Лекция № 2 САПР, ИИ, ВР и ИИТ

1. Лекция № 2

Системы автоматизированного
проектирования. Системы искусственного
интеллекта. Системы виртуальной
реальности. Интеллектуальные
информационные технологии.

2. САПР

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ

3.

САПР - современные средства вычислительной техники,
новые способы преставления и обработки информации,
создание новых численных методов решения инженерных
задач и оптимизации
Системы автоматизированного проектирования дают
возможность
на
основе
новейших
достижений
фундаментальных наук обрабатывать и совершенствовать
методологию проектирования, стимулировать развитие
математической теории проектирования сложных систем и
объектов.

4.

Проектирование
это
процесс,
заключающийся
в
преобразовании исходного описания в окончательное на основе
выполнения работ конструкторского, исследовательского и
расчетного характера.

5. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.
Предпроектная стадия (НИР) - изучаются потребности, анализируются
ресурсы, основные принципы построения и формируются техническое
задание для изделий.
2.
Стадия эскизного проекта (ОКР) – опытно-конструкторские
проверяется корректность и реализуемость основных принципов.
3.
Стадия технического проекта - выполняется всесторонняя проработка всех
частей проекта и детализируются все технические решения.
4.
Стадия рабочего проекта - формируется вся необходимая документация для
изготовления изделий.
5.
Стадия испытаний – проводятся приемочные испытания.
6.
Стадия опытной эксплуатации - 5 и 6 стадии позволяют выявить недостатки
и уточнить технические решения.
7.
Стадия внедрения - передается вся необходимая документация для выпуска
готового изделия.
работы,

6. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР

1. Очень высокая производительность вычислительной техники(ВТ).
2. Требуется высокая точность расчетов (использовать 32-разрядные,
64-разрядные и (выше) машины с большой тактовой частотой).
3. Техника должна иметь чрезвычайно развитую
аппаратуру («мышь», диджитайзер, сканеры и т.д.).
периферийную
4. Комплекс технических средств должен позволять параллельную
разработку подсистем проектируемой системы одновременно
разными конструкторами.
5. Единая конструкторская база данных, установленная на сервере.
6. ВТ должна обеспечивать необходимый уровень секретности и защиты
информации.

7. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР

1. Программное обеспечение должно позволять сетевую работу в рамках
САПР. Программное обеспечение чаще всего имеет не один пакет ПП, а
состоит из очень большого количества ППП. В рамках САПР ни одна
проблемно-ориентированная подсистема- совокупность программного,
информационного, технического, организационного и других видов
обеспечений. Подсистему обычно размещают на одном компьютере.
2. Программное обеспечение САПР чрезвычайно дорогое. Чаще всего
САПР разрабатывают для группы предприятий. САПР должно легко
подстраиваться под конкретного пользователя.

8.

САПР
Система автоматизированного проектирования
8

9.

САПР – это автоматизированная система,
реализующая информационную технологию
проектирования и состоящая из комплекса
технических, программных и других средств
автоматизации деятельности человека.
По английский САПР – это CAD (Computer-Aided
Design) – проектирование с помощью
компьютера.
Цель создания САПР – повышение эффективности
труда проектировщика (инженера, конструктора,
дизайнера и т.д.)
Основные задачи:
Вторник, 2 февраля 20XX г.
Сокращение трудоемкости планирования и
проектирования
Сокращение сроков проектирования
Сокращение себестоимости проектирования
Сокращение затрат на моделирование и испытание
системы
Повышение
Образец текста нижнего
колонтитула качества результатов проектирования
9

10.

Система Автоматизированного ПРоектирования
является важной частью процесса проектирования.
Прежде чем тратить какие-либо физические ресурсы,
САПР воплощает вашу идею в жизнь в цифровом
мире.
САПР в основном используется для детальной
проработки 3D моделей или 2D-чертежей физических
компонентов, но и также используется на протяжении
всего процесса проектирования до определения
методов изготовления компонентов.
Вторник, 2 февраля 20XX г.
Образец текста нижнего колонтитула
10

11.

