Типы входных данных при обучении
- Признаковое описание объектов — наиболее распространённый случай.
- Описание взаимоотношений между объектами, чаще всего отношения попарного сходства, выражаемые при помощи матрицы расстояний, ядер либо графа данных
- Временной ряд или сигнал.
- Изображение или видеоряд.
Типы функционалов качества.При обучении с учителем - функционал качества может определяется как средняя ошибка ответов. Предполагается, что искомый алгоритм должен его минимизировать. Для предотвращения переобучения в минимизируемый функционал качества часто в явном или неявном виде добавляют регуляризатор.
При обучении без учителя - функционалы качества могут определяться по-разному, например, как отношение средних межкластерных и внутрикластерных расстояний.
При обучении с подкреплением - функционалы качества определяются физической средой, показывающей качество приспособления агента.
Практические сферы применения.Целью машинного обучения является частичная или полная автоматизация решения сложных профессиональных задач в самых разных областях человеческой деятельности.
- Машинное обучение имеет широкий спектр приложений:
- Распознавание речи
- Распознавание изображений
- Распознавание рукописного ввода
- Техническая диагностика
- Медицинская диагностика
- Прогнозирование временных рядов
- Биоинформатика
- Обнаружение мошенничества
- Обнаружение спама
- Категоризация документов
- Биржевой технический анализ
- Финансовый надзор
- Кредитный скоринг
- Предсказание ухода клиентов
- Хемоинформатика
Сфера применений машинного обучения постоянно расширяется. Повсеместная информатизация приводит к накоплению огромных объёмов данных в науке, производстве, бизнесе, транспорте, здравоохранении. Возникающие при этом задачи прогнозирования, управления и принятия решений часто сводятся к обучению по прецедентам. Раньше, когда таких данных не было, эти задачи либо вообще не ставились, либо решались совершенно другими методами.
Автоматическое доказательство— доказательство, реализуемое программно. В основе лежит аппарат математической логики. Используются идеи теории искусственного интеллекта. Процесс доказательства основывается на логике высказываний и логике предикатов.
Логика высказываний (или пропозициональная логика) — это формальная теория, основным объектом которой служит понятие логического высказывания. С точки зрения выразительности, её можно охарактеризовать как классическую логику нулевого порядка. Логика высказываний является простейшей логикой, максимально близкой к человеческой логике неформальных рассуждений и известна ещё со времён античности.
Логика первого порядка (исчисление предикатов) — формальное исчисление, допускающее высказывания относительно переменных, фиксированных функций, и предикатов. Расширяет логику высказываний. В свою очередь является частным случаем логики высшего порядка.
Другие способы применения искусственного интеллекта.Наряду с системами с базой знаний существуют другие приложения ИИ, такие как игры, решение головоломок, обработка естественного языка, распознавание речи, машинное зрение, робототехника, интеллектуальное обучение, обучение машины и решение общих задач. Развитие этих направлений будет способствовать разработке более совершенных и более «похожих на человека» систем с базой знаний.
Игры и решение головоломок (например, шахматы) были первой областью приложения ИИ и инженерии знаний, где имела место имитация человеческого интеллекта и способностей по решению задач. Средства обработки естественных языков дают возможность компьютерам понимать сообщения на различных языках и осуществлять вербальные коммуникации с живыми пользователями. Они снабжены базой знаний (словарем) и в настоящее время используются для создания интерактивного интерфейса с компьютером в таких областях, как электронные таблицы, программы управления базами данных, операционные системы и системы автоматического перевода. В будущем обработка естественных языков будет использоваться для сканирования, интерпретации и обобщения массивом данных для различных прикладных систем с базой знаний. Распознавание речи и машинное зрение имитируют два наиболее важных человеческих чувства и таким образом упрощают взаимодействие живого эксперта и компьютера. Робототехника занимается копированием физических характеристик человека и их машинной реализацией. Интеллектуальное обучение применяется в основном при обучении с помощью компьютера. Обучение машины — это попытка имитации обучения человека с использованием дедуктивных и индуктивных процессов. Системы решения общих задач предназначены для решения различных видов задач, которые представлены на формальном языке, с использованием алгоритмов и эвристики [1].
