Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Обучающаяся автоматическая система

Обучающаяся автоматическая система (далее О), обучаемая машина, самоприспосабливающаяся система, алгоритм управления которой изменяется в соответствии с оценкой результатов управления так, что с течением времени она улучшает свои характеристики и качество функционирования (см. Автоматическое управление). Проектирование и построение технических систем возможно только на основе начальной априорной информации о характере процессов, протекающих в системе, и условиях, сопровождающих работу системы и оказывающих на нее возмущающее воздействие. Когда имеется полная начальная априорная информация, можно достаточно точно определить такие значения характеристик проектируемой системы, которые обеспечивают заданное качество ее функционирования; в этом случае нет необходимости в ее обучении. При отсутствии полной начальной информации единственной возможностью создания системы с заданным качеством функционирования является использование при ее разработке принципа обучения.

  Обучение - процесс многократных воздействий на систему и корректирования ее реакций на эти воздействия. Внешняя корректировка, или, как ее еще называют, "поощрение" и "наказание", осуществляется "учителем", которому известна желаемая реакция на определенные воздействия. "Учителем" может быть либо человек - оператор, либо автомат. Именно на основе обработки контрольной (апостериорной) информации происходит восполнение недостающей начальной информации. Если обучение осуществляется без внешнего обучающего устройства, то подобная система называется самообучающейся.

  Обучение осуществляется с помощью алгоритмов, которые в зависимости от того, является ли О дискретной или непрерывной, представляют собой систему стохастических разностных либо стохастических дифференциальных уравнений. Алгоритмы обучения реализуются средствами вычислительной техники - цифровыми либо аналоговыми вычислительными машинами (в частности, электроинтеграторами) либо, наконец, гибридными вычислительными системами. По мере обучения О накапливает опыт, на основе которого постепенно вырабатывается требуемая реакция системы на внешние воздействия; О - асимптотически оптимальная система, т.к. оптимальная реакция системы на внешние возмущения достигается не сразу, а с течением времени, в результате обучения. Наиболее полно исследованы О распознавания образов, идентификации, фильтрации и управления.

  В О распознавания образов до начала их функционирования все множество подлежащих опознанию объектов подразделяется на классы в соответствии с избранным принципом классификации. После этого составляется словарь признаков распознаваемых объектов и создаются технические средства для определения этих признаков. Если объем начальной априорной информации достаточен для того, чтобы произвести описание классов на языке признаков, то можно построить систему распознавания без обучения. Если же объем первоначальной информации недостаточен для описания классов либо такое описание по некоторым причинам составить неудобно, то система распознавания образов может быть сформирована с помощью обучения. О до начала функционирования в качестве распознающей системы работает с "учителем", который предъявляет системе обучающие объекты всех выделенных классов и указывает, к каким именно классам они принадлежат. Затем учитель "экзаменует" систему, корректируя ее ответы до тех пор, пока среднее количество ошибок не снизится до желаемого уровня. В результате обучения начальная априорная информация пополняется, что и обеспечивает О распознавания возможность описывать классы с помощью избранного словаря признаков. При этом, чем точнее удается восстановить описание классов на языке словаря признаков, тем качественнее работает система и тем реже она допускает ошибки при распознавании неизвестных объектов или явлений (см. также Распознавание образов).

  О фильтрации предназначены для отделения полезного сигнала от помех, что необходимо, в частности, в радиолокации и при дальней радиосвязи. В условиях полной априорной информации о входных воздействиях (полезном сигнале и помехах) можно построить систему фильтрации, обеспечивающую экстремальное значение соответствующему критерию оптимальности, характеризующему работу системы. Однако в условиях недостаточности априорной информации обучение - единственный путь построения оптимальной системы фильтрации. В процессе обучения изменяются параметры системы фильтрации, а иногда даже ее структура, в результате чего критерий оптимальности асимптотически приближается к своему экстремальному значению.

  О управления могут применяться на летательных аппаратах, в технологических агрегатах и др. Структурная схема типовой системы автоматического управления, в которой на основе обучения реализуется оптимальный (в определенном смысле) процесс управления, представлена на рис. Положим, цель управления состоит в том, чтобы обеспечить наименьшее значение некоторой величины (функционала) R, зависящей в общем случае от функций задающего вх (t) и управляющего (t), воздействий и от управляемой величины (t), т. е.

, (1)

  Эта цель должна быть достигнута при наличии определенных ограничений, состоящих в том, что некоторые величины (функционалы) i, где i = 1, 2,..., m, не должны превосходить установленных для них значений, т. е.