призматические модели
типы САПР:
2D CAD (плоские чертежи продукта),
2.5D CAD (призматические модели),
3D CAD (3D объекты),
3D каркасное и поверхностное моделирование
3D твердотельное моделирование
каркасное
Вторник, 2 февраля 20XX г.
поверхностное
Образец текста нижнего колонтитула
твердотельное
11

12. Примеры решений, полученных с помощью САПР

2D
• Трехмерные изображения зданий
• Рабочие чертежи
• Схемы электронных устройств
плоские чертежи

13.

На сегодняшний момент
разработано множество
компьютерных программ,
позволяющих работать с 3D
графикой. Люди разных
профессий: дизайнеры,
конструкторы, визуализаторы,
применяют их в
проектировании. Самый первый
метод, используемый в
конструировании 3D объектов –
полигональное моделирование,
оно же самое распространённое
при проектировании
интерьеров, зданий, среды
обитания человека.
13

14.

Любые полигональные фигуры, состоят из граней плоскостей (полигонов),
объединённых в один элемент с помощью вершин:
Ребро (edge) – это прямая, соединяющая между собой две точки и ограничивает
плоскость полигона;
Вершина (vertex) – это вершина плоскости, которая представляет собой полигон, и
точка пересечения ребер;
Грань или полигон (face) – плоскость, состоящая из треугольных или
четырёхугольных ячеек, образующих сетку. Количество ячеек неограниченное.
Вторник, 2 февраля 20XX г.
Образец текста нижнего колонтитула
14

15.

Все объёмные тела имеют свой каркас, который составляет основу модели: с его помощью
можно редактировать изделие, менять форму, вытягивать, передвигать и т. п.
На начальном этапе конструирования, создаются низкополигональные модели, что даёт
возможность сократить время на обработку данных. При этом уровень детализации будет
невысоким. Чтобы создать модель с более проработанной детализацией, необходимо
увеличить число полигонов, такое изделие будет называться высокополигональным.
Метод применяется, когда необходимо создать точную копию объекта.
низкополигональные
высокополигональные
Вторник, 2 февраля 20XX г.
Образец текста нижнего колонтитула
15

16.

Конструирование происходит в несколько уровней, по стандартной схеме,
путём постепенного увеличения полигонов.
Вторник, 2 февраля 20XX г.
Образец текста нижнего колонтитула
16

17.

Сначала, создаётся базовая
форма изделия.
• После этого, добавляются
фаски для уточнения формы.
• И в завершении,
прорабатываются все детали,
поверхность сглаживают.
фаски
Вторник, 2 февраля 20XX г.
Образец текста нижнего колонтитула
17

18.

Проектирование моделей с помощью полигонов является самым распространённым
методом создания сложных объёмных конструкций. В этом случае работа проводится
с полигонами, производя различные манипуляции можно менять форму, размер,
создавать более сложные объекты. Область применения полигонального
моделирования весьма обширная, от проектирования фигур человека, растений,
животных, до создания сложных архитектурных форм.
16.04.2026

19. Искусственный интеллект и системы искусственного интеллекта

20. Понятие ИИ и системы ИИ

А. Тьюринг, 1950г., “Могут ли машины мыслить”: если человек не сможет отличить в процессе общения машину
от человека, то машина обладает интеллектом …
Искусственный интеллект - раздел информатики, включающий разработку
методов моделирования и воспроизведения с помощью ЭВМ отдельных
функций творческой деятельности человека, решение проблемы
представления
знаний
в
ЭВМ
и
построение
баз
знаний, создание экспертных систем, разработку
интеллектуальных
роботов.
Интеллект – способность мышления, рационального познания,
способность
принять эффективное решение в данной ситуации
(эффективное: быстрое? дальновидное? экономичное? …).
Система ИИ – система, способная принять решение, сравнимое по
эффективности с решением человека в данной ситуации.