Взгляд в будущее
Как и в других областях, настоящее инженерии знаний принадлежит реалистам, которые адаптируют технологии к удовлетворению существующих потребностей. Однако будущее инженерии знаний зависит от мечтателей, предвосхищающих появление технологий, которые будут служить людям в будущем.
В распоряжении инженеров по знаниям будет более совершенное аппаратное и программное обеспечение. Быстрое действие и большая емкость запоминающих устройств позволит использовать знания, основанные на здравом смысле, и предоставит возможность одновременно обрабатывать правила, фреймы и другие структуры знаний. Станет необходимой обработка данных с массовым параллелизмом и применение суперкомпьютеров. Программное обеспечение позволит обучение на базе опыта и обновление его базы данных. Также оно будет обладать возможностями динамического отклика на изменяющиеся входные условия или функцию. Системы с базой знаний будут полагаться на автоматизированное программное обеспечение по получению знаний. В качестве пользовательских интерфейсов будут использоваться распознавание речи и ввод рукописной информации. Коммуникации будут многоязычными, появятся возможности машинного перевода.
Приобретение знаний — это то, что ограничивает развитие систем с базой знаний. Мы сможем разработать более эффективные системы с базой знаний только в том случае, если мы лучше поймем способы обработки знаний, их хранения и поиска, свойственные человеческому разуму, а также принципы накопления человеком опыта.
У компьютера большие возможности искусственного интеллекта. Он превратится из устройства для обработки данных в устройство для обработки знаний. Обладая сенсорными связями и роботами, система с базой знаний сможет собирать и анализировать информацию, а также действовать бел вмешательства человека. Языковое программное обеспечение будет имитировать интуицию. Дополнительные технологии, такие как нейросети или «широкомасштабная» параллельная обработка, подготовят почву для появления интеллектуальных машин более высокого уровня [2].
Заключение
База знаний — база данных, содержащая правила вывода и информацию о человеческом опыте и знаниях в некоторой предметной области. В самообучающихся системах база знаний также содержит информацию, являющуюся результатом решения предыдущих задач.
Современные базы знаний работают совместно с системами поиска и извлечения информации. Для этого требуется некоторая модель классификации понятий и определённый формат представления знаний. Иерархический способ представления в базе знаний набора понятий и их отношений называется онтологией.
Онтологию некоторой области знаний вместе со сведениями о свойствах конкретных объектов часто называют «базой знаний». Вместе с тем, полноценные базы знаний (в отличие от обычной базы данных) содержат в себе не только фактическую информацию, но и правила вывода, позволяющие делать автоматические умозаключения об уже имеющихся или вновь вводимых фактах и тем самым производить семантическую (осмысленную) обработку информации [4].
Таким образом, цель и задачи данной исследовательской работы достигнуты:
1. Проанализированы такие понятия как знания, данные, база знаний,
2. Подробно рассмотрены экспертные и интеллектуальные системы как базы знаний.
База знаний — важный компонент интеллектуальной системы. Наиболее известный класс таких программ — это экспертные системы. Они предназначены для поиска способов решения проблем из некоторой предметной области, основываясь на записях БЗ и на пользовательском описании ситуации.
Простые базы знаний могут использоваться для создания экспертных систем хранения данных в организации: документации, руководств, статей технического обеспечения. Главная цель создания таких баз — помочь менее опытным людям найти уже существующее описание способа решения какой-либо проблемы.
Библиография
Учебно-методическая литература
1. Гаврилова, Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем . Учебник для вузов /Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский.// — СПб.: Питер, 2000. – 384 с.
2. Загоруйко Н. Г. Прикладные методы анализа данных и знаний. / Н. Г. Загоруйко // — Новосибирск: ИМ СО РАН, 2005. – 253 с.
3. Ландэ Д. В. Поиск знаний в Internet. / Д. В. Ландэ // — М.: Диалектика, 2005.- 271 c.
Электронные ресурсы
4. Сервис - Wikipedia.org - 09.11.2016
5. Сервис - Wolphramalfa.com - 09.11.2016
6. Базы знаний и система управления базами знаний - http://www.nad-vasiluk.narod.ru/baza_znanii.htm - 09.11.2016