Разделы
Партнеры
Счетчики
7.2.2. Устройство объекта класса 3.2
Интегральная теория создания ИИ
Общая схема объекта класса 3.2
┌---------------┐
╔═══╗ | ┌─┐ ╔═╗ ┌─┐ | ╔═══╗
║AU1╟<─────────────────────────┼─┤A├─>╢X╟─>┤B├─┼───────────────────────>╢BU2║
╚╤══╝ | └─┘ ╚═╝ └─┘ | ╚══╤╝
│ | Цель | │
│ ┌──┐ └---------------┘ ┌──┐ │
└>─┤ │ ╔═════╗ │ ├<─┘
│U1├───────────────────────────>╢U1U2U╟<─────────────────────────┤U2│
┌>─┤ │ ╚══╤══╝ │ ├<─┐
│ └──┘ _ └──┘ │
│ └──────┐ │
│┌---------------------------------------─┐ │ ┌------------------------┐│
│| Модуль M2.1 | │ | Объект класса 3.1 |│
│| ┌─────────────────────────────┐ |┌─┴─┐| |│
│| │ ┌────────────────────────┐ │ |│ U │| |│
│| │ │ ┌-------------------┐ _ _ |└┬─┬┘| ╔═════════════════════╗|│
│| │ │ |Ячейки памяти 4 шт.| ╔╧══╧╗ | _ _ | ║ Модуль M1 ║|│
│| │ │ | ┌─────────┐ | ║ ╟───────┼─┘ └─┼─╢ ║|│
│| │ │ | │E1,R1,dU1├<─┼>╢ ║ | | ╚═════╤══════╤═╤══╤══╤╝|│
│| │ │ | └────────┬┘ | ║ ║ | | _ _ _ _ _ |│
│| │ │ | ┌─────────┐│ | ║ ║ | | │ │ │ │ │ |│
│| │ │ | │E2,R2,dU2├│─<─┼>╢ ║ | | _ _ _ │┌─┴┐|│
│| │ │ | └────────┬┘│ | ║M2.1║ | | ┌─────┴─────┐│ │ ││ГС│|│
│| │ │ | ┌─────────┐│ │ | ║ ╟─<─────┼─────┼─┤Uпредыдущее││ │ │└──┘|│
│| │ │ | │E3,R3,dU3├│─│─<─┼>╢ ║ | | └───────────┘│ │ │ |│
│| │ │ | └────────┬┘│ │ | ║ ║ | | ┌──────────┴┐│ │ |│
│| │ │ |┌─────────┐│ │ │ | ║ ║ | | │Eпредыдущее││ │ |│
│| │ │ |│E4,R4,dU4├│─│─│─<─┼>╢ ║ | | └───────────┘│ │ |│
│| │ │ |└────────┬┘│ │ │ | ╚════╝ | | ┌──────────┴┐ │ |│
│| │ │ └---------┼-┼-┼-┼---┘ | | │ Eтекущее │ │ |│
│| │ │ │ │ │ │ | | └─────┬─────┘ │ |│
│└-┼-┼-----------┼-┼-┼-┼------------------┘ └-----------┼-------┼----┘│
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ ┌------┼-┼-┼-┼------------------------------------┼-┐ │ │
│ │ │ | │ │ │ │ _ | │ │
│ │ │ | │ │ │ │ Модуль M2.2 │ | │ │
│ │ │ | _ _ _ _ │ | │ │
│ │ │ |╔═════╧═╧═╧═╧════════════════════════════════════╧╗| │ │
│ │ │ |║ M2.2 ║| │ │
│ │ │ |╚═════════════════╤═══════╤═══════════════════════╝| │ │
│ │ │ | _ _ | │ │
│ │ │ | │ ┌─┴─┐ | │ │
│ │ │ | │ │Em │ | │ │
│ │ │ | │ └─┬─┘ | │ │
│ │ │ └------------------┼-------┼------------------------┘ │ │
│ │ │ │ └──────────┐ │ │
│ │ └───────────────────────│─────────────────┐│┌──────────────────┘ │
│ └───────────────────────┐ │ │_│ │
│ ┌--┼-┼-----------------┼┼┼--┐ │
│ | ┌┴─┴┐ ┌┴┴┴┐ | │
│ | │ R │ │ E │ | │
│ | └───┘ Внешний мир └───┘ | │
│ | ┌---------------┐ | │
│ ╔═══╗ | | ┌─┐ ╔═╗ ┌─┐ | | ╔═══╗ │
└──────<╢CU1╟<──────────┼─────┼─┤C├─>╢Y╟─>┤D├─┼─────┼──────>╢DU2╟>────────┘
╚═══╝ | | └─┘ ╚═╝ └─┘ | | ╚═══╝
| └---------------┘ |
└---------------------------┘
Приведем упрощенный (просто показывающий суть идеи и неоптимизированный)
алгоритм работы объекта 3.2, полагая что имеется 2 эффектора, 3 рецептора, и
4 ячейки памяти, содержащие такие значения:
((E11, E12), dU1, (R11, R12, R13))
((E21, E22), dU2, (R21, R22, R23))
((E31, E32), dU3, (R31, R32, R33))
((E41, E42), dU4, (R41, R42, R43))
--------> Начало алгоритма:
0. Инициализация:
а) Получение значения U
б) Uпредыдущее := U
в) Eтекущее := ГС
г) Eпредыдущее := Eтекущее
1. Получение значений U, R, E
2. Если U=0, то цель достигнута. Перейти на пункт 1.
