Моделирование информационного взаимодействия когнитивного агента с внешней средой на основе псевдофизических логик и обобщенных ограничений

• Автор: Калуцкая, Анастасия Петровна
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 216 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА АВТОНОМНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И СЛОЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ КАК КОГНИТИВНЫХ АГЕНТОВ
1.1. Агентоориентированный подход к созданию интеллектуальных производственных систем, сетей предприятий и сложных автономных объектов

1.2. Основы проектирования когнитивных агентов.

1.2.1. Определения, интерпретации, классификации и структуры агентов

1.2.2. Разработка концепции физических когнитивных агентов.

1.3. Особенности взаимодействия искусственного агента со средой

1.4. Диалоговое управление и гибкая система навигации основные атрибуты

физических когнитивных агентов.

Выводы по первой главе.
ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ОНТОЛОГИЙ ДЛЯ КОГНИТИВНЫХ АГЕНТОВ. ГРАНУЛЯРНЫЕ МЕТДОНТОЛОГИИ И ОНТОЛОГИИ ПРОСТРАНСТВА.
2.1. Основы построения онтологий.
2.1.1. Определение и классификация онтологий.
2.1.2. Компоненты онтологий
2.1.3. Роль НЕфакторов в функционировании агентов.
2.2. Грануляция информации когнитивными агентами.
2.2.1. Базовая схема и онтология грануляции
2.2.2 Гранулярные структуры
2.3. Проблемы и методы грануляции информации.
2.3.1. Разбиение универсального множества. Классы эквивалентности
2.3.2. Гранулы как окрестности.
2.3.3. Формирование гранул на основе нестандартных множеств
2.4. Грануляция информации на основе лингвистических переменных
2.5. Формальное определение онтологий на основе нечеткой алгебраической системы
2.6. Представление онтологий с помощью графов и деревьев.
2.7. Методика построения нечетких онтологий
2.8. Алгоритм построения нечетких онтологий
2.9. Информация как ограниченное разнообразие от обобщенных ограничений к общей теории неопределенности
2 Способы изменения степени грануляции информации.
2 Онтология пространства
. Выбор базовой концепции пространства
. Мереология имерономия.
. Топология и мереотопология пространства.
. Нечеткие топологические отношения.
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ПСЕВДОФИЗИЧЕСКИХ ЛОГИК ДЛЯ КОГНИТИВНОГО АГЕНТА.
3.1. Связи между онтологиями и логиками псевдофизические онтологии.
3.2. Псевдофизические логики
3.3. Нечеткие пространственные отношения.
3.3.1. Относительные расстояния
3.3.2. Относительные направления.
3.3.3. Относительные размеры.
3.3.4. Взаимные отношения взаимное расположение
3.3.5. Относительные траектории
3.3.6. Относительные скорости движения.
3.3.7. Общая сводка нечетких пространственных отношений.
3.4 Алгоритм распространения гранулярных Офаничений
3.5. Пространственные логики.
3.5.1. Статические пространственные логики.
3.5.2. О связи лингвистических переменных Расстояние и Размер.
3.5.3. Статическая пространственная логика на прямой.
3.5.4. Статическая пространственная логика на гиюскости.
3.6. Пример вывода как распространения ограничений в статической пространственной логике.
3.7. Динамические пространственные логики
3.8. Выбор траектории движения агента
3.9. ример вывода как распространения офаничений в динамической пространственной логике.
3 Логика оценок
. От классических к нечетким предпочтениям.
. Основы лингвистической логики предпочтений.
. Пример использования логики предпочтений.
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОБОБЩЕННЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ В СРЕДЕ МАТЬАВ
4.1. Реализация моделей грануляции информации в среде МаЙаЬ 7.
4.1.1. Интервальные и недоопределенные модели
4.1.2. Нечеткие модели.
4.1.3. Модели на основе четких и нечетких мультимножеств.
4.1.4. Обобщенные ограничения
4.2. Сравнительный анализ методов нечеткого вывода и распространения
обобщенных раничений в среде МаИаЬ.
4.2.1. Постановка задачи управления манипулятором
4.2.2. Реализация системы управления манипулятором.
4.3. Примеры реализации и распространения пространственных ограничений
4.4. Примеры практического использования физических когнитивных агентов
4.4.1. Применение когнитивных транспортных роботов в составе гибких
производственных систем на машиностроительном предприятии
4.4.2. Применение когнитивных транспортных роботов в автоматизированных
грузовых терминалах
4.5. Разработка обобщенной модели управления когнитивным роботом па основе
грануляции информации с помощью обобщенных ограничений.
4.5.1. Функциональная схема системы управления когнитивным роботом
4.5.2. Практические методы грануляции и дегрануляции информации
4.6. Реализация обобщенной модели управления когнитивным роботом.
