Онтология проектирования
2024. — Выпуск 4
Содержание:
В первой части статьи обсуждается книга президента учёного Э. Ларсона «Миф об искусственном интеллекте», посвященный разоблачению мифов об искусственном интеллекте. Эти мифы, история которых насчитывает более половины века, заключаются в том, что возникновение человекоподобного («сильного») искусственного интеллекта, а в перспективе и сверхинтеллекта неизбежно неизбежно, и оно произойдёт как бы само собой — в результате постепенной эволюции систем искусственного интеллекта. Критика этих мифов ведется в книге по всем направлениям: научному и социальному. Показано, что машинное обучение не ведет к сильному искусственному интеллекту, а миф об искусственном интеллекте ослабляет веру в человеческий потенциал. Во второй части статьи определение проблемы понимания. Предлагается концепция когнитивной семантики, основанная на идеях Дж. Лакоффа, С. Пинкера, А. Дамасио и А. Сета. В частности, следует отметить, что: понимание — это интерпретация в терминах мира, картины человека; картина мира строит наш мозг, и она структурируется посредством категоризации опыта человека; значения (смыслы) строятся раньше, чем строятся понятийные структуры; в основе результатов лечения биологических и социальных целей; в когнитивных процессах задействованы не только мозг, но и тело, понимание, связанное с действиями в окружающей среде, знания о которых присутствуют в картине мира. В заключении статьи указываются тупики, трудности и опасности на пути к сильному искусственному интеллекту.
Ключевые слова
В информационном обществе по мере расширения и углубления предметной области человеческой деятельности происходит её непрерывная формализация, которая основана на онтологических моделях технических и естественных систем. Полнота информации о сложной предметной области, воспринимаемая пользователем, влечёт его информационную перегрузку. Данное обстоятельство способствует применению алгоритмов, представляющих информацию о предметной области в сжатом виде. В работе вводятся модифицированные показатели и качественные критерии, которые позволяют оценить возможность появления ошибок при сжатии информации о предметной области и оценить антропомерность интерфейса при использовании задаваемых экспертами пороговых значений показателей, как для алгоритмов искусственного интеллекта, так и для пользователей. Предложен метод количественной оценки антропологического воздействия интерфейсов прикладного уровня на этапе проектирования программно-аппаратного обеспечения. Метод включает восемь этапов, на которых оценивается понятность интерфейса программно-аппаратного обеспечения для адресатов: алгоритмов искусственного интеллекта и пользователей. Предложенный метод позволяет уменьшить вероятность создания деструктивного программно-аппаратного обеспечения.
Ключевые слова
Проектирование информационных моделей при разработке автоматизированных систем включает построение моделей «сущность-связь», задающих классы сущностей и межклассовых отношений типа «предок-потомок», которые служат концептуально-онтологической основой для последующего создания баз данных. Рассматриваются аспекты отражения в моделях «сущность-связь» семантических ограничений предметной области, накладываемых на отношения между сущностями. Выделяются особые отношения между классами сущностей, названные отношениями множественного предка (МП), в которых для одного экземпляра сущности-потомка возможно несколько экземпляров сущности-предка. Анализируются возможные семантические ограничения, возникающие в этих условиях, и порождаемые ими аномалии. На основе введённых понятий линии восходящего родства и МП-предиката строится формализация МП-целостности. Приводятся примеры задания формальных МП-ограничений: положительных (требующих совпадения экземпляров предка), отрицательных (требующих несовпадения экземпляров предка), смешанных. Исследуется взаимное влияние нескольких МП-ограничений с частично пересекающимися линиями восходящего родства. Оценивается возможность реализации МП-ограничений в реляционных моделях баз данных.
Ключевые слова
Для всех этапов лечебно-диагностического процесса необходим мониторинг состояния пациентов. На этапе лечения задачами мониторинга являются оценка эффективности тактики лечения и его безопасность: отсутствие осложнений и нежелательных последствий от приёма медицинских препаратов или процедур и их сочетаний. Для улучшения взаимодействия врач - пациент и качества лечебного процесса необходимо создание интеллектуальных средств мониторинга. В мониторинге по информации о пациенте с помощью формализованных знаний предметной области требуется определить, результаты каких наблюдений и в какие моменты времени покажут, является ли состояние пациента отличающимся от прогнозируемого. Цель исследования - разработать онтологию для формализации знаний, применяемых для выбора и объяснения параметров мониторинга в процессе лечения. Выделены основные связи понятий, достаточные для решения задач мониторинга состояния пациента в процессе лечения. На их основе построен онтологический граф для класса задач мониторинга в медицине. Описан метод построения графов знаний для произвольных заболеваний, а также процесс рассуждения для определения состояния, отличного от ожидаемого. Показаны процесс рассуждения и выдача рекомендации. Предложенный подход положен в основу системы поддержки принятия решений для этого класса задач, где параметры мониторинга могут изменяться с учётом стадии лечения, состояния и особенностей пациентов.
