Григорий Хай - Информатика для медиков Страница 11

Функциональные зоны коры:

– сенсорная зона;

– зона базы знаний;

– зона анализа и распознавания;

– зона сценарного мышления;

– зона выбора и реализации решений.

Комментарий. Сознание и мышление являются физиологической (психической) функцией коры головного мозга. Механизмы и сущность этих естественных явлений остаются неизвестными.

В описываемом программно-аппаратном комплексе, имитирующем (моделирующем) некоторые функции коры для сугубо прагматических целей, примем информационные результаты ее преобразований на алгоритмически заданном этапе в качестве функции мышления и сознания.

Для поставленной цели мы определили информацию как индивидуальную интерпретацию приемником результатов его взаимодействия с принятым сигналом. Этот результат является материально-энергетическим событием. Интерпретация корой головного мозга данного устройства таких результатов, в свою очередь, может рассматриваться как последующее событие, задаваемое алгоритмическим способом. Будучи представленным на любом из конструктивно избранных языков в форме текста, последний принимается в качестве описания процесса мышления.

Основными функциями сенсорной зоны являются осознание получаемых ею импульсов (раздражений) и преобразование их в ощущения, формирование самосознания и эмоций.

Все импульсы кора получает из подкорки, в которой они сортируются, отбираются и передаются в кору. Их источниками являются спинной мозг и мозговые нервы.

Основные функции сенсорной зоны распределены по взаимосвязанным блокам, а внутри блоков – по специализированным модулям. Общим является то, что преобразованные этой зоной различные входные импульсы становятся различными ощущениями, которые и осознаются головным мозгом изделия как специфические.

Импульсы, получаемые корой от головных нервов, связанных с устройствами восприятия окружающей среды с помощью зрения, слуха, обоняния (вкуса), преобразовываются в соответствующие специфические ощущения (мыслеобразы).

Импульсы, получаемые корой от оболочки изделия в результате внешних воздействий на нее, преобразовываются в тактильные ощущения (мыслеобразы).

Системное объединение (синестезия) этих ощущений обладает новым качеством, отличающимся от простой их суммы.

Постоянно изменяемые в реальном режиме времени системные мыслеобразы используется корой для формирования динамических аналитических представлений о внешней среде изделия.

Импульсы, получаемые корой через афферентные нервы, о наличии и состоянии всех внутренних комплексов и устройств изделия, в том числе о состоянии самой оболочки, преобразовываются во внутренние ощущения (мыслеобразы).

Системное объединение внутренних мыслеобразов (синестезия) является основой формирования самосознания («Я») изделия. Все остальное, воспринимаемое органами чувств, идентифицируется как «не Я». В самосознание включается информация от сенсорных устройств о внешнем виде, состоянии, пространственном расположении и динамике собственного корпуса и его частей, в том числе зеркального (отраженного) изображения, тактильного восприятия, запаха, вкуса своей оболочки и звука работы собственных частей. Сюда же включается информация от органа, определяющего гравитационную нагрузку и пространственное расположение объекта и его внешних частей.

Сенсорная зона связана с БД коры, зоной анализа и распознавания объектов внешней среды и с зоной мышления. Реализация самого процесса мышления включается в понятие самосознания («Я мыслю»). При одновременном вводе в действие в конкретных ситуациях нескольких робототехнических изделий включаются понятия «Мы» и «не Мы».

Множество разнообразных потребностей изделия определяется фактически текущим состоянием его внутренних комплексов и их частей. Главная потребность – поддержание гомеостаза. Отклонение состояния изделия и его частей от нормативного состояния гомеостаза формирует те или иные потребности, которые подлежат удовлетворению. Сведения об этом транспортируются в блок выбора и реализации решений.

Особенности задач и реальных ситуаций, в которых находится изделие, могут вести к отсрочке удовлетворения этих потребностей и даже к полной их отмене.

Будем называть эмоциями системное объединение различных ощущений. Эмоции разделяют на положительные (удовлетворенность чем-либо) и отрицательные – неудовлетворенность. Эмоции имеют степень выраженности: сильные, умеренные и слабо выраженные. Эмоции являются подсознательным основанием для того, чтобы принимать решения, не прибегая к аналитическим механизмам. Аналитический — осознаваемый — механизм выбора и реализации решений нередко вступает в противоречие с эмоциональным, поскольку в основу аналитического механизма алгоритмически закладывается необходимость достижения различных целей, что может не совпадать с «собственными интересами» изделия, в частности его самосохранения. Доминирование рационального выбора в ряде ситуаций может приводить к подавлению эмоциональной составляющей.

Баланс эмоционального и рационального в поведении любого высокоразвитого живого существа является реальностью. Моделируя систему управления изделием, обладающим целевой функцией и возможностью выбора стратегии поведения, целесообразно использовать и эти механизмы. Блок эмоций связан с зонами анализа, мышления и выработки решений.

Знания – это система взаимосвязанных данных (повторюсь: по Г. В. Колшанскому, лингвистическим представлением данных является слово, знаний – предложение, мысли – текст).

Используемая в данной разработке БЗ принципиально отличается от существующих баз знаний, и тем более от БД.

Системная структура базы знаний является независимым программным продуктом. В полной конфигурации БЗ представлена «оболочкой», заполняемой пользователем применительно к любой предметной области. Структура БЗ иерархична. На каждом уровне представлены элементы, связи между ними и системные объекты, являющиеся вариантами объединений данных элементов через эти связи. Такие структурные описания системных объектов являются знаниями. При переходе на более высокий иерархический уровень БЗ объекты нижележащего уровня рассматриваются как элементы вышележащего, а элементы нижнего уровня – как связи верхнего. При переходе с более высокого уровня вниз – «вглубь» по иерархии знаний – осуществляется обратная процедура. Число иерархических уровней не ограничивается. Число системных объектов, элементов и связей также не ограничивается и зависит от фактического объема знаний в предметной области. Предусматриваются развернутая характеристика объектов («веществ и событий») и описание их атрибутов.

При использовании БЗ в качестве зоны коры головного мозга изделия она конструктивно заполняется теми знаниями, которые необходимы для его специфики, целей, объектов внешней среды, способов управления и функционирования. В процессе эксплуатации изделия БЗ пополняется и может изменяться.

В рамках данного устройства система управления базой знаний (СУБЗ) обеспечивает пополнение БЗ в интерактивном режиме, обращение к любому ее уровню, коррекцию, пополнение, очистку. Поскольку первичное заполнение БЗ производится конструктивно при изготовлении изделия, то дополнительное обращение к необходимым БД для пополнения базы знаний нужной внешней информацией производится в процессе его эксплуатации. СУБЗ обеспечивает передачу и использование знаний в зону сценарного мышления для построения «сценариев», имитирующих процесс примитивного мышления, поиск аналогов по заданным параметрам, поиск объектов, анализ структур, связей и свойств. СУБЗ работает при поддержке и под контролем системного процессора.

Конфигурация интеллектуального системного процессора (ИСП) адаптирована к структуре БЗ. Он имеет принципиальные отличия от конфигурации стандартных процессоров. Его использование позволит уменьшить число операций (и команд) при заполнении и использовании БЗ.

Сопряжение БЗ, СУБЗ и ИСП следует считать сопряжением с сенсорной зоной коры головного мозга.

Зона анализа и распознавания предназначена для выполнения нескольких функций. Зоны распределены по блокам: