Аргументация и интуиция в естественном и искусственном интеллекте

Размещено на http://www.allbest.ru/

АРГУМЕНТАЦИЯ И ИНТУИЦИЯ В ЕСТЕСТВЕННОМ И ИСКУССТВЕННОМ ИНТЕЛЛЕКТЕ

В гуманитарных и естественных науках, относящихся к слабо структурированным областям знания, принятие решений на начальном этапе часто носит не только, а иногда и не столько, аргументационный характер, сколько интуитивный. Ряд естественных наук (таких, например, как медицина, геология) находится как бы между гуманитарными и точными. Целостное пространство знаний о гуманитарном мире организовано по герменевтическому признаку, т.е. таким образом, что смысл каждой реалии постигается через контексты, в которые она входит. В противоположность этому, целостный образ пространства знаний в физическом мире, как правило, формируется инкрементально (пошагово), а толкование многих реалий обеспечивается аддитивным способом, т.е. как бы простым “сложением” смысловых составляющих. Для гуманитарного мира характерны мягкие, рыхлые, размытые структуры, в то время как мир физических реалий устроен дискретным образом и может быть жестко структурирован, иногда вплоть до иерархии (Штерн И.Б., 1997). Но та же медицина - и наука, и искусство (врачевания), сочетающая целостные представления с рассуждениями в процессе принятия решений.

Под рассуждением обычно понимается и процесс дедуктивного вывода из некоторого множества исходных суждений (умозаключений), и рассуждения по аналогии, и рассуждения, опирающиеся на скрытые ассоциации, и т.д. (Поспелов Д.А., 1989).

Всякое рассуждение состоит из некоторой совокупности суждений. Под суждением будем понимать некоторое обоснованное, доказанное или просто предполагаемое соотношение между некоторыми сущностями (множествами, объектами, признаками, событиями и т.д.) (Кулик Б.А., 1996). Под “правильностью” суждений понимается не их истинность, а их смысл, т.е. их семантика. Соответствие этой семантики произвольного суждения какой-либо реальности характеризуется уже другим свойством - адекватностью. Но проверка истинности рассуждений в логике не ограничивается только проверкой адекватности отдельных суждений. Необходим другой критерий истинности рассуждений - проверка непротиворечивости (Кулик Б.А., 1996).

Выдающийся нейрофизиолог И.М.Сеченов уже в 1878 г. отмечал, что вспоминать знакомое, испытанное можно по самым летучим намекам, лишь бы намек входил прямо или косвенно в воспроизводимое впечатление [Сеченов, 1995].

В левом полушарии в ходе тренировки вырабатывается система обобщенно-различительных признаков и происходит переход на иную, более оптимальную стратегию переработки информации. Правое же полушарие, по мнению Я.А.Меерсона (1995) в процессе тренировки значительно более длительное время продолжает оперировать конкретными наглядными признаками сигналов при их слабой обобщенной оценке. Н.Н.Трауготт (1973) формулирует вывод: с деятельностью доминантного полушария связана долговременная словесная память, тогда как несловесная память (в частности, зрительная) больше зависит от субдоминантного полушария.

В древнем латинском тексте неизвестного автора “Ad Herennium” идет речь о том, как выбирать образы, которые, помимо прочего, могут давать представление об организации запоминаемых объектов, которая рассматривается как ключевой фактор памяти: “Должно создавать мысленные образы такого рода, какие дольше всего могут удерживаться памятью; этого можно достигнуть, установив наиболее разительные подобия…, придав им необычайную красоту или исключительное безобразие…” (цит. по Patten B.M., 1990). Примером может служить и средневековая венецианская грамматика в “образах-воспоминаниях” (Romberch J., 1533). Место “записи” запоминаемых образов стали уподоблять театру - особому “театру памяти” с символическими скульптурами, у основания которых можно было располагать объекты, подлежащие запоминанию (Роуз С., 1995). Джордано Бруно использовал театры памяти как средство классификации.

Творчески манипулировать хранящимися в памяти образами позволяет эйдетическая память (от греческого “эйдос” - образ), довольно часто встречающаяся у детей, но редкая у взрослых. Эйдетическая память детства, обеспечивающая свободу для формирования правил восприятия, ко времени полового созревания постепенно преобразуется в более линейную по своему характеру память взрослого человека. Переход от детской памяти к памяти взрослого человека - это радикальный переход от образного и вневременного отображения прошлого к линейному и организованному во времени (Роуз С., 1995).

Человеческая память пользуется множеством способов, чтобы сохранить информацию. Уникальная последовательность цифр имеет смысл, и он известен только субъекту. Имярек вспоминает цифры именно по их смыслу, а не по простой последовательности. Более того, настаивает С.Роуз (1995), смысл, значение не синонимичны информации. Смысл подразумевает динамическое взаимодействие между субъектом и цифрами, это процесс, который не сводим к количеству информации. Мозг работает не с информацией в компьютерном понимании этого слова, а со смыслом, или значением (Роуз С., 1995). На реализацию этого аспекта памяти ориентируется семиотический подход к СИИ.

