Американские милитаристские круги, добиваясь военного превосходства США на мировой арене, стремятся использовать для этой цели в числе прочих средств новейшие достижения кибернетики, современную вычислительную технику, сложные системы автоматизации процессов управления. Так, в последние годы в лексиконе руководства Пентагона и на страницах американской военной печати стал употребляться термин «искусственный интеллект», с помощью которого декларируется возможность поднятия технической оснащенности вооруженных сил США на качественно новую ступень. В специализированных журналах появились описания перспективных шагающих, плавающих и летающих боевых роботов, которые обнаруживают и поражают цели без участия человека. С новыми возможностями автоматов по принятию решений в сложной обстановке связываются успехи в реализации программы «звездных войн». Следует отметить, что за завесой очередного «бума», на сей раз военно-компьютерного, скрываются как реальные достижения американских специалистов в области автоматизации процессов вооруженной борьбы, так и амбициозные планы военно-промышленного комплекса, стремящегося извлечь из этого баснословные барыши.

«Искусственный интеллект», как известно, не является новым термином в мировой науке. Под ним понимается реализация последних достижений информатики и возможности вычислительной техники, а также программного обеспечения по имитации мыслительных процессов человеческого мозга. Американские военные специалисты обычно включают в эту область вычислительную технику нового поколения, речевое взаимодействие человека и ЭВМ, «интеллектуальных» роботов, «машинное» видение, экспертные системы. Однако прежде чем стать предметом военных разработок, проблема создания искусственного интеллекта прошла почти 25-летний путь развития в рамках фундаментальных междисциплинарных исследований с использованием достижений математики, логики, психологии, лингвистики и других наук.

Термин «искусственный интеллект» в США ввел в обиход в 1956 году профессор Массачусетского технологического института Дж. Маккарти на встрече в Дартмутском колледже (штат Нью-Гемпшир) видных американских специалистов в области наук, связанных с теорией и практикой исследования вычислительных процессов. На этой встрече, которую в Соединенных Штатах называют первой конференцией по искусственному интеллекту, были поставлены две главные задачи в новой научно-технической области – раскрыть механизм человеческого мышления и построить электронную машину, которая могла бы имитировать данный процесс.

В 60-е годы вопросами искусственного интеллекта занимались известные в США центры науки, ведущими из которых стали Массачусетский технологический институт и университеты – Карнеги-Меллонский и Стэнфордский. В этот период были выдвинуты новые конструктивные идеи по имитации мыслительных процессов человека, а также разработаны первые экспертные системы, которые и сейчас являются сферой широкого практического использования средств искусственного интеллекта. К области искусственного интеллекта в настоящее время принято относить ряд проблем, связанных с решением машинными средствами неформально-логических и эвристических задач, с переработкой символьной информации. Такими проблемами являются: взаимодействие человека и ЭВМ на естественном языке, автоматический перевод текстов с одного естественного национального языка на другой, распознавание визуальных образов, создание адаптивных самопрограммирующихся роботов и другие. Однако базой совершенствования средств искусственного интеллекта остаются упомянутые экспертные системы, так как именно в их рамках решаются первоочередные фундаментальные проблемы – организация человеческих знаний для введения их в машину и разработка специального программного обеспечения при обращении с этими знаниями.

Экспертная система, как сообщается в печати, является созданным на базе ЭВМ информационно-консультативным устройством, которое применяется в определенной области человеческой деятельности. Оно содержит соответствующим образом организованные знания наиболее квалифицированных специалистов-экспертов и вырабатывает для оператора рекомендации по действиям в сложившейся обстановке. В отличие от обычных информационно-поисковых систем в экспертной предусмотрено объяснение выработанных рекомендаций и дается предложение альтернативных решений в процессе диалога с оператором. Диалог ведется на близком к естественному [14] профессиональном языке специалиста-оператора без участия программиста.

Основной проблемой при реализации экспертных систем является создание нового типа программного обеспечения, включающего две основные подсистемы – базу знаний и механизм формирования логических выводов.

Создание подсистемы базы знаний (Knowledge base) – ключевая задача новых программных средств по представлению неформального человеческого опыта в формализованном виде. Она определяет структуру экспертной системы. Переход от базы данных существующих информационных систем к базам знаний будущих автоматизированных комплексов представляет собой одну из основных проблем при создании перспективных средств искусственного интеллекта.

Американские ученые разработали ряд форм представления знаний, в частности в виде фреймов (формальных структур представления стереотипных ситуаций), продукций (логических построений по правилам типа «если.., то...»), семантических сетей (формальных знаний, представленных в виде графов с размеченными отношениями), скриптов (статистического описания временной последовательности явлений) и т. д. Механизм формирования логических выводов включает программные средства моделирования процесса выработки решений, обоснования выработанных решений, ведения диалога с оператором. Ответы на вопросы человека, принимающего решения, выдаются на основе базы знаний и с использованием данных о состоянии анализируемой области, поступающих от устройств ввода информации, не зависимых от оператора. Этот механизм предусматривает также применение средств устранения неполноты, противоречивости и неточности экспертной информации.

Одной из первых экспертных систем стала разработанная в 1965 году в Стэнфордском университете система «Дендрал», позволяющая строить пространственные структуры органических молекул по их химическим формулам и масспектрограммам.

Представляя собой, в сущности, программу для ЭВМ, экспертная система может функционировать на базе как универсальной, так и специально созданной ЭВМ. Такие системы разрабатываются и записываются обычно на высокопроизводительных универсальных ЭВМ или специально построенных для этой цели вычислительных комплексах (Building tools), а затем транслируются для введения в соответствующую ЭВМ либо специализированный цифровой комплекс пользователя.

С начала появления экспертных систем и до настоящего времени для их записи в США широко используется язык высокого уровня – ЛИСП, разработанный в конце 50-х годов Дж. Маккарти. ЛИСП, относящийся к классу языков сверхвысокого уровня, ориентирован на укрупненные фрагменты информации (списки) и, обладая значительными возможностями обработки символьной информации, оказался вполне приемлемым для экспертных систем.

В 70-х годах база объектов искусственного интеллекта значительно расширилась – новый импульс получили исследования в области распознавания образов, анализа и синтеза речи, адаптивной робототехники, были созданы супер-ЭВМ, по своему быстродействию отвечающие возможностям экспертных систем. В это же время было разработано несколько десятков экспертных систем, предназначенных, в частности, для медицинской диагностики, предсказания геологических структур, поиска неисправностей в сложных технических системах и т. д.

В 1971 году к исследованиям подключилось министерство обороны США, и прежде всего управление перспективных разработок (ДАРПА), которое разработало ряд программ в областях распознавания речи и обработки визуальной информации. К этому времени стал использоваться второй язык логического программирования – ПРОЛОГ, было создано семейство ЭВМ с архитектурой, приспособленной для применения языка ЛИСП,– так называемые «ЛИСП-машины».

В 80-х годах военное ведомство США значительно активизировало исследования в области искусственного интеллекта, открыв широкомасштабную программу развития электронно-вычислительной техники – «стратегическую компьютерную программу» (СКП). Начатая в 1984 году как бы в ответ на обнародованную в 1981 году японскую программу создания ЭВМ пятого поколения, СКП сориентирована на разработку (к концу 80-х годов) аппаратных средств обработки данных, значительно превышающих по своему быстродействию супер-ЭВМ «Крей-Х/МР», и построение на их базе в ближайшее десятилетие практически применимых в военном управлении систем искусственного интеллекта. Плановые расходы на пятилетие по этой программе составили 600 млн. долларов, что придало исследованиям в области искусственного интеллекта ярко выраженный милитаристский характер. Американская печать также подчеркивала, что ассигнования национального научного фонда на эти цели предусматривались в указанный период на уровне 6 млн. долларов в год.

Контролируемая Пентагоном (управлением ДАРПА) СКП, хотя и характеризуется общевоенной концептуальной направленностью, однако ряд конкретных программ в области искусственного интеллекта разрабатывается в интересах лишь отдельных видов вооруженных сил. Таковыми являются, например, центр управления боевыми действиями ВМС, электронный помощник летчика (для ВВС) и автономное наземное транспортное средство сухопутных войск. В основе каждой из разработок лежит создание соответствующих экспертных систем и средств логического программирования. И если центр управления боевыми действиями – экспертная система в наиболее чистом виде, то электронный помощник летчика – та же система, но дополненная средствами речевого взаимодействия [15] с человеком и наглядной визуализацией. При создании наземного транспортного средства как прообраза боевых роботов будущего специалисты должны опираться на использование (как и в случае экспертных систем) баз знаний и механизмов формирования логических выводов для ориентирования машины среди препятствий, находящихся в непосредственной близости, а также для выбора оптимального маршрута на маетности.

Как показывает оценка американскими специалистами хода выполнения про. граммы, несмотря на значительный скачок в производительности ЭВМ (мультипроцессорные системы с параллельной обработкой подняли быстродействие ЭВМ на один-два порядка), затруднения в развитии средств логического программирования не позволят создать в ближайшие годы такие качественно новые средства автоматизации вооруженной борьбы, как автономные боевые роботы. Кроме того, ряд экспертов считает, что в случае ускоренной реализации программы «звездных войн» ее не следует увязывать с программой разработки средств искусственного интеллекта. По их мнению, системы управления, основанные на базах знаний и действующие в реальном масштабе времени боевой обстановки, не могут быть реализованы путем простого наращивания вычислительных мощностей ЭВМ без существенного сдвига в разработке средств логического программирования. Наиболее объективные оценки показывают, что к началу 90-х годов будут созданы опытные образцы экспертных систем обеспечивающего характера – для поиска неисправностей в сложных системах и агрегатах, планирования тылового обеспечения операций, автоматической дешифровки визуальных изображений, моделирования боевой обстановки при проведении командно-штабных игр. Сравнительно реальным считается создание АСУ связью и распределением данных в перспективной системе обнаружения целей и управления оружием, разрабатываемой в рамках СОИ. По заключению зарубежных специалистов, исследования министерства обороны США в области искусственного интеллекта расширяются и уже дают практические результаты. В частности, опытный образец системы управления боевыми действиями, установленный в штабе главного командования Тихоокеанского флота ВМС США, позволил ускорить проведение оценки состояния боеготовности этого объединения в 3 раза.

