廣義智能系統(tǒng)柔性超拓?fù)淇臻g模型研究與應(yīng)用.pdf

1、本文研究課題源于國家教委博士點(diǎn)基金項(xiàng)目“人工智能基礎(chǔ)理論(泛符號主義)研究”(98069923)和國家863項(xiàng)目“生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)”(2002AA412020)。 人工智能學(xué)科誕生的初衷是“用計(jì)算機(jī)模擬人的抽象思維能力”，這是一種狹義的觀點(diǎn)。自然智能廣泛存在于生命現(xiàn)象的各個層次，例如人的抽象思維和形象思維、動物的學(xué)習(xí)和智能反應(yīng)、生物的進(jìn)化和免疫、生物群體的分工協(xié)作、生態(tài)系統(tǒng)的平衡等。它們對發(fā)現(xiàn)和提煉人工智能的某些原理和

2、方法都有重要貢獻(xiàn)。目前人工智能學(xué)科已經(jīng)由狹義智能觀走向了“模擬自然智能”的廣義智能觀。 廣義人工智能包含有多種仿智方法，如模擬抽象思維的符號主義、模擬形象思維的聯(lián)接主義、模擬智能行為的行為主義、模擬社會分工協(xié)作的多智能體系統(tǒng)、模擬生物進(jìn)化的進(jìn)化計(jì)算和免疫計(jì)算以及模擬生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)計(jì)算等。雖然這些方法各有所長，在不同的領(lǐng)域中已經(jīng)取得了相當(dāng)成功的應(yīng)用，但都存在著各自的局限性。研究表明，在解決一個具體的智能模擬問題時(shí)，適當(dāng)?shù)貙⑸鲜龇椒?/p>

3、綜合集成，往往能取得較好的效果。因此，智能混合系統(tǒng)的研究已成為人工智能中非常重要的研究領(lǐng)域，其中，尤以符號主義和聯(lián)接主義的綜合集成最為廣泛。本文在廣義人工智能思想指導(dǎo)下，重點(diǎn)討論符號主義和聯(lián)接主義的綜合集成，但其原理和方法可以推廣到其它廣義人工智能的綜合集成中。 盡管智能混合系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得了許多成果，但其理論體系還很不完善，突出表現(xiàn)在系統(tǒng)模型的片面性、知識表示方法的局限性、邏輯神經(jīng)元的單一性以及知識獲取與問題求解能力的局限性

4、上。本文從人類智能行為的本質(zhì)入手，著眼于知識在人腦中表示和存儲的生理基礎(chǔ)以及實(shí)現(xiàn)各種人類思維方式的生理基礎(chǔ)，將超拓?fù)淇臻g理論與泛邏輯學(xué)原理結(jié)合起來，充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)，開展了智能混合系統(tǒng)方面的研究工作，取得了一定的成果，主要是圍繞綜合集成這個中心，提出了一個模型，兩套理論和三種技術(shù)，它們是：(1)柔性化超拓?fù)淇臻g模型柔性化超拓?fù)淇臻g模型是一種新的智能混合系統(tǒng)模型，它是根據(jù)思維的本質(zhì)規(guī)律提出的廣義問題求解模型。 (2)超拓?fù)淇臻g理

5、論根據(jù)大腦思維的本質(zhì)規(guī)律初步建立了一套較為完整的理論，可以更好地描述知識在大腦中存儲和處理的結(jié)構(gòu)框架，從而為進(jìn)一步研究各種形式的思維規(guī)律及其相互關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。 (3)泛邏輯神經(jīng)元泛邏輯神經(jīng)元可以較好地模擬抽象思維過程，具有高度的通用性，體現(xiàn)了抽象思維的柔性化規(guī)律。 (4)自組織學(xué)習(xí)方法這是一個嵌套遞歸、結(jié)構(gòu)可變的自組織學(xué)習(xí)方法，它以超拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)知識表示方法為基礎(chǔ)，運(yùn)用等價(jià)關(guān)系求等價(jià)類的方法挖掘蘊(yùn)含或者隱含的新知識，從而實(shí)

6、現(xiàn)了知識的自動學(xué)習(xí)和更新。 (5)新的規(guī)則抽取與插入算法這種規(guī)則抽取與插入算法具有簡單、直觀、有效的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)特定語義、特定結(jié)構(gòu)規(guī)則知識的自動獲取與求精，也便于新知識的發(fā)現(xiàn)。 (6)基于指令集的一體化推理與搜索方法模擬大腦思維并行高效的特點(diǎn)，提出了一種真值流推理與標(biāo)號搜索技術(shù)，它以超拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，具有統(tǒng)一的指令集，操作簡單直觀，結(jié)果易于理解，并且具有靈活多變、應(yīng)用面廣等特點(diǎn)。 這些研究成果相輔相成，模型是