Эмерджентный характер памяти предполагает, что “след” памяти рассматривается как динамическая система, а не как фиксированная и локализованная энграмма (Роуз С., 1995). (Эмерджентными называют свойства целого, не присущие его отдельным частям, но обусловленные их взаимодействием). В этом смысле интересно, что В.Л.Деглин (1971) и Н.Н.Трауготт (1973) говорят о нескольких типах межполушарных взаимодействий, в том числе по типу комплементарности (дружеское взаимодействие), что служит основой двойного обеспечения, подразумевая опознание речевого материала, словесную ориентировку. Следует иметь в виду, что словесная память страдает при подавлении доминантного полушария, а опознание неречевого материала, ориентировка в наглядной ситуации, образная память - при выключении субдоминантного полушария. Левое полушарие последовательно анализирует отличительные признаки на изображении. Главным же у правого полушария оказывается получение общего представления об изображении и прямое сличение его с эталонами в памяти; оно воспринимает изображение как интегральное целое (гештальт-перцепция) (Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н., 1977). Особенности правополушарного типа переработки информации заключаются в одномоментном охвате всех информационных связей (Аршавский В.В., 1997). По В.В.Аршавскому, правое полушарие оперирует иконическими, иероглифическими знаками или образами, берущими свое начало в естественных, природных знаковых системах, а левое - словами и символическими, искусственно созданными человеком, знаковыми системами. В аспекте функциональной асимметрии мозга это демонстрируется тем, что для правополушарных очаговых поражений главным системообразующим фактором можно считать различные формы нарушений непосредственного восприятия (чувственного познания), которые независимо от семиологической характеристики отражают расстройство пространственно-временного анализа афферентного потока из внешней среды и собственного тела. Таким же общим знаменателем для синдромов поражения левого полушария является патология речевых функций (абстрактного познания) (Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н., 1977). Изолированное функционирование правого полушария не обеспечивает связи между образами объектов внешнего мира и их лингвистическими символами (Gazzaniga M.S. et al., 1967).

Способность к рассуждению, владение аргументацией есть, как известно, проявления интеллекта, пластичность которого является врожденным свойством, лежащим в основе способности мыслить, рассуждать и абстрагироваться [Cattell, 1982]. Но в то же время, согласно А.Бергсону [Бергсон, 1998], “интеллект высекается в интуиции”. Интуиция и аргументация, как вид рассуждения, - это две стороны одного явления. Процессы формирования суждений происходят в мозге с необыкновенной легкостью, хотя последовательные операции, в отличие от компьютера, выполняются относительно медленно (Роуз С., 1995).

Все знания разделяются на объективные или системы суждений, реализующихся на эмпирических объектах внешнего мира и субъективные, т.е. реализующиеся на перцепциях или конкретных интеллектуальных объектах. Интуиция представляет собой психологическую функцию, которая обеспечивает передачу восприятия субъекту бессознательным путем [Юнг, 1995]. Но при этом всегда присутствует стимулирующее воздействие, обусловленное специфической ситуацией (внешний стимул), восприятие которой обеспечивается так называемой перцептивной бдительностью (снижением порога перцепции в определенных ситуациях). Такое состояние может возникать у врача при необходимости опознания (диагностирования) тяжелого состояния у больного. Пусковым моментом для интуитивного акта может служить воспоминание-аналогия, возникшая мгновенно или в процессе рассуждения (мыслительного или вербального).

С.Л.Рубинштейн (1989) писал, что образ, как и слово, имеет определенную семантику и выполняет существенные функции в мыслительном процессе, потому что он “является не замкнутой в себе данностью сознания, а семантическим образованием, обозначающим предмет …Семантическое содержание является общим знаменателем для образа и слова-понятия…”. А.Лурия (1979) представлял динамику мыслительного процесса как сложную систему взаимодействия семантических полей, семантических пространств, работа которой идет на неосознанном уровне. По А.Н.Леонтьеву, предметность наших образов выступает не как явление вторичное, не как продукт последующей обработки чувственных данных, а как фундаментальная особенность восприятия окружающего мира человеком. “Глубокая природа психических чувственных образов состоит в их предметности, в том, что они порождаются в процессах деятельности, практически связывающей субъекта с внешним предметным миром. Как бы ни усложнялись эти связи и реализующие их формы деятельности, чувственные образы сохраняют свою изначальную предметную отнесенность” (Леонтьев А.Н., 1975, с.139). “Образ не “субъективен”, - пишет А.Н.Леонтьев (1986), - …не Образ полагает себя в объекте (“объективируется”), а объект через деятельность человека, работу его мозга полагает себя в Образе” (с.73.). “Образ есть функция, а не содержание мозговых процессов” (Леонтьев А.Н., 1986б).

А.Н.Леонтьевым (1979) выдвинуто положение о “пятом квазиизмерении”, в котором открывается человеку объективный мир, т.е. значение образа - Образа Мира. Это “смысловое поле”, система значений, в которых воспринимается мир. В настоящее время получены многочисленные факты, которые говорят о том, что мышление образами проявляется не только в художественном творчестве, но во всех видах деятельности человека. В частности, было показано, что в процессе переработки информации образные и вербально-понятийные компоненты мышления представлены в единстве. Для современных концепций мышления характерным является рассмотрение образного мышления как одного из уровней мысленной переработки и преобразования информации. Однако до сих пор остается без определенного ответа вопрос о том, являются ли образы неотъемлемой частью мышления, или они автономны? (Цветкова Л.С., 1995).

