ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

Карнаухов А. В., Карнаухова Е. В.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
Одной из наиболее характерных черт реальных нейронных структур является наличие различных функциональных и морфологических групп нейронов, так называемых нейронных популяций. В то же время, традиционные нейроносетевые модели (Розенблат, Хопфилд и др.) либо используют приближение тождественности нейронов, составляющих нейронную сеть, либо предполагают жесткую связь свойств модельных нейронов с их положением в сети. В докладе рассматривается оболочка экспертной системы, основанная на топологическом классе "расслоенных" нейронных сетей, в которых слои образованы нейронами различного типа. Показан, в частности, механизм реализации четырехзначной логики в сети, состоящей из нейронов 2-х типов. В такой нейронной сети каждому утверждению (признаку) X сопоставляется 2 комплиментарных нейрона (1-го и 2-го типа). При этом, "включение" нейрона 1-го типа интерпретируется как наличие информации об истинности утверждения (наличии признака) X, а "включение" нейрона 2-го типа - как наличие информации о ложности (отсутствии признака) X. Важной особенностью такой нейронной сети является наличие наряду с обычными состояниями - (10) "истина" и (01) "ложь" - двух дополнительных. Состояние (00) (оба нейрона "выключены") может быть интерпретировано как "отсутствие информации", а состояние (11) (оба нейрона "включены") - как "противоречивость информации". Четырехзначная логика ("истина", "ложь", "отсутствие информации", "противоречивость информации"), на наш взгляд, в большей степени, чем обычная бинарная логика, соответствует задачам диагностики, решаемым с помощью экспертных систем. Нейронная сеть, реализующая четырехзначную логику, обладает рядом принципиально новых возможностей и свойств, в частности: 1. Тестирование поступающей в экспертную систему информации на непротиворечивость. 2. Активное исследование объекта (генерация запросов). 3. Формирование рабочей гипотезы при исследовании объекта. 4. Упрощенная схема целенаправленного обучения (ф-ла Байеса). 5. Возможность "объединения знаний" двух и более различных экспертных систем и др. В известном смысле, речь идет о моделировании некоторых мыслительных функций, считавшихся исключительной сферой деятельности человека. Учет непрерывности (S-образности) выходной характеристики включения реальных нейронов приводит к реализации непрерывного варианта четырехзначной логики, в рамках которого появляются понятия "степень достоверности", "степень непротиворечивости" утверждения, "степень достаточности" информации. Развиты принципиально новые алгоритмы обучения для нейроносетевых моделей, реализующих непрерывную четырехзначную логику.