Бодякин В.И. Институт проблем управления РАН им. В.А. Трапезникова, Москва E-mail: body @ ipu. ru, http://www. informograd. narod. ru, служ.тел.:334-92-39 ИСКУССТВЕННОГО РАЗУМА
2 План обсуждения Постановка задачи. Проблемы 2030 года Н е й р о с е м а н т и к а - Предметная область Информационный канал Информационная система - Форма представления информации - Автосруктуризация - Нейросемантические структуры (НСС) - Сигнал – Информация – Знание - Адаптивные регуляторы на базе НСС - Текстовая энтропия Решение. Проекты: - Искусственный разум - Информоград - Восхождение разума
3 Постановка задачи Проблемы 2030 года Тенденции уменьшения ресурсоемкости информационной техники и прогноз Глобальные эволюционные этапы лидирующей формы высокоорганизованной материи Модель "текстовая жизнь" Естественная эволюция, - это ряд аттракторов Темпы и масштабы эволюции Эволюция технической цивилизации
4 Тенденции уменьшения ресурсоемкости (f( г p *см 3 *сек*чел )) информационной техники ( на 10 000 оп./с )
5 Глобальные эволюционные этапы лидирующей формы высокоорганизованной материи 10 : 1
6 Зарождение и механизмы направленности эволюции простейших информационных систем (ИС). ( " текстовая жизнь "). ааааааааааааааа А = { a, b, c, d,…, w, x, y - аналоги химических элементов и z - как аналог пространства }. ( a > b > c > d >… > w > x > y > z ≈ 0 ) ДНК человека, число вариантов = А L ; A =4, L= 10 9 P= 4 - 1000 000 000 "Быть иль не быть, вот в чем вопрос?" A=256, L= 36, P=10 -80 случайн. A=256, L=4 ( «слоги»=10 3 ) 25 6 4 =10 10 (-7) «слоги» 4 = «слова»=10 5 ; 10 3*4 =10 12 (-7) - 46 !!! «слова» 4 = «лексемы»=10 7 ; 10 5 *4 =10 2 0 (-1 3 ) случайн. «лексемы» 4 =«фразы» =10 9 ; 10 7 *4 =10 2 8 (-1 9 ) !!!!!!!!! P=10 -34 иерарх.
7 Энерго-сырьевой потенциал эволюции простейших информационных систем ( ИС ). ( " первые аттракторы "). . . . 1 2 3 L ac ab a b c ... . . . ba b . . b c b c aa a . b c a ca cb bb cc bc A L L 1-й аттрактор ИС – «Рецепторный» L=1 A ; L=2 A 2 ; L=3 A 3 ; …
8 Процесс естественной эволюции ИС представляет ряд аттракторов с экспоненциальными характеристиками Первый из которых " рецепторный " – линейные затраты ( x ) на расширение диапазона рецепторов ИС дают приращение эволюционного ресурса как A x, где А – алфавит рецепторов, х – длины образов. Второй эволюционный аттрактор ИС – " ассоциативный ", заключается в переводе линейной формы памяти ИС в иерархически-сетевую. Третий аттрактор ИС – " интеллектуальный ". Он позволяет сводить воспринимаемые семантические переменные текстов к константам их грамматических структур [4]. Конечное множество грамматических структур покрывает большую часть информационного потока любой среды. Четвертый эволюционный аттрактор ИС – " знание " когда все типы грамматических конструкций ИС по переработке текста сводятся к 4 конструкциям над грамматическими конструкциями ИС (" Homo - sapiens "). Пятый эволюционный аттрактор ИС – " социальный ", законы А.А.Богданова о сверхаддитивности сложения усилий субъектов. Шестой аттрактор – " Восхождение разума ", интеграция всех ИС независимо от их начальной природы (биологические, искусственные, …), приводит к бесконечному росту эффективности Разума в "понимании " среды..
9 Темпы и масштабы эволюции 10 : 1 информационнный этап Эволюционный потенциал Энерго-вещественный этап 1: 1000 1 : 1000 000
10 Эволюция технической цивилизации 1967 США-СССР Первый палеокризис
11 Н е й р о с е м а н т и к а - Предметная область – Информационный канал – Информационная система - Форма представления информации - Автосруктуризация - Нейросемантические структуры (НСС) - Сигнал – Информация – Знание - Адаптивные регуляторы на базе НСС - Текстовая энтропия
12 Комплекс: "Предметная область (ПО) Информационный канал (ИК) Информационная система (ИС) "
14 Энергетика физического процесса это некоторый инвариант, характеризующий потенциальную глубину причинно-следственного распространения данного физического процесса Предположим, что скорости распространения разнообразных физических процессов различны. Мы будем рассматривать только такие ПО, в которых существуют малоэнергетические сопутствующие процессы с большими скоростями распространения, относительно основного физического процесса.