В 1982 – 1985 годах корпорация «Митре» разработала экспертную систему «Аналист» для преобразования данных разведки различного характера в наглядную схему отображения обстановки с выделением критических ситуаций. Она создавалась в рамках разрабатываемой ДАРПА программы обеспечения управления боевыми действиями в ходе проведения воздушно-наземной операции (сражения). В результате сопряжения системы «Аналист» с аппаратурой отображения цифровой схемы (карты) местности был построен опытный образец экспертной системы ОВ.1 КВ (Order in Battlefield Variant №1 Knowledge Base).

Вариант № 1 этой системы, выполненный для соединения (дивизии), позволяет отображать боевые порядки на поле боя. Он был подготовлен для использования в качестве резервного средства при анализе боевой обстановки в ходе командно-штабного учения «Кейбер мушкет», проведенного в мае 1986 года на базе 9-й пехотной дивизии сухопутных войск США. Основным средством отображения обстановки была обычная пластиковая карта с данными, обновляемыми при помощи красящих карандашей, а также автоматизированная система сбора докладов и разведданных об обстановке. Опыт проведения учения с самого начала подтвердил следующие преимущества экспертной системы: наглядность и информативность электронной карты наряду с возможностью детализации (укрупнения) любых интересующих участков местности, представление обработанной информации на карте в стандартных условных обозначениях, изображение объектов в динамике и нанесение на карте различной графической информации, возможность воспроизведения предшествующей обстановки и вариантов ее будущего развития с возвратом к текущей ситуации и т. д.

В интересах ВВС разработан опытный образец экспертной системы поиске неисправностей при обслуживании стратегического бомбардировщика В-1В. По расчетам американских специалистов, ввод ее в строй позволит сэкономить около 160 млн. долларов при эксплуатации каждого самолета за его летный ресурс. Текущие расходы ВВС на исследования в области искусственного интеллекта достигли в 1987 году 25 млн. долларов. Ожидается, что в ближайшие годы они возрастут вдвое.

Изучая проблему программного обеспечения средств искусственного интеллекта, ряд американских специалистов в области программирования считает возможным использование для этой цели языка высокого уровня – АДА, который обладает всеми лучшими качествами специализированных языков ЛИСП и ПРОЛОГ, а по таким показателям, как модульность и быстродействие, даже превосходит их. По оценке экспертов, его применение ускорит разработку и внедрение средств искусственного интеллекта в вооруженных силах, что является основой мероприятий по стандартизации военной техники и оружия, проводимых министерством обороны США. Кроме того, выбор в начале 80-х годов языка АДА в качестве стандартного, а со временем и обязательного для вооруженных сил представители Пентагона считают ключевой мерой, которая позволит преодолеть возникшие в последние годы серьезные затруднения в вопросе финансирования и обеспечения людскими ресурсами разработки и эксплуатации средств программного обеспечения ЭВМ. [16]

Опыт развития техники автоматизации боевого управления в вооруженных силах США показывает, что создание средств искусственного интеллекта боевого назначения находится на этапе концептуальной оценки их общей конфигурации и границ применения, принципов построения баз знаний, разработки и выбора языков сверхвысокого уровня и архитектур ЭВМ для их использования, создания перспективных комплексов построения экспертных систем. Причем все эти вопросы решаются с учетом перспектив стандартизации и унификации как средств программного обеспечения, так и аппаратной базы ЭВМ.

В ближайшие годы следует ожидать широкого внедрения экспертных систем обеспечивающего характера, которые позволят анализировать в реальном масштабе времени обстановку, в значительной мере поддающуюся формализации. Это будут построенные на базах знаний комплексы автоматизированного контроля сложных технических систем, средства автоматической дешифровки данных видовой разведки и распознавания целей в комплексах оружия, системы накопления данных и синтеза обстановки на основе обработки разнохарактерной информации, устройства ввода-вывода необработанной информации (в том числе речевой и графической) оператором, не обладающим опытом программирования.

Разработка средств автоматизации с элементами принятия решений в произвольной обстановке, по расчетам западных специалистов, начнется не ранее 2000 года на основе достижений в области логического программирования и создания пригодных для использования в боевой обстановке сверхпроизводительных ЭВМ.

http://zw-observer.narod.ru

Содержание