4. Содержание и структура учебной дисциплины

Темы лекционных занятий

Часы

Ссылки на цели

Современное состояние ИИ. Парадигма ИИ. История развития. Направления развития. Классификация методов ИИ. Характеристика задач, решаемых методами ИИ. Особенности технологий ИИ. Обучение и самообучение. Распознавание образов. Игры. Интеллектуальные агенты. Многоагентные системы. Искусственная жизнь и эволюционное программирование. Новые архитектуры компьютеров. Нейронные сети. Когнитивная графика. Программное обеспечение систем ИИ.

2

1-3

Области применения ИИ. Системы поддержки принятия решений. Машинный перевод и разработка естественно-языковых интерфейсов. Интеллектуальный мониторинг и диагностика. Идентификация моделей. Планирование действий. Интеллектуальная поддержка процесса проектирования. Интеллектуальные роботы. Интеллектуальная логистика. Интернет-технологии. Машинное творчество.

2

1-3

Общие подходы к формализации и решению задач. Проблемы и задачи. Замкнутая форма представления задачи. Метод формирования пространства состояний. Метод генерации вариантов и проверки. Метод ветвей и границ. Эвристический поиск. Метод решения задач в ограничениях. Метод решения задачи, основанный на доказательстве теоремы. Решения игр. Альфа-бета алгоритмы. Проблемы сложности. Классификация задач по сложности. Методы борьбы со сложностью.

2

4-6

Логика предикатов первого порядка и формализация знаний. Теория предикатов первого порядка. Прикладные теории. Теория и модель. Адекватность, полнота и непротиворечивость теории. Эрбранова интерпретация и компактность. Сколемовские и клаузальные формы. Хорновское подмножество логики предикатов первого порядка. Прикладные системы, основанные на логике. Логическое программирование. Декларативная семантика. Процедурная семантика. Моделирование предметных областей.

2

4-6

Автоматическое доказательство теорем. Принцип резолюции. Резольвента. Факторизация. Унификация. Теорема Робинсона. Линейная резолюция. Стратегии упрощения. Использование принципа резолюции в системах логического программирования.

2

4-6

Неклассические логики. Многочисленные роли логик. Логика и модифицируемые рассуждения. Логика умолчаний. Модальные логики. Модальные операторы. Автоэпистемические логики. Семантика возможных миров Криппке. Метауровневые архитектуры интеллектуальных систем. Моделирование самореферентности. Эго-системы.

2

4-6

Механизмы вывода. Дедукция. Индукция. Абдукция. Традукция. Натуральный вывод в логике предикатов первого порядка. Монотонность вывода. Немонотонные системы. Индуктивный вывод. Идентификация теории. Идентификация формальных грамматик. Вывод модели по Шапиро. Алгоритмы модификации теории. Синтез логических программ по примерам. Вывод по аналогии. Принцип Уинстона. Схема вывода по аналогии. Аналогия и дедукция. Сумма аналогий. Вывод по прецеденту.

2

4-6

Структурирование и представление знаний. Латентные структуры знаний и психосемантика. Метод метафор. Метод репертуарных решеток. Метод выявления конструктов. Структурный и объектный подходы к представлению знаний. Стратификация знаний. Семантические сети. Фреймы. Сценарии. Продукционные системы. Логика.

4

4-6,8

Выводы на знаниях. Выводы на семантических сетях. Выводы на фреймах. Выводы на продукционных правилах. Выводы на нечетких знаниях.

2

8

Архитектуры систем ИИ. Архитектура RBR-системы. Машина вывода. Когнитивное окно. Доска объявлений. База знаний. Архитектура CBR-систем. Механизм извлечения прецедента. Механизм адаптации прецедента. Механизм обучения. Архитектура гибридных систем. Совмещение вычислительных механизмов и механизмов логического вывода. Архитектура мультиагентных систем. Структура агента. Взаимодействие агентов.

2

7,11

Онтологические системы и Интернет. Представление знаний в Интернет. Semantic Web. Модели онтологий и онтологические системы. Примеры онтологий. Средства представления онтологических знаний. Язык OWL. Формальное представление. Дискриптивная логика и ее связь с логикой предикатов. Механизмы вывода.

2

4-7

Темы лабораторных занятий

Учебная деятельность

Часы

Ссылки на цели

Семестр №8

Автоматическое доказательство теорем

Изучение машинных методов доказательства теорем для простых формальных систем. Метод резолюции. Анализ эффективности доказательства. Изучение методов повышения эффективности. Логика предикатов, агент-решатель.

4

8-14

Методы представления знаний

Освоение основных принципов при моделировании предметных областей с помощью семантических сетей и фреймов. Представление семантических сетей и фреймов на Прологе, С++ и других языках программирования.

4

8-14

Стратегии решения задач

Изучение основных стратегий решения задач:

• представление в пространстве состояний;

• сведения задач к подзадачам;

• генерация вариантов и проверка;

• поиск в глубину с возвратом;

• поиск в ширину;

• эвристический поиск;

• распространение ограничений;

• сведение задачи к доказательству теоремы.

Приобретение навыков выбора адекватных стратегий в зависимости от типа задач. Выбор инструмента для реализации этих стратегий.

4

8-14

Экспертные системы

Изучение архитектуры экспертной системы.

4

8-14