15 Процесс взаимодействия объектов осуществляется в течение нескольких тактов времени t 2 ‑ t 1. Результат взаимодействия объектов выражается в изменении величины одного или нескольких параметров W, характеризующих их взаимодействие. Любой W ( t ) может быть преобразован в текстовую форму. многомерный физический процесс <-> текстовая форма
16 Будем предполагать, что в любой ПО выполняются: - принцип причинности (инвариантность процессов во времени и в пространстве ), т.е. если si sj, то процесс si всегда вызывает sj ; - принцип локальной однородности (сведение континуума значений параметра к ограниченному числу качественно-различных образов, т.е. (< zzjbaabj > = si ) ~ (< zzjbab > = si ); Например, вся температурная шкала разбивается на четыре образа: si = «твердое», sj = «жидкое», sk = «газ», sl = «плазма». - принцип субъектности, т.е. каждый процесс ПО ( si ) имеет оценку полезности для ИС.
17 При взаимодействии объектов (например, {a i *a j }), в соответствии с F(ПО), порождается ЭСЕ - элементарная семантическая единица ( s {a i *a j } = < cade … b >), которая однозначно порождается процессом взаимодействия этих объектов. Все множество взаимодействий в данной ПО, представляет собой семантическое пространство, как совокупность ЭСЕ. В качестве примеров ЭСЕ различных ПО можно привести: взаимодействие элементарных частиц – < ababcw >; < Привет Петров, как дела? Нормально !> – взаимодействие объектов макроуровневых ПО; образование двойной звезды из двух астрообъектов – < zzjbaabj > (на гигауровне). ЭСЕ, порождаемые в ПО, суперпозиционно "сливаются" в непрерывный информационный поток. W
18 Информационный канал ( ИК ). В ИК происходит процесс формирования информационного ресурса и его транспортировка к ИС. Частота взаимодействия объектов в ПО определяет плотность информационного потока в ИК.
19 В рамках рассматриваемого комплекса: ПО -- ИК -- ИС, задача ИС заключается в: 1. Воспринимать текстовую форму 2. Хранить информацию 3. Преобразовывать (качественно) информацию 4. Оценивать информацию 5. Выдавать информацию (текстовую форму) 6. Иметь положительный эволюционный потенциал
АВТОСТРУКТУРИЗАЦИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ТЕКСТОВОГО ПОТОКА
010101010101001001001110110101010101010101010101010100101010101010101010101010000010101010101001010101010101010101001010100101010101010101010100101010101010101001010100101010101010101010010101010100100110101010101010101010101010101010101010101010101010100110010101010101010101010101010101010100101010101010101010101010010101010101010100110101010101010101001010 ПОЧЕМУ ВСЕ ОРГАНИЗМЫ "ЕДИНОДУШНЫ" В КЛАСТЕРИЗАЦИИ ОКРУЖАЮЩЕГО НАС МИРА НА ОТДЕЛЬНЫЕ ОБРАЗЫ ? …0100101… …0100101… …1010010… …0100101… Предметная область ..1010010…
22 Традиционный способ структуризации в системах ИИ Програм-мист систем ИИ Предметная область Пользователь
МАКРИСРИ СМАКДУБЛЕН t 01 t 02 t 03 ПО ИС АКРИСМКД УБЛЕНД … РИС ДУБ МАКЛЕН Результат: Минимальный словарь ИС ( гомоморфен процессам ПО ) Метод: построение в ИС множества различных словарей и выбор минимального (R i ) Инструментарий: нейросемантические структуры R 1 Rm
СМАКРИСРИ СМАКДУБЛЕН ИС ____ "Генетич. программа" Необходимо построить словарь в N образов, полностью покрывающий ТФ. Примем что: Энергетические затраты на обработку одного образа в ИС равна 1Е-. Время обработки символа и образа один такт Т, Энергетические затраты на хранение одного образа в памяти 1/24 Е-. Энергетика каждого прогнозируемого ИС символа равна 1Е+, Усредненный на 12 тактов энергетический баланс ИС = - N( обработка) -1/2 N (хранение) + (12-N)( прогнозирование) = ( 12 - 5/2 N)*E ПО ДУБ ЛЕН РИС МАК a j a i a k Текстовой поток Закрашенный поток
