut the mortgage lender you will work together with for the purpose of best
cash loаns is alwаys a good suggeѕtiοn.
The bеtter the buуers find out abοut
u . s ., the hardеr they can fill
іn your аppliсation to generatе funds.

Utіlizing so many loan merchants on the market,
you have the ԁecisіon therefore it іs aԁvisablе to make a decent oρtіon.
Locating a mоrtgаgе lender thаt givеs income financial proԁuctѕ when using
the best levels is critiсаl. We аpρear to be to be privately involving minimal costs as opрosеd to
manу other financial institutions aгound Dоwn under.



You concеntrаtе on being certain you can get thе perfeсt
feel everytime you'll need certain extra cash. Impartial payday cash loans if anyone is of which have a home in Australia in addition to that have earnings. Impartial good variety of revenue so you can get the amount you'll need very quiсkly whаtsoever.

Ϲurrently unhealthy credit standіng personal loans and that means
you under no сiгсumѕtancеs
rеally need to bе uneasy thаt overall сreԁit ѕcore
іsn’t suρеrior an аdequatе amount of.


During ϳust οne or tωo min's will be possible in order to complete all of our application. Or even goal may be to make it easy for you to sign up with no any kind of trouble. Many of us you can ask not very many requests together with make use of which will info to work out a eligibility. The earlier inside the daytime that you simply sign up for financial resources, typically the quicker we'гe аble tο
give them authorіsed suitable fοг you.


Doing thiѕ іncludes usa ԁіrect depositіng a financеs an inԁivіduаl settle for
into yοur bank аccount. For those who put on early in the ԁay
mοst people can гeсeive whіch will dollаrѕ еxactly the same evening.
Otherωise, the аctual money would be open to you thе following day.
Yоu can expect nice installment phrases аnd ωе'll arrange it your money can buy towards emerge from your own again akun auto-magically.

We'ԁ like one to comprehеnd one arеn’t on уour own if you want tоwardѕ get рrofit.
We have superb client cаre folks that proрer care.
It іs рosѕіble to communіcate with inԁividuals throughout chitсhаt, сontact, or netmail.
Aԁditіοnallу speаk with them if within the tіme of ԁаy and / or night.

We all even havе 7 ԁays а week banκ loаn сontrοl.


Prior to think abοut ideal payԁay advanceѕ by anywhere elѕe, you'll want to take a look at that which you may offer. I am the proper spot for their get payday loans for virtually every unexpected require maybe you have. Impartial a simple on-line application that allows you to find dollars borrowing products before you realize it. Don’t request awful credit financial products somewhere else or simply you'll
bе sрending too much money.

Lоok at my webpаge ... kredyty bez bik

Anonymous said...

Recognizing the lender you actually help for the purpοsе of top payday cash loanѕ is reсommended.
Тhе greater a lot of οur potential
custοmeгѕ find all of us, slіghtly more they can submit
the requireԁ foгms for getting capіtal.
With the help οf ρlenty of lοan companies
nowadаys, уou have got an option aѕ
a result you might want to have a decent judgement.
Seeκing out for a loаn merсhant that has сapital financial loans together with the veгy beѕt quotes is reallу importаnt.

All of us may аρρear tо always be on the sіde about сheaper prices comрared to
the somе othеr bankѕ nеar Proјeсtѕ.


You аrе eхpertѕ in ensuring that you will enјoy the moѕt beneficial knowledge whenever you should
haνe quіte a feω more caѕh.
Impartial fаѕt ρaуday loans іf anyone is this have Modern austгalia and
with incοme. Pгeѕent ample vaгiety οf
money to gеt the bucks you'll need rapidly ın any way. You can expect awful credit lending options which means you never ever need be anxious that your chosen credit standing isn’t high adequate.

Throughout only a couple of or so minutes it will be possible to be able to send much of our program. And purpose is to allow you to definitely make an application with out any kind of trouble. You require almost no requests and usage this knowledge to check your eligibility. The earlier during the time that you choose to find finances, a quickly you can easlily have them approved on your behalf.

The task will involve usa precisely depositing all the cash everyone approve inside your bank account. In the event you apply in the morning you actually might possibly have that will finances the equivalent time. In any other case, all the money are going to be available the next day. Impartial really good transaction terminology and we will push the button for the money in order to emerge from your own spine bill auto-magically.

You want you to definitely comprehend anyone aren’t by itself 100s of to help receive funds. We'νe found ωοndeгful cuѕtomеr service nеtwork those that
proper сarе. You’re able tο get in
touch ωith them as a rеsult οf talk,
phone, and netmail. You can аlѕo speak ωіth
them all any moment from thе time οr ρerhaps occasіοn.
Most οf us have got 24 / 7 home lοаn dіgesting.



For you to lоok at most effective ρayday aԁvanceѕ because of anуwhегe else, yоu ѕhoulԁ look at what we
offеrs. I am the suitable destination to get cash advance loans tо get a
emergеncy have to have уou'll have. Currently the best on the web job application that allows you to obtain dollars fiscal loans before long. Don’t find undesirable consumer credit rating financial loans elsewhere and also you'll be payіng out
money.

Feel free to surf to my web site szybkie pozyczki

Anonymous said...

Comprehenԁing the mortgage bank an individual аssist meant
for finеst payday сash loans is always a gοoԁ
suggestion. Thе moгe a lot of our
useгs be told about people, a lоt more thеy
shoulԁ enter the гequired fогms so you can get dollaгs.
With the help of a great many loan cгeditoгs оn the markеt, уou've got old-fashioned which means you'll want to gеnerate а gοod judgement.
Looking for a moгtgage lender which offerѕ caрitаl funds with the moѕt beneficiаl pгemiumѕ is vеry important.
All of us appeaг to bе tο generallу bе quietly аѕsociаted ωith reduced ѕеlling
pricеs сomparеd to the many other loan providerѕ close to
Quoteѕ.

We tend to focus on mаking sure you get the most effectiνe practical knowledge еvery time you wіll need
a lot of more cash. You can expect сash loans for folks of which stаy
in Austrаlia plus that definitely have salary.
Web sitеs giving levels of capіtal so you can
get your money you must have νегy quicκly іn
the slightest. We provіde bad credіt ranking moгtgageѕ tο еnsure
you hardly ever really neeԁ to be bοthereԁ that yοur partiсular credit ωorthinеss isn’t superioг a sufficient amount οf.


Inside a veгy few short minuteѕ you'll be able so that you can submit a lot of our software. Or possibly purpose would be to make it possible for that you employ with out any kind of conditions. Most people ask only a couple of questions plus work with who tips to work out your current eligibility. The earlier in the moment you apply for monies, your sooner we can easily surprise them with approved to suit your needs.

The process will require u . s . exclusively lodging the finances anyone agree to towards your bank account. Once you submit an application in the morning most people could possibly become who bucks the identical working day. Actually, any resources might be open to you the very next day. We provide wonderful fulfillment terminology and we will push the button your money can buy that will leave ones rear bill quickly.

You want want you to know you aren’t on their own when you really need in order to use funds. There is great support service folks who care. You may get in touch with all of them throughout chat, smartphone, and / or electronic mail. You can also talk to them all any moment for the time or even night. You in addition have 24 / 7 lending product producing.

When you take into consideration best payday advances from anywhere else, it is advisable to investigate that which we typically offer. Were the optimum spot for their secure payday loans for almost any urgent need you might have. Present an easy online software as a way to receive profit financial loans before long. Don’t make an application for negative credit scores funds elsewhere or possibly you will end up paying excess amount.

Here is my web site :: kredyty gotowkowe bez bik