, (2)

  где (t)- возмущение, воздействующее на объект управления. Положим, кроме того, что полная априорная информация относительно (t) и вх (t) отсутствует, т.к. в противном случае задача построения оптимальной системы управления может быть, в принципе, решена без обучения. В рассматриваемой системе основная часть управляющего устройства A1 имеет алгоритм управления, способный изменяться в широком диапазоне, а др. часть - А2  может воздействовать на A1, перестраивая его алгоритм. Основываясь на цели управления, устройство А2 с помощью алгоритмов обучения и по мере накопления опыта, который определяется совокупностью реакций устройства A1 на возможные изменения режимов работы объекта В, вырабатывает воздействия * (t), которые все более и более приближаются к требуемым значениям. Требуемыми являются такие значения (t), которые в соответствии с полученными в вычислительном устройстве С значениями критерия оптимальности R (при ограничениях *i) перестраивают алгоритм работы A1 т. о., что выполняются условия (1) и (2). Рассмотренная О управления является асимптотически оптимальной.

  

  Лит.: Фельдбаум А. А., Процессы обучения людей и автоматов, в сборнике: Кибернетика, мышление, жизнь, M., 1964; Нильсон Н. Дж., Обучающиеся машины, пер. с англ., M., 1967; Цыпкин Я. З., Адаптация и обучение в автоматических системах, M., 1968; его же, Основы теории обучающихся систем, M., 1970; Горелик А. Л., Скрипкин В. А., Некоторые вопросы построения систем распознавания объектов и явлений, M., 1974.