21. Понятие ИИ и системы ИИ

Системы
искусственного
разума
базируются
на
математической
интерпретации
деятельности
нервной
системы во главе с мозгом человека и
реализуются в виде нейроподобных сетей на
базе
нейроподобного элемента
– аналога нейрона.

22. Схема строения нейрона

Нейрон
основная
-
нервная
клетка,
структурная
и
функциональная единица нервной
системы.
Нейроны
проводят
нервные импульсы от рецепторов
в центральную нервную систему,
от центральной нервной системы к
исполнительным
органам,
соединяют между собой несколько
других нервных клеток.
Нейрон имеет тело (сому) – 1, дерево
входов (дендриты) – 4 и выходов
(аксон и его окончания) – 2. Начальный
сегмент аксона – 3, прилегающий к
телу клетки. Иногда этот сегмент
называют аксонным холмиком. По
мере
удаления
от
клетки
он
постепенно сужается и на расстоянии
нескольких десятков микрон на нем
появляется
миэлиновая
оболочка,
имеющая
высокое
электрическое
сопротивление.
На
соме
и
на
дендритах располагаются окончания
(коллатерали) (5) аксонов, идущих от
других нервных клеток. Каждое такое
окончание имеет вид утолщения,
называемого синаптической бляшкой,
или синапсом.

23. Схема строения нейроподобного элемента

Взвешенные весами связей входные
сигналы поступают на блок суммации,
соответствующий телу клетки, где
осуществляется их алгебраическая
суммация и определяется уровень
возбуждения нейроподобного
элемента S:
n
На нейроподобный элемент
поступает набор входных сигналов
x1...хn (или входной вектор ),
представляющий собой выходные
сигналы других нейроподобных
элементов. Каждый входной сигнал
умножается на соответствующий вес
связи w1…wn – аналог
эффективности синапса.
S = ∑ w i xi
i= 1
Выходной сигнал нейрона у
определяется путем пропускания
уровня возбуждения S через
нелинейную функцию f:
y= f (S − θ )
где θ — некоторое постоянное
смещение (аналог порога нейрона).

24. Нейроподобные сети

Нейроподобные сети являются одним из самых перспективных
направлений в области ИИ и постепенно входят в бытность людей.
Сети первой группы используются для распознавания образов,
анализа и синтеза речи, перевода с одного языка на другой и
прогнозирования.
Сети второй группы используются как системы управления в
реальном времени несложных объектов.
Сети третьей группы, являющиеся дальнейшим развитием
предыдущих, представляют собой нейроподобные системы и
нацелены они на создание виртуальных личностей,
информационных копий человека, средой обитания которых
является глобальная сеть Интернет.

25. Системы ИИ

Какие же задачи, решаемые техническими системами, можно
рассматривать как конституирующие ИИ?
К системам ИИ относятся те, которые, используя заложенные в них
правила переработки информации, вырабатывают новые схемы
целесообразных действий на основе анализа моделей среды,
хранящихся в их памяти. Способность к перестройке самих этих
моделей в соответствии с вновь поступающей информацией
является свидетельством более высокого уровня ИИ.
Наличие собственной внутренней
модели внешнего мира
Способность пополнения
имеющихся знаний
Способность к
дедуктивному выводу
Умение оперировать в ситуациях,
связанных с различными
аспектами нечеткости
Системы ИИ
Способность к диалоговому
взаимодействию с
человеком
Способность к адаптации

26. Системы ИИ

Системы искусственного интеллекта
Системы
автоматического
проектирования
Системы
естественноязыкового общения
Обработка визуальной
информации, как в
плоскости, так и в
пространстве
Реализация процесса
общения систем на
естественном языке
Экспертные
системы
Моделирование действий
эксперта человека при
решении задач в узкой
предметной области:
составление базы знаний и
накопления их
Системы речевого
общения
«Текст – Речевой сигнал»,
«Речевой сигнал – Текст»
Системы обработки
визуальной информации
«Изображение – Текст»,
«Текст - Изображение»