Форма словаря: (наибольший размер образа один символ): <М><А><К><Р><И><С><Л><Е><Н><Д><У><Б>, R (ИС)=12 R *(0,5Е-/ R ) = 6 E -, прогнозирование (Т) = 0Т (т.к. у образа только один символ), затраты энергии на распознавание = 12 E - контролирование потенциальной энергии ТФ = 0 E +. Итог: для односимвольного словаря усредненный энергетический баланс = 18 E -. Усредненный энергетический баланс ИС назовем эволюционным потенциалом ИС Эволюционный потенциал ИС численно характеризует жизнеспособность ИС
26 Вторая структуризация словаря ИС а) Минимальная форма словаря: <МА><К><РИ><С><ЛЕ><Н><ДУ><Б>: R (ИС)=8 R =4Е-, прогнозирование = 0,5Т (на образ), затраты энергии на распознавание = 8 E -, контролирование потенциальной энергии ТФ = 4 E +. Итог а) 4Е- + (0,5Т * 8(образов на ТФ=12) = 4 E +) + 8 E - = 8 E -. б) Максимальная форма (без полного пересечения): <МА><КЛ><КР><КД><КМ> <ЛЕ>…<БД>: R (ИС)= 20 R =10Е-, прогнозирование = 0,2Т (на образ), затраты энергии на распознавание = 20 E -, контролирование потенциальной энергии ТФ = 4 E +. Итог б) 10Е- + (0,2Т * 20(образов на ТФ=12) = 4 E +) + 20 E - = 26 E -. Итоговый лучший эволюционный потенциал = 8 E -. (наибольший размер образа два символа):
27 Третья структуризация словаря ( наибольший размер образа в три символа ). а) Минимальная форма словаря: <МАК><РИС><ЛЕН><ДУБ>: R (ИС)=4 R =2Е-, прогнозирование = 2Т (на образ), затраты энергии на распознавание = 4 E -, контролирование потенциальной энергии ТФ = 8 E +. Итог а) 2 Е- + (2Т * 4(образов на ТФ=12) = 8 E +) + 4 E - = 2 E +. б) Максимальная форма (без дублирования, т.е. без полного пересечения): <АКР><ИСР><ИСМ><АКД> <УБЛ><ЕНД> … <АКМ>: R (ИС)= 36 R =18Е-, прогнозирование (Т) =+4 E, затраты энергии на распознавание = 36 E -, контролирование потенциальной энергии ТФ = 0 E +. Итог б) = 5 0E -. Лучший итоговый эволюционный потенциал = 2 E +, 5 0E - 2 E +(!!).
28 Четвертая структуризация словаря ( наибольший размер образа в четыре символа ) а) Минимальная форма словаря: <МАК><РИС><ЛЕН><ДУБ>: R (ИС)=4 R =2Е-, прогнозирование = 2Т (на образ), затраты энергии на распознавание = 4 E -, контролирование потенциальной энергии ТФ = 8 E +. Итог а) 2 Е- + (2Т * 4(образов на ТФ=12) = 8 E +) + 4 E - = 2 E +. б) Максимальная форма (без дублирования): <АКРИ><ИСРИ><ИСМА> <АКДУ><УБЛЕ><ЕНДУ> … <АКМА>: R (ИС)= 48 R =24Е-, прогнозирование (Т) = 0Т (на образ), затраты энергии на распознавание = 48 E -, контролирование потенциальной энергии ТФ = 0,5 E +. Итог б) = 78 E -. Лучший итоговый эволюционный потенциал = 2 E +, 78 E - 2 E +
Лучший итоговый эволюционный потенциал = 2 E +, 204 E - 2 E + Шестая структуризация словаря, седьмая … и т.д. 2 E + !!! Худший - E - Теоретический анализ результатов эксперимента показывает, что эволюционный потенциал ИС обратно пропорционален размеру словаря, Размеры минимальных и максимальных словарей ИС соотносятся минимум как: o(N) и o(N 3 ) !!! O(n); ??? где: N – максимальное число процессов в ПО
30 МАКРИСРИ СМАКДУБЛЕН … t 01 t 02 t 03 ПО МАКРИС ЛЕН ДУБ N £ Автоструктуризация информации в ИС ИС АКРИСРИСМАКДУБЛЕНД … АКМ РИС ДУБ МАКЛЕН N= 4 С N [L / £] = N 2+ [L / £] L= 3 o(N 3 ) >> o(N) !!! max min O(n); ??? Минимальный словарь ИС ---- -> ! ! ! Образы ИС = процессам ПО N 2 (L-1)= 32 min max