В ряде психологических исследований процесс называния предмета связывается с процессом узнавания (опознания), основной составляющей которого является перцептивный образ. Многие исследователи рассматривают как наиболее вероятное симультанное (одномоментное) опознание стимула. М.С.Шехтер (1981), Л.С.Цветкова (1995) и ряд других исследователей придерживаются гипотезы, согласно которой процесс опознания имеет ряд гностических стадий. На самой ранней стадии процесса “…имеется глобальное, еще не проанализированное в своих элементах отображение” (Шехтер М.С., 1981, с.15). Затем идет этап выделения элементов, составляющих объект, и после этого интегрирование выделенных релевантных элементов в одно перцептивное поле с последующей его оценкой с помощью эталонов памяти, сличения с образами-представлениями. На третьей стадии, как видно, снова имеется целостность, но уже более высокого порядка, которая обладает новым свойством, присущим всей системе воспринятого, а не отдельным ее элементам. Однако, М.С.Шехтер (1981) предостерегает от упрощенного понимания глобального образа. Он считает, что целостные образы-“эталоны”, возникающие на ранней стадии опознания, могут охватывать ряд близких стимулов (объектов, явлений, предметов) и в этом смысле иметь определенную обобщенность. Ее широкий диапазон позволяет опознавать класс стимулов, имеющих близкие обобщенные образы.

В творческой деятельности ученого элемент интуиции слишком тесно сплетается с элементом разума, необходимого для вывода из интуитивно рожденной гипотезы следствий и для проверки этих следствий экспериментом. Необходимость этой проверки и приводит ученого к ложному взгляду на свое творчество, как на деятельность, в основе которой лежат построения разума, тогда как наиболее ценным моментом в научной творческой деятельности является иррациональное прозрение, интуиция, рождающая гипотезу (Эрберг К., 1997, с.108). Созвучно этому: Ум человека, его мышление, опирается не только на рассудочную компоненту, на рассуждения здравого смысла, но и на ту компоненту, которая определяется мотивациями, неосознаваемыми целями, эмоциями и многим другим, что отличает мышление человека от того, что сейчас удается реализовать в компьютерах (Поспелов Д.А., Литвинцева Л.В., 1996).

Представления - элементы психического потока - объединяются в совокупности благодаря интенциональным актам. В этих актах открываются пребывающие в непрерывном формировании структурированные целостности - гештальты, которые складываются из того, что мы воспринимаем как предметы, и из того, что мы переживаем как события нашей душевной жизни. Все события психической жизни происходят либо в силу действия внешних стимулов, либо в силу актуализации или возрождения тех диспозиций, которые были приобретены в результате воздействия прежних стимулов. Мы не мыслим диспозиций вне их взаимных связей. Они почти всегда вызываются к жизни благодаря толчку, передающемуся через эти взаимные связи (ассоциации). Последние бывают двух видов. Во-1-х, это связи, общие для всех нас (ассоциации по сходству или, выражаясь в общих терминах, ассоциации на основании некоторого объективного контекста); во-2-х, это приобретенные связи, зависящие от предшествовавших переживаний и, значит, различные у разных людей (ассоциации согласно опыту, или, в общих терминах, ассоциации согласно частному субъективному контексту). По Г.Гессе имеются общепонятные и “частные”, или субъективные, ассоциации. Внесознательные ассоциативные связи, теоретически считающиеся причинными, всегда остаются, по определению, неосознанными. Элементы связываются между собой по ассоциации и “всплывают” в констелляциях под воздействием детерминирующих тенденций. Ассоциативная связь обуславливает возникновение одного элемента (слова) вследствие появления другого элемента (предмета) (Ясперс К., 1997). Основой для введения ассоциативных связей в картине мира являются обобщенные шкалы, отображающие отношение толерантности. Они выглядят как звездчатые структуры, на чьих лучах располагаются сущности, относительно которых можно говорить о большем или меньшем сходстве или различии (Поспелов Д.А., 1997). В.Каверин о разговоре с Б.Пастернаком писал, что ему было не под силу нестись за ним, “прыгая через пропасти между ассоциациями, и то теряя, то находя ясную (для него) и лишь мерцающую (для меня) мысль” (Каверин В., 1997, с.375).

При сильной эмоции, аффекте уменьшается размерность семантического пространства и субъект переходит на более глубинные уровни, от денотативных значений (понятийных или поверхностных) к коннотативным (глубинным) Глубинный уровень позволяет устанавливать более широкий спектр семантических (ассоциативных) связей для “бессознательного осознания”. “Осознание” коннотативного уровня отображается затем на поверхностном в форме поэтической метафоры, символики (Петренко В.Ф., 1997).

Каждый интенциональный акт (т.е. имманентная направленность сознания на свой предмет, безотносительно к тому, является ли он реальным или только воображаемым) на более высоком уровне представляет собой ассоциирующий элемент, тогда как на самых высоких уровнях наиболее сложные интенциональные акты ассоциируются друг с другом (Ясперс К., 1997). Ассоциации возникают бессознательно; ассоциативная связь не является объектом переживания с точки зрения ассоциирующего субъекта, в то время как интенциональные связи возникают осознанно и служат объектами для переживающего их субъекта.

Единство того, что охватывается интенциональным актом и реализуется как пребывающее в движении целое, обозначаем термином гештальт (“образ”, “конфигурация”). Все наши восприятия, представления, равно как и все содержание нашего мышления, являются нам в форме целостных конфигураций - гештальтов. Всякий раз, когда имеют место восприятие и движение, понимание речи и речевая деятельность, функция гештальта состоит в установлении, так сказать, архитектонической связи между сенсорными и моторными элементами с целью превращения воспринимаемого объекта и осуществляемого движения в некое осмысленное единство. Согласно этой концепции, гештальты суть элементы любого события психической жизни (Ясперс К., 1997).

Система образов, лежащая в основе “базы знаний” человека, слабо чувствительна к противоречиям (Кузнецов О.П., 1997). Отсюда, может быть, и проистекает быстрый предварительный диагноз без детальной аргументации за и против.