---------------------------логика работы 3.1----------------------------------
3. Если U<=Uпредыдущее, то сделанный шаг оказался удачным (или нейтральным),
3.1 делает новый шаг:
а) Получает значение Eтекущее: Eтекущее := E
б) Запоминается состояние U: Uпредыдущее := U
в) Запоминается состояние Eпредыдущее: Eпредыдущее := Eтекущее
г) Случайно генерируется новое состояние Eтекущее: Eтекущее := ГС
4. Если U>Uпредыдущее, то сделанный шаг оказался неудачным - привел к
увеличению значения U, 3.1 возвращается назад:
а) Запоминается состояние U: Uпредыдущее := U
б) Осуществляется возврат к состоянию Eпредыдущее: Eтекущее := Eпредыдущее
в) Так как в случае если и этот шаг окажется неудачным смысла
возвращаться уже нет, поэтому 3.1 не сохраняет Eпредыдущее, а
присваивает ему случайное значение: Eпредыдущее := ГС
---------------------------логика работы M2.1---------------------------------
5. dU := Uпредыдущее-U
6. Если имеются свободные ячейки памяти и dU>0, то записать в первую
свободную ячейку (с номером i):
Ei := E
Ri := R
dUi := dU
Перейти на пункт 8.
7. Если dU>0, то шаг удачный, M2.1 производит заполнение памяти:
а) Рассчитываются коэффициенты Ki по формуле:
(1) Ki=sqrt((Ri1-R1)^2+(Ri2-R2)^2+(Ri3-R3)^2)),
где i=1..4, sqrt - функция извлечения квадратного корня, значок ^ -
знак возведения в степень (в данном случае в квадрат).
б) Произвести уменьшение значения dUi у всех ячеек памяти по формуле:
Ki+1
(2) dUi=dUi*(1- ────────),
H*Ki+1
где H - большое положительное число (В принципе H можно рассчитать
как произведение мощностей множества состояний рецепторов:
H=|R1|*|R2|*...|Rm|).
в) Если dU>=min(dUi), то записать в ячейку с наименьшим dUi текущее
состояние рецепторно-эффекторных матриц (R, E) и dU.
min(dUi) - минимальное значение dUi
8. M2.2 проводит подготовку к очередному шагу:
а) Рассчитывает коэффициенты влияния Qi каждой ячейки памяти на будущий
облик эффекторной матрицы. Чем больше Qi, тем меньше образ матриц
запечатленный в i-й ячейке памяти похож на текущее состояние
рецепторно-эффекторных матриц. Если Qi=0, то различия отсутствуют.
(3) Qi=Ki/sqrt(3*dUi)=sqrt(((Ri1-R1)^2+(Ri2-R2)^2+(Ri3-R3)^2)/(3*Ui))
б) Учитывает информацию поступающую из 3.1. Для этого рассчитывается
коэффициент влияния массива Eтекущее на будущий облик эффекторной
матрицы. Он рассчитывается как среднее арифметическое значений
коэффициентов Qi ячеек памяти:
Q1+Q2+Q3+Q4
(4) Q0=──────────────
4
Это позволяет вносить в процесс формирования матрицы эффекторов
необходимый компонент случайности.
в) Формируется образ эффекторной матрицы Em - расчет каждого компонента,
j=1..3:
(5) Emj=( (Eтекущееj)/Q0+(E1j)/Q1+(E2j)/Q2+(E3j)/Q3+(E4j)/Q4 )*
*( 1/Q0+1/Q1+1/Q2+1/Q3+1/Q4 )^(-1)=
┌ 4 ┐ ┌ 4 ┐^(-1)
│ ____ │ │ ____ │
│ \ Eij │ │ \ 1 │
= │ > ─────│*│ > ─────│ =
│ /___ Qi │ │ /___ Qi │
│ i=0 │ │ i=0 │
└ ┘ └ ┘
E0j*Q1*Q2*Q3*Q4+E1j*Q0*Q2*Q3*Q4+E2j*Q0*Q1*Q3*Q4
= ──────────────────────────────────────────────────────────── +
Q1*Q2*Q3*Q4+Q0*Q2*Q3*Q4+Q0*Q1*Q3*Q4+Q0*Q1*Q2*Q4+Q0*Q1*Q2*Q3
E3j*Q0*Q1*Q2*Q4+E4j*Q1*Q2*Q3
+ ────────────────────────────────────────────────────────────
Q1*Q2*Q3*Q4+Q0*Q2*Q3*Q4+Q0*Q1*Q3*Q4+Q0*Q1*Q2*Q4+Q0*Q1*Q2*Q3
Видно что если, например Q4=0, то Ej=Ej4, т.е. на матрицу эффекторов
будет передано без изменения состояние образа эффекторной матрицы из
4-й ячейки памяти.