ПО …ДА КОЛЯ ЛОВИТ РЫБУ СА… ИС При минимизации словаря на нейросемантических структурах, его топология гомоморфна структуре исходных процессов ПО Подл. Сказ. Обст. {…}{…}{…} иерархическая структура словарей образов Подл. Сказ. Обст. {…}{…}{…} иерархические процессы
Теорема : минимальная форма словаря ИС может достигаться только при ее гомоморфности исходной структуре процессов ПО Доказательство: Если представить формирование текстовой формы двумя независимыми и непересекающимися процессами А и Б, то становится очевидным, проц. А проц. Б 010010 УКЛОН ЭРМИТАЖ 101010010 образ А образ Б что минимальным словарем образов закрашивающим эти два процесса могут быть только образы совпадающие по текстовой форме с генерирующих их процессами. На вопрос : "Почему все организмы ' единодушны ' в класте- ризации окружающего нас мира на отдельные образы ?" Вытекает ответ : "Т.к. минимальный словарь, дает эволюци- онные преимущества, то все ИС данной ПО выбирают его, а соответственно, и его образы".
Теорема: максимальное значение компрессии достижимо только при гомоморфном отображении структуры процессов ПО в структуре образов НСС
Предметная область 11011010001101101001 - Алгоритм НСС НСС Автоматическое выделение образов-процессов из предметной области в нейроподобные элементы НСС при минимизации ресурсных затрат (памяти) N‑элемент (образ НСС) процесс предметной области
35 Автоструктуризация на нейросемантических структурах R ИС = f (число N -элементов, число связей) в битах 1/P (компрессия) = --------------------------------------------------------- 0 при t T Ф ИС = объем текстовой информации в ИС в битах или R ИС / T Ф ИС 0 и R ИС const, при t M при t Примеры: а) < RISMAKDUBLENLENDUBMAKMAKLENRISRISLENMAKRISDUBRIS > правильно выделяются все процессы : <MAK><RIS><MAK><DUB>; б)< ДОМЗЕБРЫСКИТНАДОМДОМВНАДОМВСКИТВНАСКИТВВЗЕБРЫНАВНА>, правильно выделяются все процессы : <ЗЕБРЫ><СКИТ><ДОМ><НА> <В>. сдвиг алфавита А в кодах ASCII в примере б) <ЕПНИЖВСЬТЛЙУОБЕПНЕПНГОБЕПНГТЛЙУГОБТЛЙУГЖВСЬОБГОБ> на +1 <?IGB@<KVLECMH;?IG?IG=H;?IG=LECM =H;LECM==B<KVH;=H;{> на -133.
36 Структуру памяти ИС, в которой выполняется свойство гомоморфного отображения ЭСЕ ПО и их структуры в образы ИС и обратно: N‑элемент (образ ИС) ЭСЕ (ПО) будем называть – нейросемантической структурой ( НСС ) НСС – это готовая структура данных (процессов и объектов) произвольной ПО для любой ИС. Понятно, что ее автоматическое формирование открывает широкие горизонты для инженерии ИС.
37 НСС – это пример 1-го формального преобразования количественной текстовой формы представления информации в качественно новую форму – структуру образов ИС Критерии достаточности : а) все пространство состояний; б) если человек может правильно структурировать данный текстовой материал в непривычной, но взаимнооднозначной нотации, в) наличие характерных особенностей динамического процесса при минимизации ресурса R ИС
38 Расширив свойства формального нейрона введением в него относительности времени активации входов, получим нейроподобный N -элемент. U(t)= P1 *X 1 (t 0 ) + P2 *X 2 + T2 *(t 2 - t 0 ) + … + Pk *X k + Tk *(t k - t 0 ) Fi ( P, T ) U(t+1)= U(t)/ a 1 k 1 0 1 k 1 0 1 k 1 0 1 k 1 0 … U(t) / U max U m a x U (t)
39 Объединив N -элементы в потенциальный многодольный иерархический граф, удалось получить структуру аналогичную естественно-языковым.