Делакруа предупреждал: “Художник всегда немного глупеет перед натурой”. Пикассо, вероятно, именно это имел ввиду, говоря: “Я не пишу с натуры, я пишу при помощи натуры. Я изображаю мир не таким, каким я его вижу, а таким, каким я его мыслю”. Т.е. имеет место феномен рефлектирования. Сродни этому и образ болезни у разных врачей может быть окрашен их видением больного, связанным с ассоциациями, обусловленными представлениями о проявлениях данного заболевания вообще и особенностями собственной практики. Однако проблемы отражения образного мышления и интуиции специалиста в СИИ далеко не ограничиваются вопросами учета ассоциативных отношений.

В гештальт-психологии часто употребляется термин центрирование. Ощущение целостности - это ощущение устойчивости центра, около которого группируются сходные образы. Напомним, что сходство - это отношение толерантности. В классе эквивалентности все элементы равноправны, сходство же уменьшается (размывается!) по мере удаления от центра. Поэтому центрирование - это борьба с размыванием, обратный к нему процесс прояснения образов. Можно предполагать, как считает О.П.Кузнецов (1997), что стремление к целостности и устойчивости информационных структур для человека первично по отношению к логике; что именно оно инициирует и стимулирует логический анализ.

Внешние стимулы поступают не только в свои проективные зоны мозга, но и, с использованием механизма кроссмодальных связей, по коллатералям аксонов стимулирует зоны иных модальностей. Мозг как бы стремится на основе восприятия одного качества, например, зрительного реконструировать целостный интермодальный мир (Петренко В.Ф., 1997). [БК: По характерному виду больного или издаваемым им звукам реконструируются другие проявления болезни в мозге врача]. Психосемантические методы реконструируют имплицитные картины, модели мира, присущие субъекту, которые он может сам и не осознавать, но которые актуализируются в “режиме употребления” (Петренко В.Ф., 1997).

Для мозга характерно наличие быстрых процессов с малой глубиной, т.е. малой длиной последовательных цепочек, ведущих к конкретному результату: узнаванию, оценке ситуации, быстрому принятию решения. Наряду с быстрыми процессами, мышлению свойственны и медленные процессы: размышление, осмысление, припоминание (Кузнецов О.П., 1997).

Информационные принципы, отсутствующие в компьютерной парадигме, но присущие информатике мозга (Кузнецов О.П., 1997):

Несимвольные, аналоговые представления информации.

Наличие механизмов, работающих со сходством вместо тождества и связанных с эффектами размывания и обострения образов.

Малая глубина информационных процессов в сочетании с высокой параллельностью.

Распределенность информации: локальное хранится и считывается глобально.

Параметричность модели: информационные свойства зависят не только от архитектуры, но и от легко изменяемых непрерывных параметров, модификация которых позволяет менять свойства модели без перестройки связи между элементами.

Можно “раскручивать” понятие по выбранному семантическому отношению, получая для данного понятия различные иерархические цепочки понятий, показывающие отношения классификационные, композиционные, функциональные, временные и пр. (Андрусенко Т.Б., 1997). Таким образом, в мозге специалиста осуществляется процесс преобразования возникшего первоначального образа в направлении его классификации, ассоциации, временной динамики, что имеет место и в процессе медицинской диагностики и прогнозирования.

Системы искусственного интеллекта до настоящего времени основываются, в основном, на анализе извлекаемой у эксперта логической компоненты, а когнитологи настойчиво требуют максимально четкого объяснения принимаемых решений, разложения их на составляющие. Однако, знания, накопленные в виде опыта, часто носят интуитивный характер и не поддаются описанию. В части случаев настойчивость инженера по знаниям приводит к псевдообъяснению, хотя и похожему на действительно возможный механизм рассуждений. “Трудно описать словами, но то, что наиболее важно у кровати больного - это способность интуитивно, как бы внутренним взглядом, охватить всю клиническую картину как нечто целое и связать ее с аналогичными прежними наблюдениями. Это свойство врача называют клиническим мышлением. Клиническое мышление вместе с конструктивным, интегрирующим мышлением и способностью собирать хороший анамнез является элементом врачебного искусства” (Хэгглин Р., 1993, с.19).

Аргументация в естественном интеллекте

Процесс распознавания или диагностики (греч. diagnos, что означает исследовать, точно взвесить, различить, точно распознать, решиться, составить мнение) в классическом варианте подразделяется на два этапа, первый из которых основывается на собственно рассуждении или “размытом” суждении о предмете (расширение круга потенциальных диагнозов путем построения всевозможных гипотез), а второй - на аргументации. Рассуждение, как известно, это процесс построения цепочек суждений по определенным логическим правилам, причем эти цепочки могут причудливым образом переплетаться, образуя своеобразную сеть рассуждения. В начале этих цепочек находятся безусловно истинные факты или суждения (их с некоторым приближением можно отнести к классу аксиом), в конце - те, которые до построения рассуждения относились к разряду сомнительных или неизвестных (Поспелов Д.А., 1989).

Рассуждение, мысленное или вербальное (при совместном обсуждении - консилиуме), направлено на выявление и первичный анализ симптомов болезни и предрасполагающих к ней факторов в анамнезе больного. Процесс дифференциального диагноза, по А.В.Виноградову (1987), начинается с критической оценки выявленных при обследовании больного симптомов и признаков болезни. Это самый ответственный этап аналитической работы врача. Выявленные признаки группируются по степени их кажущейся важности и по предполагаемой их связи друг с другом. Следует особо отметить, что затем, нередко, осуществляется расширение признакового пространства с включением сомнительных и даже противоречащих друг другу показателей. Следствием этого является появление ряда диагностических гипотез и формирование дифференциально-диагностического ряда, включающего группу болезней, в клинической картине которых имеются сходные проявления. Не так уж редко встречаются ситуации, в которых не только симптомы, но даже и признаки болезни имеют меньшее диагностическое значение, чем клинический фон, на котором они выявляются (Виноградов А.В., 1987). Затем - на втором этапе - обоснование одной из гипотез, т.е. выбор одного диагноза (крайне редко двух), что осуществляется путем аргументации за или против каждой из включенных в дифференциальный ряд нозологических форм.