г) Чтобы избежать появления коллизий с 3.1, нужно перезаписать Eтекущее
значением Em: Eтекущее := Em
------------------------------Производство шага-------------------------------
9. Производится шаг - матрица эффекторов переводится в состояние Em. Перейти
на пункт 1.
--------> Конец алгоритма
Комментарии к алгоритму:
- формула (2) реализует функцию т.н. ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ЗАБЫВАНИЯ. В среде
функционирования 3.2 может быть множество логических доменов, поэтому
при переходе в область другого логического домена зависимость E=M(R,F)
претерпит изменения: реальная взаимосвязь U=M(R,F) будет другой, чем
образы эффекторно-рецепторных матриц в памяти, оставшиеся со старого
домена - может случиться так, что Ri будет примерно равным R, а при попытке
скопировать Ei в E, dU станет совсем другим чем dU. Поэтому при переходе в
новый домен желательно побыстрее заполнить память новой информацией.
Поскольку заполнение памяти происходит путем записи информации в ячейки с
минимальным dUi, то процесс забывания должен обеспечить в уменьшение dUi в
зависимости от степени похожести текущего состояния рецепторно-эффекторных
матриц с i-й ячейкой. В пределе получается такая зависимость:
dUi=dUi/H, при Ki=бесконечность (т.е. когда вообще нет никакого сходства)
dUi=0, при Ki=0 (100%-е сходство)
- в памяти отсутствуют значения с dUi<=0, запоминаются только удачные шаги
- так же как и в случае с объектом класса 3.1, приведенные схемы и алгоритм
работы не являются описание способа достижения цели. Они говорят лишь о
последовательности срабатывания блоков и только. Объект 3.2 фактически
проводит интерполяцию/экстраполяцию поведения внешнего мира по узловым
точкам - ячейкам памяти.
- Из (5) очевидно что в памяти не должно быть 2-х или более ячеек памяти с
Qi=0, поскольку возникает деление на 0.
- ГС формирует E0 по принципу: каждому физически элементарному объекту,
слагающему E0, приписывается случайное значение.
- Описанный алгоритм является упрощенным и неоптимизированным. Он лишь
показывает принцип работы. В нем не учитываются многие возможные варианты
(например когда в памяти присутствует образ с Qi=0 и ГС тоже сформировал
E0 с Q0=0). Поскольку учет всех возможных вариантов сделал бы алгоритм
сложным, непонятным и нечитабельным, было решено ограничиться простым.
- Так же как и в случае с объектом класса 3.1 приведенный алгоритм работы -
это не алгоритм достижения цели. Он просто отражает последовательность
срабатывания блоков. Точно так же как не существует у животных жесткого
детального алгоритма их повседневного поведения, но есть логика общего
стремления к цели (например выживаемости вида, борьбы за существование).
Если убрать из среду существования 3.2 логические домены и универсальный
интерфейс, то цель не будет достигнута, несмотря на оставшийся неизменным
алгоритм работы.
В конце пункта "Треугольная схема объекта класса 3.1" мы поднимали вопрос
управления объектами Z, Zтекущее и Zпредыдущее. В случае если они
представляют собой логические домены, процедура их копирования несколько
упрощается. Рассмотрим два похожих логических домена A и B. Изменение
глобальных параметров логического домена A вызывает соответствующие изменения
в слагающих его более мелких доменах Ai. Если теперь произвести примерно
такие же изменения глобальных параметров домена B, то можно утверждать что
возникшие в результате этого изменения составляющих его доменов Bi будут
аналогичны изменениям Ai. Таким образом благодаря схожести логических
доменов A и B, для приближенного управления ими необязательно иметь в
формальных моделях полную картину. Следовательно, создателю объекта 3-го
порядка нужно лишь чтобы Z, Zтекущее и Zпредыдущее были похожими логическими
доменами.
Кроме этого в объекте класса 3.2 возможно считывать состояния объектов 1-го
порядка эффекторной матрицы (что и происходит в пунктах "1", "3.1 а)", "6"
рассмотренного алгоритма). Это имеет смысл, поскольку: во-первых в отличие от
объекта Z каждый их слагающих эффекторную матрицу объект 1-го порядка связан
с средой функционирования достаточно слабо; во-вторых заполнение памяти также
требует наличия возможности считывать состояние E.
Таково устройство наиболее простой разновидности объекта 3.2. Однако в таком
виде он малопригоден для практического использования.
newpoisk.narod.ru, 21 марта 2005 года глубинный вибратор для бетона