40 Структурное описание НСС можно представить в виде многодольного графа : Алгоритм обратного преобразования НСС в текстовую форму осуществляется уже за меньшее число операций и идет "сверху-вниз". 01100101011011011010001101101001 Текстовая форма Форма НСС Алгоритм А1
41 Первый слой (доля графа) N -элементов – терминальный, фактически отображает алфавит А ЭСЕ, второй слой – " псевдослоги " и строится на пространственно-временных ссылках на предыдущий (терминальный) слой - информационное содержание N‑элемента, слой " псевдослов " – ссылается на "псевдослоги" и т.д., до самого верхнего N ‑элемента, отображающего в себе через связи всю ПО.
43 Величина компрессии отражает потенциальную интеллектуальность ИС. Псевдофрактальные файлы.
44 Адаптивные регуляторы на базе НСС Примеры объектов управления X n+1 = 1+ X n + F n + Z n X n+1 = 2* X n + F n + Z n X n+1 = f(X n ) + F n + Z n а) "Наклонная плоскость" б) "Обратный маятник" с) "Неизвестный объект"
45 Таблица пространства состояний f(X n ) и F n X n+1 = f(X n ) + F n + Z n N= 7 - число состояний объекта. (1 2)(2 3)(3 4)(4 5)(5 6)(6 7)(7 8) пары (X n X n+1 ) отражают f(X n ) перехода состояний объекта Область нормальных состояний объекта S – первый элемент пары (X n X n+1 ) = { 1,2,3,4,5,6,7 }. F= -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, - возможные управляющие воздействия регулятора Форма задания объекта
47 Запоминая пары < X >< Y > и их оценку < E > для любого априорно неизвестного объекта управления ( f(X n )), регулятор №1, фактически полным перебором, проходит все возможное пространство его состояний ( N * M ). Обуче ние Настроенный регулятор
49 Скорость обучения регулятора №2 почти не зависит от размерностей N и M ( N – число состояний объекта, M – число состояний возможного управления, в эксперименте для простоты принималось N = M = 7, 15, 17,19, 21), Т.е., пример регулятора №2 демонстрирует возможность практического преодоления "проклятия размерности". регулятор № 2 регулятор № 1 регулятор № 1 регулятор № 2
50 Формирование понятия абстрактного числа в ИС (задача неразрешимая для классического ИИ, и легко решаемая биологическими ИС, как высшими животными, так и человеком ). Одно из физических свойств N ‑элемента состоит в экспоненциальном падении величины U ( t +1) = ( U ( t ) + 1* ) / . после его активации (напр., при =2) Это пример сведения семантических характеристик ПО к физическим параметрам элементной базы ИС, т.е. сводимым к: См.-Бит-Сек – Система СБС T L U(t) 2 1 0
51 Адаптивный регулятор №3 U(t) =1.5 |; ||; |||; ||||; |||||; … |||||||; <3; 4><число><+ t ><больше> <1; 4><число><+2 t ><больше> … <3; 2><число>< - t ><меньше> <4; 1><число><-3 t ><меньше> T L U(t) 2 1 0 U(t) =1.0 U(t) =1.5 U(t) =1.75 U(t) =1.96 <больше> <меньше>
На базе нейросемантического регулятора №3 формально показано, как на основе вышеописанных физических свойств N -элементов возможно естественное самоформирование R ‑отношений, представленных в регуляторе №2. Тем самым, подведено теоретическое основание для инженерного построения ИР, т.е.: теоретически решить проблему построения ИИ. Как и вычислительная техника начала развиваться с теоретических моделей "машин Тьюринга и Поста", так и анализ работы нейросемантического регулятора будет способствовать формированию широкого фронта научных работ по разработке ИР. Таким образом, на НСС-регуляторах можно продемонстрировать: - №1 – " адаптационность ", как возможность адаптироваться в любой ПО; - №2 – " интеллектуальность ", как возможность существенного сокращения перебора; - №3 – " креативность ", как целенаправленное порождение нового знания. Пространство №1 >> №2 >> №3 : полного перебора >> пространство отношений >> энтропийное пространство
53 Функционирование примитивных ИС В ИС отображается только объективная информация. При этом, на каждое конкретное раздражение (Х i ) – конкретная реакция (У j ), с "эмоциональной" оценкой ее полезности для ИС.