Аргументация врача-диагноста построена, с одной стороны, на предъявлении признаков, являющихся характерными для обосновываемой гипотезы (диагноза), а с другой стороны, на поиске у больного альтернативных признаков, отрицающих другие заболевания (альтернативные гипотезы), т.е. используются аргументы и контраргументы. Врач высокой квалификации не пользуется полным объемом информации, представленным в истории болезни, а только вполне определенным минимумом, который обеспечивает решение задачи. Цепочка последовательных действий врача в бесспорно правильной интерпретации И.П.Лукашевич и А.Л.Сыркина (1994) выглядит следующим образом: в процессе накопления опыта специалисты вырабатывают некоторый оптимальный стереотип мышления, который состоит в первоначальном сборе избыточной информации, а затем отсечении всего лишнего, выработке приоритетов, отборе самой важной информации по кратчайшему пути. Аргументация направлена на уменьшение неопределенности предполагаемого диагноза. Таким путем, в процессе мысленного или совместного обсуждения врачей идет общепринятый процесс диагностики.

Возможна и такая ситуация, когда врач осуществляет аргументацию используя сходство с аналогичным случаем (прецедентом) в прошлом. Как правило, это имеет место при относительно большом стаже работы и основано на собственном опыте, значительно реже - связано с воспоминанием описания аналогичного больного в литературе. Возможны два сценария сравнения: первый - наличие характерных однотипных проявлений болезни (например, специфическая температурная кривая, реакция на лекарства), второй - сходство по обобщенной картине заболевания.

Интуиция и образное мышление в принятии решения экспертом

Встречаются случаи, когда врач, обладающий особой интуицией и образным мышлением, учитывая отдельные сверххарактерные признаки или симптомокомплекс в целом, молниеносно приходит сразу к диагнозу, который затем оказывается окончательным [Кобринский, 1996]. Интуиция в этом случае помогает поиску диагностически значимых признаков или их сочетаний (синдромов) и может способствовать выбору рационального пути обследования больного, что оптимизирует диагностический процесс. Особенно важно это в критической ситуации, когда необходима экстренная помощь (оперативное принятие решения). И в этом врачу может помочь образное мышление.

Образ может быть [Кобринский, 1997]: 1) основаным на воспоминании о необычной ситуации или проявлении - яркий, со специфическими особенностями (мысленная аналогия); 2) обобщенным представлением группы симптомов на основе симультанного эффекта (семантический или псевдосемантический образ); 3) определяемым одним особо характерным (патогномоничным) симптомом, также связанным с семантическими представлениями, непосредственно порождающим гипотезу о диагнозе, так как он “выполняет функцию отображения целого”, сродни саморефлексивной системе [Лефевр, 1994]; 4) являться результатом “всплывания” зрительного образа, известного из личного опыта или литературы (визуальный или псевдовизуальный образ).

Не следует думать, что последовательный процесс диагностики на основе рассуждения и аргументации является антиподом “интуитивного” диагностирования. Эти подходы дополняют друг друга, так как моментально поставленный диагноз сразу или через некоторое время (в случае необходимости неотложной терапии) дополняется рассуждением и проверяется методом аргументации.

Необходимо также иметь в виду, что, при любом из рассмотренных механизмов, специалист, в особенности врач, в своих решениях опирается не только на анализ отдельных симптомов или синдромов (за редкими исключениями), но и учитывает их связи с другими параметрами организма, изменяющимися при заболевании, в том числе и с признаками, не поддающимися непосредственному наблюдению. Логика врачебного мышления в процессе дифференциальной диагностики нередко основывается на учете ассоциативных отношений симптомов. С этим, частично, связано “умолчание” эксперта о некоторых симптомах болезни, так как он о них просто “не думает” в процессе интервьюирования (при извлечении знаний), как и в процессе рассуждения у постели больного. Этот феномен является отражением того факта, что сознание и познание человека базируются на памяти и ассоциативных связях, богатых и разнообразных [Эфроимсон, 1995]. Еще И.М.Сеченов отмечал, что “всякое впечатление воспроизводится в тех же самых главных направлениях, в которых по сходству и смежности оно зарегистровывается в памяти, по сходству и смежности в пространстве и времени” [Сеченов, 1995].

Формализация интуитивно-аргументационных представлений

Во врачебной практике широко принят многомерный подход к оценке здоровья (состояние организма в целом - состояние отдельных функциональных систем - состояние отдельных органов - анализ отдельных показателей). Это означает переход от отношения порядка к отношению следования, которое не является транзитивным и не позволяет строить систему логического вывода в традиционной форме [Поспелов, 1997]. В той же работе, обращено внимание, что и обобщенные шкалы не обладают свойством транзитивности, а на них расположены сущности, связанные отношением толерантности, частным случаем которого является отношение сходства - различия, занимающее существенное место в системе рассуждений врача в процессе диагностики и прогнозирования состояния больного. Попутно Д.А.Поспелов обращает внимание на тот факт, что обобщенные шкалы являются основой для введения ассоциативных связей в картине мира.