27. Системы ИИ

Структура идеальной экспертной системы
База
знаний
Модуль
приобретения
знаний
Механизм
логического
вывода
Модуль
советов и
объяснений
Пользовательский интерфейс
Ввод данных
Замечания, объяснения
Определение,
модификация,
дополнение

28. Системы ИИ

Участники создания экспертной системы
Разработчик
инструмента
Предметный
эксперт
Разрабатывает
Проверяет, расширяет
Спрашивает
ЭС
Использует
Инженер по
знаниям
Средства
построения ЭС
Использует
Разрабатывает,
уточняет,
тестирует
Добавляют
информацию
Клерки
Конечный
пользователь

29. Системы ИИ

Системы речевого общения
Акустические характеристики тесно связаны с особенностями их
образования. Речевой аппарат человека состоит из 2-х параллельных
каналов: речевого и носового, которые образуют единую акустическую
систему. В настоящее время разработано уравнение, описывающие
работу этой системы.
Уравнение Вебстера.
S(x) - функция площади сечения голосового тракта вдоль оси
распределения волн;
x - ось распределения волн;
p - давление, создаваемое в канале;
c - скорость звука в среде распространения волн.

30. Системы ИИ

Системы обработки визуальной информации
Система анализа изображений
Блок управления и
принятия решений
Пользователь
База знаний
Декларативные
знания
Подсистема
хранения и
обработки
изображений
Общая память
Процедурные
знания

31. Проблемы ИИ

Первая проблема связана с возможной потерей стимулов к
творческому труду в результате массовой компьютеризации или
использования машин в сфере искусств.
Вторая проблема носит более серьезный характер. Состоит она в
следующем. Уже сейчас существуют машины и программы, способные
в процессе работы самообучаться, т. е. повышать эффективность
приспособления к внешним факторам. В будущем, возможно, появятся
машины, обладающие таким уровнем приспособляемости и
надежности, что необходимость человеку вмешиваться в процесс
отпадет. В этом случае возможна потеря самим человеком своих
качеств, ответственных за поиск решений.
Нанотехнология, роботы и ИИ полностью освободят человека от физического и
умственного труда, в связи с этим эра господства человека заканчивается и на
арену выходит новая сила - ИИ. В связи с тем, что ИИ превзойдет человеческий, то
мы уже не сможем быть в развитии впереди него. А нам следует готовиться к
новым условиям, люди будут по отношению к искусственному разуму так, как
животный мир по отношению к нам.

32. Юридический факультет

Системы виртуальной
реальности
1. Понятие и типы систем виртуальной реальности
2. Имитация тактильных и осязательных ощущений
3. Понятие мозгового интерфейса
4. Понятие трекинга

33.

1. Понятие и типы систем виртуальной
реальности
Под системами «виртуальной реальности»
имеют в виду компоненты, которые
способны более полно в сравнении с
привычной компьютерной системой
имитировать взаимодействие с виртуальной
средой, при помощи влияния на все пять
органов чувств человека.

34.

1. Понятие и типы систем виртуальной
реальности
Картинка формируется монитором с
цветовым смещением (анаглиф). Также
может использоваться поочередная
демонстрация для каждого из глаз своей
картинки

35.

1. Понятие и типы систем виртуальной
реальности
Ана́глиф - метод получения стереоэффекта для стереопары обычных
изображений при помощи цветового кодирования изображений,
предназначенных для левого и правого глаза. Для получения эффекта
необходимо использовать специальные (анаглифи́ческие) очки, в
которых вместо линз вставлены специальные светофильтры, как
правило, для левого глаза - красный, для правого бирюзовый. Стереоизображение представляет собой комбинацию
изображений стереопары, в которой в красном канале изображена
картина для левого глаза (правый её не видит из-за светофильтра), а в
бирюзовом (сине-зелёном) - для правого. То есть, каждый глаз
воспринимает изображение, окрашенное в противоположный цвет.