4.6.1. Описание когнитивных фреймов входных лингвистических переменных.
4.6.2. Описание когнитивных фреймов выходных лингвистических переменных
4.6.3. Фрагмент базы знаний, построенной на основе нечетких ограничений.
4.6.4. Алгоритм работы обобщенной модели управления роботом
4.6.5. Экспериментальное исследование обобщенной модели управления
когнитивным роботом
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Поскольку знания о пространстве лежат в основе рассуждений здравого смысла, онтологическое проектирование физических когнитивных агентов например, когнитивных мобильных роботов следует начинать с изучения свойств пространства и пространственных отношений. Во второй главе в качестве базовой концепции пространства выбрана модель Лейбница. Определены множества пространственных примитивов и базовых пространственных отношений, позволяющие задать структуру пространства. При рассмотрении качественных пространственных отношений использованы мереологические и мереотопологические подходы. В частности, установлена ключевая роль топологического пространства Александрова для построения моделей областей. В третьей главе строятся псевдофизические пространственные логики ПФЛ и логика оценок для когнитивного агента. Проанализированы статических и динамических отношений, включая отношения на прямой, на плоскости и в трехмерном пространстве. Предложено описание статической и динамической пространственных логик для робота на основе комбинации псевдофизических логик Д. А. Поспелова и аппарата обобщенных ограничений Л. Заде. Проанализированы характеристики псевдофизических логик, рассмотрена иерархическая система ПФЛ для автономного мобильного робота. Предложены варианты создания системы пространственных рассуждений робота на основе распространения нечетких ограничений в задачах анализа пространственной ситуации и построения траектории движения робота в том числе, с учетом взаимосвязи неоднородных ограничений, относящихся к лингвистическим переменным Расстояние и Размер. В результате, построены статическая пространственная логика на прямой статическая пространственная логика на плоскости пример вывода как распространения ограничений в статической пространственной логике динамическая пространственная логика гранулярная модель пространства пример вывода как распространения ограничений в динамической пространственной логике. В заключительных разделах третьей главы описана и построена логика предпочтений, опирающаяся на нечеткие лингвистические ограничения. Дан пример использования логики предпочтений когнитивным роботом. В частности, разработаны и реализованы интервальные, недоопределенные, нечеткие модели гранул, а также гранулы на основе четких и нечетких мульти м ножеств. Приведены примеры реализации процедур распространения пространственных ограничений. Разработана обобщенная модель управления когнитивным агентом на основе грануляции информации с помощью обобщенных ограничений. Предложена функциональная схема двухуровневой системы управления когнитивным мобильным роботом. Приведено описание и практическая реализация различных методов грануляции и сингуляризации информации для нестандартных множеств. Реализованы процедуры уточнения и огрубления информации в системе управления. Описан модельный пример использования когнитивного транспортного робота, функционирующего на основе грануляции информации с помощью обобщенных ограничений, в составе ГПС крупного машиностроительного предприятия и в автоматизированных складских терминалах. В Приложении 1 дано описание искусственных агентов, используемых в гибких производственных системах, принципов действия и конструкции физического мобильного агента транспортного робота, в. АТРэлектромобиля. В Приложении 2 приведены определения операций над нечеткими множествами, изложены основные операции над нечеткими отношениями и свойства нечетких отношений, дана сводная таблица типов отношений. В Приложение 3 помещен пример тестовой реализации системы распространения нечетких ограничений для задачи управления манипулятором в программной среде РДО. В Приложении 4 приведен листинг исходных кодов программы, реализующей обобщенную модель управления когнитивным роботом на основе грануляции информации с помощью обобщенных ограничений, который разработан в среде МаНаЬ. Приложение 5 содержит акты о внедрении. ГЛАВА 1. Ключевыми тенденциями развития гибких производственных систем, а в особенности, производственных систем нового поколения являются повышение гибкости, информационная интеграция и интеллектуализация , 3. Отличительной чертой интеллектуальных производств является моделирование не только продуктов, но и процессов производства, его организации и управления.