Для реализации принципа ассоциативности нами, в базе знаний диагностической системы по наследственным болезням ДИАГЕН [Кобринский, Фельдман, 1995], над пространством симптомов были введены отношения, определяющие их основные свойства и построены графы, что позволило включать в анализ и те признаки, которые подсознательно могли учитываться врачом, но не были им отобраны для компьютерной диагностики.

Другим вариантом решения проблемы учета ассоциирующих признаков может быть обращение к модели представления смыслов, включающей “размытые” характеристики смысла ситуаций, процессов, явлений, объектов и отношения между смыслами, представляемые в виде ассоциативных взаимосвязей (Деев В., Куляница А., 1998).

Интуитивные представления, возникающие в процессе принятия решения, можно рассматривать или как подсознательный процесс поиска взаимосвязанных симптомов, как абдукцию (вывод частного из частного) или как процесс "прямого" формирования цельного образа (в форме индуктивного вывода или инсайта [Кобринский, 1997]). В первом случае интуитивно формируется представление о ведущем клиническом синдроме, определяющем тяжесть состояния пациента, и на его основе строится первичная диагностическая гипотеза. При этом активно используется субъективное знание специалиста. Последующая дифференциальная диагностика, направленная на подтверждение или отклонение первичной гипотезы - это сочетание личностного (субъективного) и внеличностного (коллективного, условно объективного) знания с использованием системы аргументации, дедукции и индукции. В качестве аппарата синтеза познавательных процедур может рассматриваться JSM-рассуждение [Финн, 1997], объединяющее правила правдоподобного вывода, правила вывода по аналогии, абдуктивный вывод и индуктивные обобщения.

Аппарат аргументации позволяет обосновать выделение одного диагноза из дифференциального ряда. В этом случае имеет место “познавательный цикл продуктивного мышления” [Финн, 1991], который можно представить в виде следующей модифицированной цепочки [Кобринский, 1997a]: Анализ опыта - рассуждение и аргументация - гипотеза - верификация или фальсификация - пополнение данных и знаний - повторный цикл рассуждения и аргументации - коррекция гипотезы.

Подходы к построению базы знаний понятийно-образного типа

информационный интуиция аргументационный мозг

Информационная избыточность двойного кодирования характерна для сверхсложных систем, которые в поисках эффективного поведения, при неполноте информации, стремятся восполнить этот дефицит разнообразием. Такая постановка вопроса позволяет предположить возможность извлечения из памяти врача-эксперта (но только способного к неожиданным и нетривиальным диагностическим и прогностическим решениям) информацию о болезнях не только в виде последовательности симптомов, но и в форме "образов" (и к этому следует стремиться), которые должны войти в состав символьно-понятийно-образных баз знаний.

Для символьно-понятийных баз знаний речь должна идти о представлении субъективных индивидуальных знаний, например, в виде своего рода сети знаков-фреймов [Поспелов, 1996]. В этом случае, знания возможно сохраняются в виде ссылки на процедуру, реализованную в форме обученной нейронной сети, что позволяет совмещать символьные понятия и знания, представленные в непрерывной или квазинепрерывной форме.

Если в персептронных моделях отдельные функциональные единицы сети должны были получать сигналы прямо из внешнего мира и соответственно изменять свои свойства, то в коннекционистских моделях нейронные сети более сложны, поскольку они включают “скрытые слои” клеток, расположенных между входными и выходными элементами (Роуз С., 1995). (Коннекционизм - подход к моделированию, основанный на предположении, что мозг состоит из ансамблей нейронов с многочисленными связями между ними).

В нейроподобных растущих сетях информация об объектах и их классах представлена ансамблями ассоциативно взаимосвязанных вершин, распределенных по структуре сети. Приложение теории хаоса к наблюдаемым флуктуациям электрической активности мозга позволяет выявить определенную упорядоченность (Skarda C.A., Freeman W.J., 1990). Если при восприятии информации возбуждается подмножество вершин, то к сети присоединяется новая ассоциативная вершина. Ввод новой информации вызывает процесс перераспределения связей между уже существующими и вновь возникающими вершинами с одновременным возбуждением нейроподобных элементов. Результатом этого является включение описываемого объекта в класс, к которому он принадлежит. Образуется новый класс объектов или выделяется некоторая область общая для описываемого класса. Так осуществляется классификация и выделение общих признаков объектов. Алгоритм построения сети автоматически устанавливает ассоциативные связи между описаниями объектов по общим признакам (Морозов А.А., Ященко В.А., 1997).

В модели нейронной сети на основе интерферирующего нейрона, развиваемой О.П.Кузнецовым (1992, 1996, 1997), поведение псевдооптической сети можно интерпретировать как дискретное “обострение” любого размытого образа рассматриваемого класса, что крайне продуктивно, так как позволяет предположить возможность уточнения сходства близких образов с анализируемым. Этому можно сопоставить условную аналогию ситуации, когда человек вспоминает знакомого человека (лицо, голос и т.п.), похожего (по клинической картине) больного и т.д.

Нечеткие логико-лингвистические (лингвологические) модели [Поспелов, 1981], к которым которым следует отнести и интуитивно-образно-логические системы, могут быть реализованы с использованием алгоритмов нечеткого вывода. Интерес в этом плане представляет предложенная А.Н.Аверкиным (1996) модель нечеткой экспертной системы, позволяющей менять логику в системе вывода на любой ветви и на любом шаге вывода, что могло бы послужить основой для обработки как образных, так и понятийных нечетких представлений в любой необходимой последовательности. Описаны когнитивные системы с универсальным базисом, частными случаями которого являются нейронный, нечеткий и вероятностный базисы (Станкевич Л.А., 1996, 1998).