36.

Анаглиф изображения

37.

1. Понятие и типы систем виртуальной
реальности
Чтобы индивидуально погрузиться в
виртуальный мир, необходим широкий угол
обзора, а также смена направления взгляда с
поворотом головы, таким образом, чтобы
изображение находилось перед глазами, что
формирует шлем виртуальной реальности со
встроенными гироскопами. Кроме этого
применяется виртуальный ретинальный
монитор

38.

1. Понятие и типы систем виртуальной
реальности
В настоящее время наиболее совершенной
системой виртуальной реальности считается
проекционная система, которая выполнена в
компоновке с комнатой виртуальной
реальности (CAVE). Под ней имеется в виду
особая комната, на каждую из стен которой
проецируется 3D-стереоизображение

39.

1. Понятие и типы систем виртуальной
реальности

40.

Средства «виртуальной реальности»
VR-перчатка
VR-шлем
3D-очки

41.

Типы систем виртуальной реальности
Кабинный симулятор (cab simulator),
который порожден автомобильными или
авиатренажерами. Пользователь может сесть
в кабину, видя при этом в окне дисплей
компьютера, на который выводятся
определенные ландшафты: когда
прокручиваются управляющие ручки (рычаги
или руль), ландшафт на дисплее при этом
будет меняться

42.

Типы систем виртуальной реальности
Система искусственной реальности (artificial, projected
reality), в которой зрители могут увидеть настоящие
видеозаписи друг друга, которые встроены в виртуальное
пространство трехмерных образов. Такие системы не
нуждаются в головных дисплеях. Технология сочетания видео и
компьютерной графики в реальном времени послужила основой
для технологии виртуальных студий. Суть ее заключается в
том, что в реальном времени картинка на экране телевизора
складывается из видеозаписей участников передачи (которые
реально находятся в пустой студии) и трехмерных мирах,
которые компьютер может генерировать и соединять с данной
видеозаписью

43.

Типы систем виртуальной реальности
Система "расширенной" реальности
(augmented reality), в которой картинка на
экране головного дисплея является
прозрачной, поэтому зритель видит
синхронно и свое настоящее окружение, и
виртуальные объекты, которые генерируются
компьютером на экране

44.

Типы систем виртуальной реальности
Система телеприсутствия
(telepresence) применяет видеокамеры
и микрофоны, обеспечивающие
погружение в виртуальное окружение
зрителя, который или сморит в
дисплей шлема, который объединен с
подвижной камерой на платформе,
или управляет джойстиком без шлема

45.

Типы систем виртуальной реальности
Настольная ВР-система (desktop VR), которая
формирует ВР при помощи огромных мониторов или
проекторов. Они представляют собой отличный
вариант при проведении бизнес-презентаций, так как
вместо шлема необходим лишь джойстик, мышка или
шаровой манипулятор, с помощью которых для
пользователя представляется возможным
поворачивать трехмерную модель на все 360
градусов на мониторе. Данная система дает
возможность без проблем демонстрировать
различные объекты

46.

Типы систем виртуальной реальности
Визуально согласованный дисплей
(visually coupled display), который расположен
непосредственно перед глазами зрителя и
меняет картинку исходя из движений его
головы. Он оснащен стереофоническими
наушниками, а также системой, которая
отслеживает направления взгляда

47.

2. Имитация тактильных и осязательных
ощущений
Имитация тактильных и осязательных
ощущений осуществляется за счет
использования следующих сред:
• Изображение;
• Звук;
• Управление.

48.

