Раздел III. Перспективы приближения "Искусственного интеллекта" к человеческому

Психология мышления и проблемы создания "Искусственного интеллекта" (Е. С. Кузин)

Большинство исследователей, работающих в области создания "искусственного интеллекта", формулируют свои различные его определения, на которых и основывают направление дальнейшей работы. Главной причиной отсутствия однозначности в понимании этого термина является расплывчатость толкования понятия "интеллект". Выяснение природы интеллекта, его роли в жизни и деятельности биологической системы является первоочередной задачей ученых-естественников, прежде всего психологов. Представляется, что определение интеллекта должно быть свободно от двух крайностей: с одной стороны, от "машинизации", т. е. попытки описания его с помощью типично машинных параметров, с другой - от однозначного его определения только через особенности человеческой деятельности.

Поэтому целью работ по созданию "искусственного интеллекта" выступает не воссоздание естественного интеллекта со всеми его специфическими особенностями, а разработка некоторой автоматической системы, реализующей определенные функции интеллекта. В то же время создание такой системы должно основываться на всесторонних исследованиях мыслительной деятельности, осуществляемых психологией, физиологией, лингвистикой, философией и т. д., попытках реализации характерных черт их организации. Однако такая постановка вопроса предъявляет повышенные требования к этим исследованиям, так как только четкие выводы и определения могут быть положены в основу дальнейших разработок. Сами же разработки "искусственного интеллекта" должны продолжаться параллельно этим исследованиям, обогащаясь от них и ставя новые вопросы. При этом реализовываться в автоматических (искусственных) системах должны в первую очередь те стороны естественного интеллекта, которые и в настоящее время представляются наиболее принципиальными.

При проведении работ, излагаемых в настоящем сообщении, мы исходили из двух характерных особенностей организации мыслительной деятельности: ее осмысленности и некоторой системы знаний индивидуума.

Основополагающую роль в мыслительной деятельности играет оперирование содержанием понятий, отражающих элементы проблемной среды и их взаимодействие. Этой стороне мышления посвящены многочисленные работы. Капитальную важность осмысленности, "которая присуща и запоминанию, и воспроизведению, и самой организации поиска решения задачи", подчеркивает в последней работе О. К. Тихомиров [91].

В результате построения субъектом мысленной модели объективного мира каждое понятие (мысленное выделение) получает свое смысловое содержание через связи с другими понятиями модели. Появление нового смысла является результатом каких-либо преобразований в модели и эквивалентно возникновению нового знания. Выявление смыслового содержания понятия, поиск по смысловым связям элементов с нужным содержанием составляют основу мыслительного процесса.

С. Л. Рубинштейн указывает [81], что анализ каждого элемента задачи зависит от тех связей, в которые он включается и которые определяются соотношением этого элемента и требований задачи. Результаты мыслительной деятельности включаются в процесс мышления и, обогащая его, обусловливают его дальнейший ход.

Очень четко формулирует важность анализа смыслового содержания понятий в процессе мышления О. К. Тихомиров [92]. "Одна из важнейших характеристик процесса решения задачи состоит в том, что происходит развитие смыслов определенных элементов ситуации. Смысл является результатом осуществления определенной группы поисковых операций, смысл развивается путем включения одного и того же элемента в разные системы взаимодействий". Весь ход решения задачи трактуется О. К. Тихомировым как поиск, направленный анализом смысловых отношений элементов в различных ситуациях, осуществляемый в системе знаний субъекта. При этом предвосхищается наличие в ситуации элементов, обладающих определенными свойствами, и создается потребность в таких элементах, называемая "поисковой".

Таким образом, необходимым требованием к внутренней модели объективного мира системы с "искусственным интеллектом" является осмысленное отражение в ней содержания элементов проблемной среды, как задаваемое вначале, так и формируемое системой в процессе решения задачи. Должна быть обеспечена потенциальная возможность рассмотрения каждого элемента в любом, требующемся по ходу решения задачи, смысле, возможность "вычерпывания" (по С. Л. Рубинштейну [81]) его смыслового содержания. На каждом этапе решения задачи элемент проблемной среды должен выступать только в определенном "операциональном смысле", отличном в общем случае от его "операциональных смыслов" на других этапах решения. При этом в системе должно быть обеспечено максимально возможное при реализации на заданной технической структуре число степеней свободы и широкая возможность их произвольного исключения.

Принципиальной особенностью представления объективного мира субъектом является отображение его в виде единой системы знаний, выступающей как целостная совокупность знаний. Это означает, что смысловое содержание любого понятия, в нее входящего, может быть выражено только через все остальные понятия этой совокупности в целом. Любое понятие, любое отдельное знание не может рассматриваться изолированно, будучи вырвано из этой системы, оно перестает существовать. Любое понятие имеет для человека свой личностный смысл, обусловленный всей его системой знаний.

Система знаний человека определяется средой, его окружающей, его деятельностью в этой среде, и носит направленный характер в широком смысле слова. Однако направленность ее организации нельзя представлять как совокупность обобщенных моделей ситуаций и соответствующих им вариантов поведения. Такая организация носит ограниченный характер и может рассматриваться только как частный случай. Действительно, при ситуативной организации знаний ситуация выступает как целостный элемент, имеющий определенное смысловое содержание. Элементы же ситуации выступают в роли признаков, позволяющих отличать одну ситуацию от другой. При этом адекватная реакция системы возможна только в том случае, если конкретная ситуация может быть идентифицирована с каким-либо из отображений ситуаций из числа уже имеющихся в памяти системы.