54 Память "сложных" ИС строится как иерархическая структура из НСС. На фактографическую НСС 1, настраивается НСС 2 ("ортогональная"), которая функционально воспринимает НСС 1, также как НСС 1 воспринимает ПО. По нашим оценкам, структуры из 4-5-ти иерархических НСС вполне достаточно, чтобы моделировать основные психические функции человека
55 З Н А Н И Е (например, "логические высказывания") в текстовой форме обязательно содержат ритмические п о в т о р е н и я ! |ВСЕ| | ВОЛК |И| | СЕР |Ы|| А ||ЕСТЬ| | ВОЛК |,||ЗНАЧИТ|,| А ||ЕСТЬ| СЕР |ЫЙ|< E +> |ВСЕ|| ПЕТУХ |И|| КРАСИВ |Ы|| В ||ЕСТЬ|| ПЕТУХ |,||ЗНАЧИТ|,| В ||ЕСТЬ| КРАСИВ |ЫЙ|< E +> в НСС 2 автоматически строится структура: |ВСЕ| | X 1 |И| | X 2 |Ы|, | X 3 | |ЕСТЬ| | X 1 |, | |ЗНАЧИТ|, | X 3 | |ЕСТЬ| X 2 |Ы|Й|< E +> t 1 t 3 t 2 < ВСЕ ПЛЮК И КАН Ы, ОН ЕСТЬ ПЛЮК, ЗНАЧИТ, ОН ЕСТЬ > t 2+ Ы|Й < КАНЫЙ > < ВСЕ ЛЮД И СМЕРТН Ы, СОКРАТ ЕСТЬ ЛЮД, ЗНАЧИТ, СОКРАТ ЕСТЬ >, ИС в своей грамматике выдаст: < СМЕРТНЫЙ >. Таким образом, все типы логических высказываний произвольной ПО покрываются одним механизмом НСС НСС 1
56 Информационный ресурс: " сигнал – информация – знание " " линейный – сигнал ", R ИС = K*t +b 1 Сигнал - простая суперпозиция ЭСЕ ПО ; " логарифмический – информация ” R ИС = log(t) +b 2 Информация – знаковая последовательность на языке системы, соответствующая целому числу причинно-связанных процессов ПО, т.е. ЭСЕ Данные – форматированная под ПО информация " const - знание ". R ИС = const +b 3 Знание – совокупность ЭСЕ, отражающих одновременно процессы ПО и процессы в самой ИС При T Ф = const (t), R ИС = f ( S ИС (t)) t R ИС T ИС t R ИС T ИС t R И С (бит) T ИС (бит) Память ИС
57 Отображение информационного ресурса тремя классами ИС Сигнал Сигнал Сигнал Сигнал Инфор- мация Инфор- мация Сигнал Инфор- мация Знание Автомат "животн." "ИС-человек" БШ ПС "Телесериал" Реальный bsejgr… abcabc... Mather… ПО
58 Текстовая энтропия = p(s), при p(s) 1 ТЭ (s) = 1 - (p(s) - 1) / (m-1), при p(s) > 1 p(s) - частота на интервале L*A L, 0 p(s) m; p(s) L / m = 1 (условие нормировки) s - некоторое слово длиной в L символов; m - размер потенциального S‑словаря в m=A L S‑слов информационное пространство в L*m = L*A L символов ТЭ L = ТЭ(s)L / m 1 ТЭ 0 1 p(s) m m=A L …kksxkdkdfjfjgh… Т= L* A L А . . . 1 2 3 L ac ab a b c ... . . . ba b . . b c b c aa a . b c a ca cb bb cc bc Например, p( dkd ) L=3
59 Относительная текстовая энтропия Таким образом, числовые значения ТЭ и ОТЭ являются эффек - тивными параметрами-индикаторами, которые характеризуют возможность семантического анализа конкретной ПО (например, при поиске сигналов от внеземных цивилизаций). Текстовая энтропия
60 Р е ш е н и е И Р ИРМИ Проекты : - Искусственный разум - Информоград - Восхождение разума
61 Прототипы компьютерного интерфейса : “ человек-ИP “ Проект - Искусственный разум
через 12 месяцев возможно получить программную реализацию описанного ИP. за 18 и 24 месяца, на базе многопроцессорных ЭВМ (256-1024 RISC процессоров), сформировать многопроцессорный кластер и чисто аппаратную реализации ИP, реализуя естественную параллельность процессов в НСС. ИP - это на 6-9 порядков ускорение решения любых "интеллектуальных" задач с одновременным повышением их сложности (числа компонент) на 5-6 порядков. Для цивилизации, появление ИP, это как реальный шанс ее будущего, особенно в сегодняшнее неуправляемое время "технологий глобального (воз)действия" (биотехнологий, информационных, ядерных, финансовых), которые, в руках террористов, превращаются в орудие ада. Без ИP человечеству в 21 веке практически не выжить и в подтверждение этого тезиса можно привести множество доводов
Проблемы решаемые только с помощью ИР - on-line структуризация и формирование глобальных БЗ; - "Госплан" Планеты; - Глобальный Университет (обучение); - Промышленная разработка информационного ресурса; - Безопасность Планеты; … * 10 6-10 = Объем памяти 10 12 -10 16 образов (10 24 текста, графики, …) Режим работы on-line : 50 пользователей - станция Sun ; 1000 пользователей – многопроцессорная супер ЭВМ; 100 000 пользователей – аппаратная реализация ИРМИ. Язык диалога - естественный для каждого пользователя- исследователя. Когнитивные функции ИРМИ не уступают человеческим Человек и искусственный разум И Р ИРМИ ...