Ключевые слова
Изложены теоретические основы предлагаемого подхода к автоматизированному решению позиционных задач на пересечение геометрических объектов в евклидовом пространстве. Создан понятийный аппарат, основанный на понятиях и определениях, относящихся к известному в теории множеств отношению эквивалентности. Понятийный аппарат включает: отношение эквивалентности, вводимое на множестве геометрических объектов евклидова пространства; размерность и факторизацию множества объектов путём представления его как множества классов эквивалентности; проецирующее фактор-множество пространства. Приведено обоснование теоретико-множественного представления операции проецирования и разработаны на основе этого представления конструктивные алгоритмы решения позиционных задач на пересечение геометрических объектов пространства. Конструктивные алгоритмы реализованы в программной среде САПР КОМПАС-3D. Теоретические основы и анализ функционирования алгоритмов позволили определить понятия «геометрическое моделирование» и «3D-моделирование». Предлагаемый подход к автоматизированному решению позиционных задач по существу представляет собой 3D-моделирование этих решений, которое основано на создании виртуальной модели определённого решения. В работе приведены примеры автоматизированного 3D-решения позиционных задач на пересечение с описанием алгоритмов их конструктивных решений, а также примеры практического использования алгоритмов.
Ключевые слова
Для регулирования пешеходного и транспортного потоков на перекрёстках внедряются системы, которые используют модели, обеспечивающие изменение временных промежутков работы сигналов светофоров в зависимости от количества пешеходов и автомобилей, находящихся на перекрёстке. Подобные системы содержат видеокамеры, фиксирующие передвижение участников дорожного движения, что позволяет улучшить контроль и регулирование дорожного движения в режиме реального времени. В данной работе представлена информационно-аналитическая система управления транспортным и пешеходным потоками, которая основана на нейронной модели YOLO , позволяющей распознать объекты. В этой системе выполняются следующие операции: преобразование исходного изображения в градации серого; размытие изображения по Гауссу; детектирование границ объектов с помощью фильтра Канни и нечётко-логического метода детектирования контуров объектов; контурная обработка, в процессе которой каждому найденному контуру присваивается определённый номер. Нейронная сеть сопоставляет обнаруженные контуры с данными из обучающей выборки и принимается решение о том, является ли рассматриваемый объект человеком или автомобилем. Приведены результаты экспериментальных исследований описанных алгоритмов для решения задачи распознавания объектов. В экспериментах использовалось модификация ранее разработанного программного обеспечения и изображения перекрёстков с пешеходными переходами, взятые с видеокамер, установленных на улицах города Курска. По результатам экспериментов показатель точности распознавания объектов составил 72,4%.
Ключевые слова
В статье представлена новая версия электронного корпуса татарского языка, модернизированная на основе модели лингвистического графа знаний тюркских языков. Новая версия корпуса позволяет описать информацию на разных лингвистических уровнях: морфонологическом, синтаксическом и семантическом благодаря представлению лингвистической информации в виде графов знаний. Такой способ представления повышает функциональные возможности работы с корпусом, позволяет производить поиск по запросам, содержащим синтаксическую и семантическую информацию. Особенность реализации электронного корпуса заключается в том, что использованная модель в наибольшей степени соответствует структурно-функциональным особенностям тюркских языков и используется в качестве основы для создания ряда программных продуктов, связанных с семантической обработкой текста на тюркских языках. В частности, к таким продуктам относятся лингвистический портал «Тюркская морфема» и новая версия электронного корпуса татарского языка «Туган тел».
Ключевые слова
В статье описывается подход и программное средство для автоматизированного пополнения предметно-ориентированных графов знаний новыми фактами, извлечёнными из семантически аннотированных табличных данных. Для семантического аннотирования столбцов таблиц предлагается использовать комбинацию из трёх эвристических методов, использующих результаты распознавания именованных сущностей в ячейках, лексическое сопоставление и группировку характеристик. Предлагаемый подход реализован в виде специального обработчика, входящего в состав программной платформы Talisman . Представлен пример и экспериментальная оценка предлагаемого подхода на этапе семантического аннотирования столбцов с использованием тестового набора табличных данных, который включает шесть тематических категорий: «сотрудники организации», «открытые вакансии», «рынок автомоделей», «известные учёные», «продажа книг», «рейтинг теннисистов». В качестве метрик оценки использовались точность, полнота и F -мера. Итоговая оценка по всем шести категориям составила: точности - 79%, полноты - 63%, F -меры - 70%. Полученные результаты показывают перспективность использования разработанного подхода для пополнения предметно-ориентированных графов знаний новыми фактами, извлечёнными из семантически аннотированных табличных данных. Приведены ограничения предлагаемого подхода.