  А. Л. Горелик.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 05.12.2021 05:19:33
05:01 В Евросоюзе оценили влияние геополитики на поставки газа из России
04:50 Россияне сравнили покраску ступенек у подъезда в мороз с нанотехнологиями
04:50 Названы самые инновационные товары для дома
04:43 Россиян предупредили об аномально «суровой погоде» в ряде регионов
04:34 Посольство отреагировало на обвинения США в подготовке вторжения на Украину
04:26 Названы продукты для повышения гемоглобина
03:50 Горный инженер назвал истинную причину взрыва на шахте «Листвяжная»
03:04 Педофил дважды изнасиловал девочку в метро Петербурга
02:17 «План нападения» России на Украину оказался построен по лекалам НАТО
Больше новостей
СегодняСпорт «Сердце проваливается от страха» Сложнейшие элементы и постоянный риск: как гимнастика стала самым опасным видом спорта?
СегодняРоссия «Ненависть в глазах и словах» Ельцин, бунт и перемены: как шахтеры изменили историю России
СегодняЦенности «Эти люди знают, чего хотят» Какими богатствами владеет семья Нурсултана Назарбаева?
20:00, 4 декабря 2021 В Пентагоне подтвердили намерение России вторгнуться на Украину
04:19 Прокативший полицейского на капоте россиянин оказался без прав
04:00 Apple подала в суд на ФАС России
СегодняИз жизни «Он думал, что просто развлекается» Как эксцентричный аристократ устроил дуэль на ягодицах и стал отпетым преступником
СегодняИнтернет и СМИ VPN-сервисы были призваны помочь пользователям. Как их использование стало губительным для компаний и обычных людей?
04:08 Президент Финляндии призвал Запад считаться с интересами России
19:04, 4 декабря 2021 Пьяную пассажирку сняли с рейса Москва — Стамбул
03:44 Российская ракета со спутниками Galileo стартовала с космодрома Куру
4 декабря 2021Силовые структуры «Мы держали оборону трое суток» Как телохранители защищали Горбачева от заговорщиков, воров в законе и террористов
4 декабря 2021Путешествия «Никогда не видела ничего подобного» Россиянка ездит по стране в поисках заброшенных построек. Чем они ее вдохновляют?
03:37 Иммунолог предсказал сроки начала новой волны коронавируса в России
03:15 Родители расстрелявшего четверых человек школьника лично купили ему оружие
18:51, 4 декабря 2021 Ученые нашли нетипичный способ распознать диабет
3 декабря 2021Из жизни «Это сродни охоте» Российский антиквар — о сокровищах за миллионы, пропадающих на чердаках и помойках
3 декабря 2021Россия «Может начаться исход врачей» Почему российские медики боятся за свою свободу: Леонид Рошаль о новом «деле врачей»
02:53 Порошенко призвал Запад ввести «адские санкции» против России в случае агрессии
02:30 Однокурсница Оксимирона рассказала о его жизни во время учебы в Оксфорде
02:44 Дагестанский водитель прокатил сотрудника ДПС на капоте и попал на видео
4 декабря 2021Мир Синдром Риттенхауса. Как белый подросток безнаказанно застрелил BLM-активистов и поставил США на грань расового конфликта
2 декабря 2021Экономика Новый порядок. Войны, власть женщин и путь к вечной жизни — самый невероятный экономический прогноз на 2022 год
02:02 Депутат Толстой опроверг свою принадлежность к антипрививочникам
01:53 Осужденной в Белоруссии россиянке Софье Сапеге предъявили обвинение
02:33 Элитный ЖК в Москве по силе ветра сравнили с побережьем Гудзона
4 декабря 2021Культура Бесславная охота. В прокат вышло продолжение «Охотников за привидениями». Почему это полный провал?
4 декабря 2021Наука и техника Гаджеты научились заряжать прямо через вышки 5G. Как новое поколение сотовой связи изменит жизнь людей?
02:11 Генетик оценил эффективность антител после дельта-штамма против омикрона
01:36 Россиян расстроило закрытие несетевых магазинов в Москве
01:42 Глава Пентагона ушел от вопроса о возможности вторжения России на Украину
3 декабря 2021Бывший СССР «Украина вечно стреляет себе в ногу» Чем обернется для украинцев очередное обострение конфликта между Москвой и Киевом?
3 декабря 2021Россия У двух прибывших из ЮАР россиян выявили коронавирус. Омикрон мог попасть в страну. Туристов проверяют медики
01:27 Захарова высмеяла «план нападения» России на Украину
01:19 Пожилой священник из Греции назвал еретиком папу Римского
01:10 Белый дом подтвердил дату переговоров Путина и Байдена
3 декабря 2021Культура 10 лучших книг зимы: Великая эпидемия, эротика еды и Квентин Тарантино
2 декабря 2021Путешествия «Мы были мишенью» Россияне путешествуют в Афганистан и подвергают свою жизнь опасности. Что ими движет?
01:02 Вирусолог назвал условие для введения локдауна в России после Нового года
00:59 «Блатной» номер продали на аукционе в Туле за 47 миллионов рублей
00:52 Росгвардейцы спасли детей из горящей школы
4 декабря 2021Россия «Пришлось закладывать новый заряд взрывчатки» Зачем 90 лет назад взорвали Храм Христа Спасителя
2 декабря 2021Культура Снова к нам приходят. Возвращение «Звездных войн», «Ведьмака» и «Секса в большом городе» в лучших сериалах декабря
00:50 Автопарк полиции Дубая пополнился двумя суперкарами
00:56 АвтоВАЗ объяснил, почему Granta нельзя называть бюджетным автомобилем
00:40 Посол США раскрыл способ избежать «трагического насилия» на Украине
2 декабря 2021Россия Жизнь после COVID-19. Россиянам, переболевшим коронавирусной инфекцией, рекомендована медицинская реабилитация
2 декабря 2021Россия «Зря вы шахтеров ищете. Они умерли» Как и почему 51 человек погиб в «Листвяжной». Репортаж с места трагедии
00:43 Toyota добавила кроссоверу Corolla новую систему полного привода
00:38 Тихонов призвал выгнать из сборной отказавшегося выходить на старт биатлониста
00:25 Мужчина экстренно посадил самолет на мосту и попал в аварию с грузовиком
00:35 Иностранный художник назвал общие черты русских и исландцев
00:19 Пушилин назвал число граждан России среди жителей ДНР
00:09 Российский дипломат сравнил Тихановскую с героем анекдота
23:55, 4 декабря 2021 В российском регионе завелся выжигатель домофонов
23:37, 4 декабря 2021 Жители Москвы назвали современный город чужим и холодным
23:46, 4 декабря 2021 Навка высказалась о трансгендерах в фигурном катании
23:15, 4 декабря 2021 Глава ДНР назвал ситуацию в регионе одной из самых серьезных с 2014 года
22:38, 4 декабря 2021 Создатели «Санта-Барбары» рассказали о съемках сериала в Москве в 1991 году
23:35, 4 декабря 2021 В турецком городе предотвратили теракт на митинге с участием Эрдогана
23:21, 4 декабря 2021 Антон Миранчук рассказал о желаемом клубе для брата
22:31, 4 декабря 2021 Глава Audi потребовал прекратить добывать ископаемое топливо
23:07, 4 декабря 2021 Росавиация раскрыла детали инцидента со сменой курса лайнера из-за самолета НАТО
22:25, 4 декабря 2021 Глава ДНР призвал Зеленского начать переговоры о «соседстве» с Украиной
23:00, 4 декабря 2021 Причину смены направления пассажирским самолетом в Черном море объяснили
21:56, 4 декабря 2021 Умер экс-депутат Госдумы Борис Мисник
22:30, 4 декабря 2021 Фото дома с башнями напомнило россиянам о легендарном фестивале советских времен
21:50, 4 декабря 2021 В Иране прогремел взрыв после запуска ракеты
22:29, 4 декабря 2021 Универсал Mercedes-AMG превратили в конкурента суперкару AMG GT