Эксперт, работающий со слабо структурированной областью знания, почти никогда не формулирует свои решения в жестко детерминированной форме. Шкала уверенности может включать следующие ступени: “абсолютно достоверно”, “скорее всего”, “спорные сведения” (относится к комиссионному решению при проведении консилиума), “мало вероятно”, “сомнительно, но не исключено”, “крайне мало вероятно”, “совершенно недостоверно”. Если обратиться к понятию когитальных суждений [Петровский, 1997], то все перечисленные градации можно обобщенно свести к 4 ключевым представлениям: “принимаю”, “воздерживаюсь”, “допускаю” и “сомневаюсь”. Однако, для того, чтобы уменьшить субъективность оценки эксперта (особенно, если он один), критерии по которым оцениваются знания, должны включать: рациональную компоненту оценки, характеризующую вероятность или достоверность суждения; иррациональную компоненту - доверие к суждению; авторитарную компоненту - доверие к источнику откуда получено это суждение (Абросимов М.Б., Сокулина И.Н., 1998). Возможна определенная параллель и с семантическим аспектом аргументации, состоящим в порождении оценки высказываний, проверяемых на согласие с точкой зрения: “фактическая истина” (есть аргумент “за” и нет аргументов “против”), “фактическая ложь” (есть аргументы “против” и нет аргументов “за”), фактическое противоречие” (есть аргументы “за” и есть аргументы “против”) и, наконец, “неопределенность” (нет ни аргументов “за”, ни аргументов “против”) [Финн, 1996]. В контраргументах (фальсификаторы по В.К.Финну), которые служат в медицине общепринятым способом в дискуссии при дифференциальной диагностике, и одновременно являются специфической чертой познавательного механизма ДСМ-экспертных систем, отражаются особенности рефлексии [Финн, 1991]. ДСМ-метод автоматического порождения гипотез (Финн В.К., 1988, 1991) представляется адекватным средством построения детерминистской теории в области рассуждения (аргументации) для открытой предметной области с обширным эмпирическим материалом и плохо формализованными знаниями. Неформально метод представляется в виде последовательной схемы рассуждений “сходство - причина - аналогия”: на основе анализа сходства событий (явлений) ищется причина этих событий, которая в дальнейшем используется при прогнозировании новых событий (явлений) на основе структурной аналогии. При этом сходство (или его n-арное обобщение) понимается алгебраически как рефлексивное и симметричное отношение (Данилова Е.Н. и др., 1996). В психологии исходят из так называемого “постулата поведения”: поведение индивидуума определяется особенностями его личности. Для такого сравнения требуется структурное описание субъектов (индивидуумов) в виде множества дифференциальных признаков, описывающих: а) социальные характеристики, б) индивидуальные черты, не зависящие от социальной принадлежности индивидуума, в) детали биографии, существенные для изучаемого предмета (Данилова Е.Н. и др., 1996). По аналогии можно указать, что в медицине при диагностике заболевания у индивидуума учитываются: 1) наследственно предрасполагающие характеристики; 2) экологические факторы; 3) социальные характеристики, обуславливающие зависимость болезни; 4) патогенетические механизмы.

Движение эксперта к решению задачи представляет собой цепь последовательных умозаключений по каждой отдельной подзадаче (иногда включающей интуитивно-образные решения). В соответствие этому можно попытаться поставить поведение системы, которое представляет собой последовательность процессов построения очередного состояния и формирования ядра следующего состояния, после чего вновь запускается процесс построения замыкания состояния [Osipov, 1997].

Проводя параллель между природным и искусственным интеллектом, следует отметить необходимость контроля или оценки в СИИ как интуитивно схваченной ситуации, так и логических рассуждений. Можно считать, что это своего рода принцип дополнительности [Тарасов, 1997] различных моделей интеллекта (аналогичный принципу Н.Бора), согласно которому в одной модели невозможно отразить многомерный характер понятия интеллект, для чего требуется построение семейства взаимодополняющих моделей.

Заключение

Настоящая ситуация в искусственном интеллекте определяется поиском новых подходов в отражении мыслительной деятельности человека при принятии решений в слабо структурированных областях знания. От анализа понятий делается попытка перейти к отражению символьных представлений, отражающих метафоричность человеческого мышления. Это заставляет искать пути формализации, наряду с аргументирующими рассуждениями, также и интуитивно-образных представлений. Требуется создать гибрид, включающий оба подхода, используемых естественным интеллектом, и обеспечить в системах искусственного интеллекта свободный переход от одного типа опознания ситуации к другому. Можно надеяться, что привлечение когнитивных графовых образов, методологии “мягких вычислений”, нейроподобных структур и других подходов позволит перейти к практической реализации поставленных выше задач.

По-видимому, можно думать, что двигаясь по пути отражения особенностей естественного интеллекта в системах искусственного интеллекта, мы приближаемся к порогу, за которым скрываются интегрированные системы, основанные на знаниях в широком смысле слова, включающие как процессы самопознания (рефлексии), точнее ее элементов в форме мысленных образов, так и логические представления о наблюдаемых и объясняемых естественных процессах.

Литература

1. [Аверкин, 1996] Averkin A.N. Expert oriented fuzzy logics acquisition in soft computing systems - Тр. Междунар. семинара “Мягкие вычисления-96”. Казанский гос. технологич. ун-т, 1996.