В системе же знаний смысл любой ситуации выявляется как результат анализа смыслового содержания составляющих ее элементов, а поведение системы в данной ситуации является результатом синтеза, проведенного на основе этого анализа. При этом возможна организация адекватного поведения и в случае встречи с новой ситуацией (под "новой" понимается ситуация, элементы которой уже известны системе, но комбинации отношений между ними встречаются впервые).

Воспроизведение в автоматической системе целостной структуры системы знаний с ненарушенной организацией смысловых связей между ее элементами является, на наш взгляд, первым шагом по пути создания систем с искусственным интеллектом.

Попыткой совершения такого шага была разработка принципов реализации описанной системы знаний на ЭВМ в процессе создания автоматической системы, осуществляющей поиск пути решения задачи. Основными частями системы являются программно реализованные модель проблемной среды (МПС) - совокупность взаимосвязанных сведений о среде - и набор схем рассуждения (СР) - совокупность схем организации "мыслительной" деятельности при решении системой различных задач. Способ организации процесса решения в данной системе был назван методом смыслового поиска (МПС). Основной формой представления знаний в МПС является их программная организация в виде целостной структуры, образованной элементами и связями между ними.

При реализации на ЭВМ каждый элемент представляется в виде совокупности машинных слов. Все слова (кроме дополнительных - служебных) имеют одинаковую структуру: в части разрядов каждого слова указывается адрес одного из элементов из числа тех, с которыми связан данный элемент, в другой части разрядов - характер соединяющей их связи. Каждая из таких связей является двусторонней. Таким образом, обеспечивается потенциальная возможность перехода по данным связям от одного элемента к другому в любых направлениях и в случае разработки определенной стратегии этого перехода возможность организации направленного поиска в данной структуре.

При представлении системы знаний в данной структуре слов каждому ее элементу соответствует определенное понятие системы знаний, причем некоторые понятия (отношения) могут выступать и как элементы, и как связи одновременно.

В целом описанная структура образует память, организованную по ассоциативному принципу, как он понимается в технике, т. е. поиск нужных элементов организуется не на основе априорного задания адресов, а на основе задания их смыслового содержания.

Рассматриваемая структура дает возможность реализации на ее основе широкого класса различных проблемно ориентированных языков, построенных на базе естественного. В модель проблемной среды могут включаться и специализированные комплексы знаний, имеющие другую структурную организацию и выраженные на соответствующих формальных языках. При этом для сохранения целостности системы знаний и ее смыслового единства данные комплексы обязательно должны включать понятия, определяемые в основной структуре, либо сами должны входить в эту структуру в виде отдельных понятий.

Несомненным достоинством организации МПС является ее открытость. и простота включения в нее новых понятий путем определения с помощью соответствующих смысловых связей через понятия, уже имеющиеся в системе знаний.

Поиск и необходимые преобразования в МПС осуществляют схемы рассуждения, также входящие в систему знаний. К числу таких преобразований могут быть отнесены формирование и привязка к МПС новых понятий, детализация структуры существующих понятий, представление в МПС новых отношений между понятиями и т. п.

Каждая из схем рассуждений представляет собой некоторую априорную стратегию, направляющую поиск в МПС и, следовательно, ее преобразования. Вид стратегии, а значит и тип схемы рассуждений, определяется постановкой задачи (например, задачи планирования, доказательства, поиска закономерностей и т. п.) и практически не зависит от проблемной среды. Знания, содержащиеся в СР, в отличие от знаний МПС выражаются только в императивной форме, как и в обычных программах ЦВМ (т. е. являются набором безусловных и условных команд).

СР представляет собой априорно сформированную последовательность шагов смыслового поиска (поиска по заданным смысловым связям). Результатом осуществления каждого поискового шага является нахождение понятия, обладающего смысловым содержанием, требуемым для дальнейшего развертывания процесса решения, или вывод о том, что такого понятия не существует (по крайней мере по заданному направлению поиска). После каждого поискового шага (или детерминированной поисковой последовательности шагов) в СР содержится команда условного перехода, переключающая процесс рассуждения в зависимости от результатов поиска на данном этапе на тот или иной новый поисковый шаг.

После завершения этапов поиска, определяемых СР, схема рассуждений осуществляет соответствующие преобразования в МПС, после которых начинаются новые этапы поиска, заканчивающиеся новыми преобразованиями и т. п.

Следует особо подчеркнуть, что каждое конкретное мысленное перемещение в структуре МПС определяется двумя факторами: с одной стороны, предписанием, содержащимся в СР, с другой - смысловыми отношениями понятий, т. е. их смысловым содержанием. Ведущей мотивацией осуществления поиска является "поисковая потребность" - потребность отыскания элемента, обладающего нужными свойствами. Сама же "поисковая потребность" возникает как результат рассогласования между отображениями целевой и текущей ситуаций в модели проблемной среды. Стремление к устранению возникающих рассогласований приводит к поиску по стратегии, содержащейся в СР, операторов преобразования проблемной среды, восприятия, расчета и т. п.

К настоящему времени было рассмотрено несколько вариантов моделей для различных проблемных сред, завершается разработка языка описания проблемной среды для одного из классов задач и осуществляется программная реализация одного из вариантов алгоритма планирования для машин серии ЕС ЭВМ.