2. Имитация тактильных и осязательных
ощущений
В окружающей среде виртуальной реальности
пользователь испытывает так называемое
погружение или чувство того, что он
находится внутри чего-то и являются частью
того мира. Также человек, находящийся в
виртуальной реальности, способен
взаимодействовать со своим окружением в
значимых отношениях. Сочетание чувства
погружения и интерактивности называется
телеприсутствием.

49.

2. Имитация тактильных и осязательных
ощущений
Джонатан Стиор определил телеприсутствие,
как «степень, в которой чувствуешь
присутствие в опосредованной среде, а не в
непосредственной физической среде».
Другими словами, эффективный опыт VR
заставляет пользователя становиться не
сознающими свою реальную среду и
сосредоточить внимание на существовании
внутри виртуальной среды

50.

2. Имитация тактильных и осязательных
ощущений
Системы, которые предоставляют
пользователям обратную связь и
взаимодействия с сенсорным экраном
называют тактильной системой

51.

3. Понятие мозгового интерфейса
Описанные выше устройства воздействуют на органы
чувств человека, но данные могут передаваться и
непосредственно нервным окончаниям, и даже
напрямую в головной мозг посредством мозговых
интерфейсов . Подобная технология применяется в
медицине для замены утраченных чувствительных
способностей, но пока она слишком дорога для
повседневного применения и не достигает качества
передачи данных, приемлемого для передачи
виртуальной реальности

52.

3. Понятие мозгового интерфейса
Нейро-компьютерный интерфейс (НКИ)
(называемый также прямой нейронный
интерфейс или мозговой интерфейс) — система,
созданная для обмена информацией между мозгом и
электронным устройством (например, компьютером). В
однонаправленных интерфейсах внешние устройства
могут либо принимать сигналы от мозга, либо
посылать ему сигналы (например, имитируя сетчатку
глаза при восстановлении зрения электронным
имплантатом). Двунаправленные интерфейсы
позволяют мозгу и внешним устройствам
обмениваться информацией в обоих направлениях

53.

Одна из основных проблем в освоении
виртуальной
реальности
–
это
частично
совпадающие
(перекрывающиеся)
данные,
поступающие в мозг человека от различных
рецепторов.
Сегодня эти дефекты еще довольно велики,
потому что несмотря на все достижения технологий, в
современной ВР пока не очень много реального и Вы
легко отличите виртуальный объект от настоящего.
Кроме того, большая часть компьютеров обладает пока
замедленной реакцией на входной сигнал, а системы
ВР, работающие в реальном времени, то есть
позволяющие
имитировать
взаимодействие
с
окружающей виртуальной средой в режиме и со
скоростью, подобными реальным.

54.

4. Понятие трекинга
Трекинг (англ. tracking) — одна из технологий виртуальной
реальности, лежащая в основе взаимодействия человека с
виртуальным миром. Предназначена для определения позиции и
направлении движения реального объекта (например, руки,
головы или специального устройства в виртуальной среде с
помощью нескольких степеней свободы. Как правило,
трёх координат его расположения (x, y, z) и трёх углов, задающих
его ориентацию в пространстве («крен», «тангаж», «рыскание»
или углы Эйлера). Определение позиции и местонахождения
реального объекта в пространстве определяется при помощи
специальных датчиков и маркеров. Датчики снимают сигнал с
реального объекта при его перемещении и передают полученную
информацию в компьютер

55.

Интеллектуальные
информационные технологии

56. Структура ии

1.
2.
3.
4.
5.
Понятие искусственного интеллекта
История развития интеллектуальных
информационных технологий.
Понятие знаний, модели представления знаний.
Онтологии
Основные направления развития ИИ.

57. 1. Понятие искусственного интеллекта

58. Искусственный интеллект (AI-artificial intelligence)

свойство автоматических систем брать на
себя отдельные (творческие) функции
интеллекта человека, например, выбирать и
принимать оптимальные решения.
научное направление, в рамках которого
ставятся и решаются задачи аппаратного или
программного моделирования тех видов
человеческой деятельности, которые
традиционно считаются интеллектуальными.