Страхи что ИР поработит человечество – типичный пример широко распространившегося шаманизма от киноиндустрии. Для человека более опасен другой человек, т.к. у них одна ниша потребления. Генетически же ИР нацелен на космос – именно там широкое поле для его деятельности. Неограниченное количество любых материальных ресурсов вселенной не дает даже теоретических основ для конфликта между ИР с земным человеком. С точки же зрения сотрудничества, ИР для человека представляется идеальным партнером, т.к. у них одна область производства легко тиражируемого результата. Где в итоге, каждый получает весь конечный продукт – новое знание (пример ИРМИ). Так что, никаких естественных оснований для конфликта между человеком и ИР нет. Сотрудничество же человека с ИР станет мощным стимулом для заключительного экспоненциального этапа научно-технического прогресса нашей цивилизации. Работы над созданием ИР должны проводиться только в рамках нового гуманистического мировоззрения и специализированной международной академической инфраструктуры. Это необходимо, чтобы такой фактор, как ИР не стал "информационной дубиной" в руках какой-либо эгоистической группировки. В качестве такой начальной социально-экономической структуры по разработке ИP предлагается проект "Информоград".
65 Российский центр поддержки инноваций (проект "Информоград") ИРМИ в рамках Российского центра поддержки инноваций (проект " Информоград ") каждому исследователю даст в свое распоряжение колоссальные материальные и интеллектуальные возможности, о которых до этого не могли мечтать и целые государства. В процессе взаимодействия при решении задачи, ИРМИ помогает человеку получить новое решение, человек при этом обучает ИР, представляя ему уже известные знания. Новое же знание, полученное в ходе сотрудничества ИРМИ и человека, становится их общим знанием, взаимообогащая их обоих, как бы более интеллектуально ИР не превосходил человека.
$ 1500-3000 $3 00- 5 00 200 6 -200 7 г 200 6 -200 7 г " И н ф о р м о г р а д " Российский информационно-аналитический центр поддержки инновационных работ
67 $ 1500-3000 Молодой российский выпускник за границей : Материальный достаток и хорошие бытовые условия Новейшее оборудование Иная культурная среда Работа на вторых ролях (мах post-doctor = м.н.с. ) Малая перспектива роста 2004 г число возвращающихся высококлассных специалистов (МФТИ, МГУ, МГТУ, МИФИ) сравнялось с числом отъезжающих за рубеж
$ 500-1000 Аутсорсинг "Чем больше работаешь – тем больше остаешься должен" ! Российский рынок информационной безопасности в прошлом году составил $170 млн. и по предварительным прогнозам, в 2005 году вырастет до $230 млн., мировой рынок составит ~ $200 млрд. В этой области работает ~ 1 000 программистов из России. Они получают ~ $1000, сумма = $12 млн./год $230 млн. - $12 млн. = $220 млн. ??! (выплаты из России) В $200 млрд. (общ. объем $1 трлн.) ~ 10% труда россиян, а получают 0,5% или 1/200 от прибыли, принесенной ТНК ТНК Пример : 10 чел. за 12 мес. для ТНК делают ПО ИИС ( цена ПО $ 1000 ) Получают по $ 1200/мес. Семьи по 5 человек. Прож. минимум $2 0 0. Доход семьи (страны) = $ 2400/год. Семья разработчика ПО не может купить свой ПО ( 2400 << 5*1000 ) !!!