Ключевые слова
Рассматривается развитие технологий сбора данных и осложняющие этот процесс особенности. Представлены методы фокусировки различного уровня: от управления границами сканирования до использования различных свойств веб-страниц. В данной работе термин «фокусировка» используется для более точной передачи специфических особенностей процесса целенаправленного сбора и обработки открытых данных социальных медиа. Описываемый процесс является многоступенчатым, и для его организации используются механизмы адаптивного управления, которые относительно заданной цели имеют разнонаправленный характер. В процессе управления задаваемые ограничения сужаются или расширяются, т.е. фокусируются на заданной цели. Представлен опыт проектирования архитектуры и программной реализации функций информационной системы, позволяющей производить автоматизированный фокусированный сбор и обработку открытых данных социальных медиа.
Ключевые слова
В статье описаны возможности сетевого подключения и архитектуры интерактивного приложения, предназначенного для поддержки принятия многокритериальных решений на основе метода уверенных суждений С.А. Пиявского. Приводится описание следующего раздела этого метода, который необходим для раскрытия темы статьи в форме, ориентированной на компьютерное представление данных и знаний. Рассматриваемое приложение обеспечивает обеспечение и доступ к банку универсальных факторов, важных для Европы, и реализует эффективные информационные технологии принятия решений, основанные на методе уверенных заключений. Методика включает в себя следующие этапы: составляет альтернативный список решений с применением каждого из них по набору девятых чисел; построение политики выбора, определяющей внешнеполитическое положение по важности для лица, принятия решения; нормализация постановки многокритериальной задачи в соответствии с определением оптимизации математической модели; измерение каждого альтернативного решения в рамках этой модели; отбор лучших альтернативных решений. Приложение автоматически согласовывает создание и редактирование списка альтернативных решений с определением границ принятия политических решений и выбирает решения всех этапов обратными связями через пользователя. Функциональное наполнение рассматриваемого приложения представлено схемой взаимосвязи основных активностей приложений и их продуктов и UML-диаграммой вариантов использования приложений. Архитектура приложений описана в виде интеллект-карт. Приложение реализовано на платформе табличного процессора Excel и языка программирования VBA. Основной целью такого выбора было обеспечение доступности и облегчение освоения передовой методики принятия многокритериальных решений с широким кругом пользователей, использующих Excel в своей профессиональной работе.
Ключевые слова
На примере кожухотрубчатого теплообменника описывается создание онтологии предметной области, позволяющей в зависимости от теплоносителя (аммиак, метанол), технологических условий теплообмена (давление, температура) и геометрических параметров теплообменника (диаметр аппарата) выбрать тип теплообменника (с неподвижными трубными решётками, с компенсатором, с U-образными трубками). Онтология предназначена для использования при проектировании химико-технологических систем на этапе их аппаратурного оформления. Представлена функциональная модель, описывающая основные стадии и информационные потоки аппаратурного оформления химико-технологических систем. Каждая стадия аппаратурного оформления осуществляется с помощью информационной модели, позволяющей преобразовать входной информационный поток в выходной. Описана информационная модель выбора типа теплообменника. Модель представлена продукционными правилами и состоит из операторов определения: материала элементов теплообменника в зависимости от теплоносителя, исполнения по материалу, типа теплообменника. Прототип описанной информационной модели реализован в редакторе онтологий Protégé . Приведена онтология и пример запроса на определение типа теплообменника при заданном теплоносителе и технологических параметрах процесса теплообмена. Данные для создания онтологии взяты из нормативных проектных документов. Сделан вывод о целесообразности использования онтологического подхода при создании «умных» проектных документов, в том числе стандартов и технических условий, которые понятны человеку и компьютеру.
Ключевые слова
Для принятия решений требуется подробная проработка и анализ путём оценки и сравнения различных альтернативных вариантов решений. Такие задачи характеризуются наличием нескольких критериев, по которым происходит сравнение. Вариативность параметров и условий принятия решения послужили причиной создания большого числа методов, способствующих эффективному осуществлению этого процесса. Известно несколько сотен многокритериальных методов принятия решений. При их практическом использовании сложно произвести отбор наиболее подходящего метода. В связи с этим, работы по анализу, классификации и систематизации многокритериальных методов принятия решений являются актуальными и востребованными, так как на них опираются лица, принимающие решения, и разработчики систем поддержки принятия решений. В большинстве классификаций акцентируется внимание на методологиях и целях методов, оставляя без рассмотрения присущие им ограничения. В статье делается попытка систематизировать основные многокритериальные методы принятия решений с учётом их ограничений. В работе проведён анализ наиболее распространённых методов и их классификаций. По результатам выявленных ограничений предложена классификация многокритериальных методов принятия решений и правила для их отбора. Применение данного подхода может позволить повысить обоснованность выбора методов и, как следствие, эффективность принимаемых решений.