59. Искусственный интеллект (AI-artificial intelligence)

Искусственный интеллект — это одно из
направлений информатики, целью которого
является разработка аппаратнопрограммных средств, позволяющих
пользователю-непрограммисту ставить и
решать свои, традиционно считающиеся
интеллектуальными задачи, общаясь с ЭВМ
на ограниченном подмножестве
естественного языка (Хорошевский В.Ф.).

60. Интеллектуальная система

Система считается интеллектуальной:
имеет функцию представления и обработки
знаний;
имеет функцию рассуждения;
имеет функцию общения (в удобном для
человека виде).
обладает способностью обучения и
самообучения

61. Интеллектуальные задачи

Задачи, связанные с отысканием
алгоритма решения класса задач
определенного типа;
Поведенческие определения ИИ:
Критерий А.Н. Колмогорова;
Критерий А. Тьюринга.

62. Критерий Тьюринга

Испытатель через посредника общается с
невидимым для него собеседником –
человеком или системой.
Интеллектуальной может считаться та
система, которую испытатель в процессе
такого общения не может отличить от
человека.

63. Критерий Тьюринга

Достоинства:
Широта тем для обсуждения;
Недостатки:
Проверяется только способность машины
походить на человека, а не разумность
машины вообще.
Непрактичность (несоответствие реальным
задачам, решаемым в области ИИ).
Тест отслеживает только на поведение.

64. Критерий Тьюринга

65. Captcha

Captcha - Completely Automated Public
Turing test to tell Computers and Humans
Apart;
Основная идея: предложить для решения
задачу, которую легко решит человек, но
которую очень сложно решить
компьютеру;
Как правило – это задача распознавания
образов.

66. Цели интеллектуальных информационных технологий

расширение круга задач, решаемых с помощью
компьютеров, особенно в слабоструктурированных
предметных областях;
повышение уровня интеллектуальной
информационной поддержки современного
специалиста.

67. Предметная область

Предметная область(ПрОб) – это область
человеческой деятельности, для которой
разрабатывается система.
Слабо структурированная ПрОб – области,
алгоритм действий в которых заранее не
известен.
Хорошо структурированная ПрОб – области, в
которых уже существуют апробированные
алгоритмы и методы решения задач.

68. Основные направления исследований в области ИИ

Нейрокибернетика или бионический;
Символьный или логический
Кибернетика «черного ящика» или программнопрагматический:
локальный или задачный подход;
системный подход (основанный на знаниях);
использующий метапроцедуры программирования.
Подход, ориентированный на создание
смешанных систем человек-компьютер.
И другие

69. Онтологический подход

70. Что такое онтология?

Онтология— раздел философии, в котором
изучаются наиболее общие характеристики
бытия и сущностей;
Онтология – это точная спецификация
концептуализации, формализованное
представление основных понятий и связей
между ними (М. Грубер);
Онтология – эксплицитная спецификация
определенной темы(проект Ontolingua,
Стенфорд).

71. Что такое онтология?

Концептуализация - процесс перехода
от представления предметной области на
естественном языке к точной
спецификации этого описания на
некотором формальном языке,
ориентированном на компьютерное
представление.

72. Структура онтологии

Формальная модель онтологии:
О=<X, R, Ф>, где
Х – конечное множество понятий;
R – множество отношений между понятиями;
Ф – множество функций интерпретации, заданных на
понятиях и отношениях онтологии.
Словарь терминов V = <X, {}, {}> –
перечисление терминов;
Простая таксономия T = <X, {is_a}, {}> иерархическая система понятий, связанных
между собой отношением is_a (быть элементом
класса).