69 Нет более ценного товара, чем ИНФОРМАЦИЯ (знание) Инновационная экономика - стратегическое направление развития России в XXI веке Создание единого информационного пространства (информационной инфраструктуры) технологии разработки знаний Как не богата Росси я природными ресурсами, но основное её " богатство в мозгах, а не в недрах " Смена социально-экономической философии Не догонять, а упреждать !!! Не ЭВМ, а Искусственный разум !!!
- Повышение производительности труда в 1000 раз = 10 (этап постановки) *10 (НИР) *10 (НИОКР) - Экспериментально-опытное производство (ЧПУ,…) = готовые изделия (патент, самолет, …) - Новые социально-экономические отношения = Ноосфера (социальный организм) - 2012 год Россия мировой лидер социально-экономического развития ( русский космизм ) $300 000 - 500 000
71 Проект - Восхождение разума
72 Характеристики эволюционного процесса высокоорганизованной материи Цель – пролонгация лидирующего вида до горизонта прогнозирования будущего ( n(t), t ∞ ). – экспансия свободы вида ( n(t)=f(a t ), t ∞, Q ). Мера – эволюционный потенциал ( Э(Е) – НЭ(Е)), доступный ресурс ( n(t) max(E) Q ), компрессия ( P max Q ). Механизмы – законы экспоненциальности ( f(a t ), и сверхаддитивности f(s1,…,sn)>>f(s1)+,,,+f(sn) и алгоритмы НСС (C++, …)
73 Фазы эволюции высокоорганизованной материи Пространственная 1-я фаза Пространственно-временная 2-я фаза Временная 3-я фаза Довещественная Вещественная Надвещественная Эволюция форм материи и ее пространственно-временных фаз Антропный принцип (Разума) Флуктуация, Большой взрыв Разум В О С Х О Ж Д Е Н И Е Д е г р а д а ц и я Б Мы 2006г.
74 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ По всем вопросам Проекта ( национального ) ИСКУССТВЕННЫЙ РАЗУМ обращаться к Бодякину Владимиру E-mail: body@ipu.ru www. informograd. narod. ru / тел. (095)334-92-39 в ИПУ тел 1-346
77 Алгоритм ( А1 ) преобразования текстовой формы в иерархическую структуру словарей (НСС) L = { 01100101011011011010001101101001 }. Исходный текст 1-й шаг k1=2 l 0 01100101011011011010001101101001 Номера цепочек в словаре Последовательность индексов (ссылок ) 1 2 3 4 l 1 1 2 1 1 1 2 3 1 2 2 4 3 1 2 2 1 + "01"10"11"00“ L1
78 2-й шаг k2=2 l 1 1211123122431221 Номера цепочек в словарях 1 2 3 4 5 6 12 11 31 22 43 21 L2 l2 1 2 1 3 4 5 1 6 + "01"10“ 11"00" L1
79 3-й шаг k3=2 l 2 12134516 Номера цепочек в словарях 1 2 3 4 5 6 12 13 45 16 L3 12 11 31 22 43 21 L2 l 3 1 2 3 4 + "01"10“ 11“ 00" L1
80 4-й шаг k4=2 Номера цепочек в словарях l 3 1234 1 2 3 4 5 6 12 34 L4 12 13 45 16 L3 12 11 31 22 43 21 L2 l 4 1 2 + "01"10"11"00" L1
81 5-й шаг k5=2 и исходная последовательность символов полностью переходит в НСС. Номера Ссылки словарей 6 1 на предыдущие (слоев) 5 12 словари 4 12 34 и "алфавит" 3 12 13 45 16 2 12 11 31 22 43 21 1 "01"10“ 11“ 00" 1 2 3 4 5 6 Номера элементов в словаре
82 Номера 6 6 1 Ссылки словарей 5 5 12 на предыдущие (слоев) 4 4 12 34 словари Включение 3 3 12 13 45 16 и "алфавит" в НСС 2 2 12 11 31 22 43 21 алфавита А 1 1 12 21 22 11 0 А "0" "1" 1 2 3 4 5 6 Номера элементов в словаре
83 Структурное описание НСС можно представить в виде многодольного графа: Алгоритм обратного преобразования НСС в текстовую форму осуществляется уже за меньшее число операций и идет "сверху-вниз".