73. Виды онтологий:

Управляемый словарь терминов - это ограниченный
список слов и терминов, используемых для индексации и
категоризации информации на сайте.
Кольцо синонимов - управляемый словарь с перечнем
терминов, их синонимов, без указания предпочтительных
синонимов.
Тезаурус – управляемый словарь с иерархической
структурой (общие термины / конкретные термины), со
связями и зависимостями между терминами.
Онтология - сложный тезаурус с настраиваемыми
семантическими связями, такими как «находится в»,
«используется для», «является членом», «принадлежит».

74. Цели создания онтологий

Для совместного использования людьми или
программными агентами общего понимания
структуры информации.
Для возможности повторного использования
знаний в предметной области.
Для того чтобы сделать допущения в
предметной области явными.
Для отделения знаний в предметной области
от оперативных знаний.
Для анализа знаний в предметной области.

75. Задачи решаемые с помощью онтологий

Создание и использование БЗ;
Организация эффективного поиска в БД, информационных
каталогах, БЗ;
Создание систем, реализующих механизмы рассуждений;
Организация поиска по смыслу в текстовой информации;
Семантический поиск в Internet;
Представление смысла в метаданных об информационных
ресурсах;
Построение и использование баз общих знаний (common
knowledge) для различных интеллектуальных систем.

76. Основные направления развития ИИ

77. 1 Имитация творчества

Решение игровых задач (шахматы, шашки,
домино, го);
Автоматическое доказательство теорем;
Программы анализа и синтеза музыкальных
произведений;
Генерация стихов, сказок, афоризмов.
Программы моделирующие поведение.

78. 2 Системы основанные на знаниях

Представление и использование знаний основное направление развития
современных интеллектуальных
технологий.
Включает в себя разработку способов
представления знаний, извлечения знаний,
а также создание систем, использующих
эти знания.
Наиболее известные продукты –
экспертные системы.

79. 3 Создание средств разработки для ИИ

Разработка инструментальных средств
для создания интеллектуальных систем:
Разработка новых языков программирования,
ориентированных на задачи ИИ;
Создание программ-оболочек для
наполнения базой знаний (ЭКО, Protégé).
Автоматический синтез программ.

80. 4 Анализ и обработка естественного языка

Создание ЕЯ – интерфейсов;
Автоматическое реферирование;
Автоматическая классификация
документов;
Машинный перевод(морфология,
синтаксис, лингвистика);
Извлечение фактов из текстов;
Анализ текстов на предмет авторского
права.

81. 5 Новые архитектуры компьютеров

Существующие ЭВМ используют
архитектура фон Неймана и
неэффективны в плане символьной
обработки.
Основная цель – разработать ЭВМ лучше
подходящие для решения отдельных
типов задач.

82. Новые архитектуры компьютеров

Ассоциативные процессоры;
Машины баз данных;
Параллельные компьютеры;
Векторные компьютеры;
Графодинамический подход.

83. 6 Интеллектуальные роботы

Робот – электромеханическое устройство
для автоматизации человеческого труда.
Поколения:
1-е – роботы с жесткой схемой управления;
2-е – адаптивные роботы с сенсорами;
3-е – интеллектуальные роботы.
Основные проблемы: машинное зрение,
хранение и обработка трехмерной
визуальной информации.

84. 7 Обучение и самообучение

Модели, методы и алгоритмы,
ориентированные на автоматическое
накопление и формирование знаний на
основе анализа и обобщения данных.
Включает в себя:
Data mining – анализ больших массивов данных
Knowledge discovery – поиск закономерностей в
базах данных.

85. 8 Распознавание образов

Образы характеризуется свои набором
свойств и признаков;
Основные задачи:
Идентификация объектов.
Классификация объектов.
Наиболее известные успехи – OCR или
автоматическое распознавание текста.

86. 9 Прочие направления

генетические алгоритмы;
интеллектуальные интерфейсы;
распознавание и синтез речи;
многоагентные системы;
онтологии;
Semantic web;
менеджмент знаний.

87. Спасибо за внимание!