2. Абросимов М.Б., Сокулина И.Н. Многоуровневые системы оценки знаний // Междунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям: SCM'98: Сб. докл. Т.2. СПб, 22-26 июня 1998г. С.224-226.

3. Андрусенко Т.Б. Знание в контексте биосферы // VI Междунар. конф. “Знания - Диалог - Решение”, Т.1. Крым, Ялта, 15-20 сент. 1997. С.98-109.

4. Аршавский В.В. Различные модели мира в свете полиморфизма типов полушарного реагирования // Модели мира. М.: Росс. ассоц. искусств. интеллекта. 1997. С.125-136.

5. [Бергсон, 1998] Бергсон А. Творческая эволюция - М., “КАНОН-пресс”, “Кучково поле”, 1998. Виноградов А.В. Дифференциальный диагноз внутренних болезней: справочное руководство для врачей. М.: Медицина. 1987. 592 с.

6. Гессе Г. Игра в бисер // Избранное. Сборник / Пер. с нем. М.: Радуга. 1984.

7. Данилова Е.Н., Ивашко В.Г., Климова С.Г., Михеенкова М.А., Финн В.К., Ядов В.А. Применение ДСМ-метода автоматического порождения гипотез для исследования социального действия (соотношение индивидуально-личностных и социальных факторов) // V Нац. конф. с междунар. уч. “Искусственный интеллект-96”: КИИ-96: Сб. науч. тр. Т.II. Казань. 1996. С. 329-335.

8. Деев В., Куляница А. Концепция создания системы обеспечения интеллектуального управления, основанной на обработке смыслов // Междунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям SCM'98: Сб. докл. Т.2. СПб, 22-26 июня 1998г. С. 140-141.

9. Деглин В.Л. О латерализации механизма эмоциональной окраски поведения // Фармакологические основы антидепрессивного эффекта. Л. 1970. С. 158.

10. Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н. Функциональная асимметрия и психопатология очаговых поражений мозга. М.: Медицина. 1977. С. 360 с.

11. Каверин В. Эпилог: Мемуары. М.: Аграф. 1997. 560 с.

12. [Кобринский, 1996] Кобринский Б.А. К вопросу учета образного мышления и интуиции в экспертных медицинских системах - V Нац. конф. с междунар. уч. "Искусственный интеллект-96": Сб. науч.тр., т.2. Казань, 1996.

13. [Кобринский, 1997] Кобринский Б.А. Отражение образного мышления в системах искусственного интеллекта - VI Междунар. конф. "Знание-Диалог-Решение": Сб. науч.тр., т.I. Ялта, 1997.

14. [Кобринский, 1997a] Кобринский Б.А. Рассуждения и аргументация в диагностическом процессе - 3-я Междунар. конф. “Информационные ресурсы. Интеграция. Технологии”: Матер. конф., вторая часть. М., 1997.

15. [Кобринский и др., 1997] Кобринский Б.А., Фельдман А.Е. Анализ и учет ассоциативных знаний в медицинских экспертных системах - Новости искусств. интеллекта, 1995, №3.

16. Кузнецов О.П. Голографические модели обработки информации в нейронных сетях // Докл АН. 1992. Т.234. №3. С. 537-540.

17. Кузнецов О.П. Псевдооптические нейронные сети - прямолинейные модели // Автоматика и телемех. 1996. №12. С. 160-172.

18. Кузнецов О.П. О некомпьютерных подходах к моделированию интеллектуальных процессов мозга // Междунар. летняя школа-семинар по искусственному интеллекту для студентов, аспирантов и молодых ученых (БРАСЛАВ-97): Сб. тр. Минск. 1997. С. 11-43.

19. Кулик Б.А. Основные принципы философии здравого смысла (познавательный аспект) // Новости искусств. интеллекта. 1996. С. 7-91.

20. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. М. 1975.

21. Леонтьев А.Н. Психология образа // Вестник МГУ, сер.14. Психология. 1979. №2.

22. Леонтьев А.Н. К психологии образа // Вестник МГУ, сер.14. Психология. 1986. №3.

23. Леонтьев А.Н. К психофизиологической проблеме: “Изящное решение” // Вестник МГУ, сер.14. Психология. 1986б. №3.

24. [Лефевр, 1994] Лефевр В.А. О самоорганизующихся и саморефлексивных системах и их исследовании - Прикладная эргономика, спец. выпуск: Рефлексивные процессы, 1994, №1.

25. Лукашевич И.П., Сыркин А.Л. Проблема получения и передачи медицинских знаний // Компьютерная хроника. 1994. №8-9. С. 39-43.

26. Лурия А.Р. Язык и сознание. М. 1979.

27. Меерсон Я.А. Роль левого и правого полушарий в сукцессивном и симультанном синтезе и процессы обучения // Нейропсихология сегодня / Под ред. Е.Д.Хомской. М.: Изд-во МГУ. 1995. С. 38-45.

28. Морозов А.А., Ященко В.А. Распознавание образов на нейроподобных растущих сетях // VI Междунар. конф. “Знания-Диалог-Решение” KDS-97: Сб. науч. тр. Т.2. Ялта. 1997. С. 386-392.

29. Петренко В.Ф. Личность человека - основа его картины мира // Модели мира. М.: Росс. ассоц. искусств. интеллекта. 1997. С. 9-24.

30. [Петровский, 1997] Петровский В.А. К построению алгебры когито: опыт игры в бисер - Модели мира - М, Росс. ассоц. искусств. интеллекта, 1997.

31. [Поспелов, 1981] Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления - М., Энергоатомиздат, 1981.

32. Поспелов Д.А. Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов. М.: Радио и связь. 1989.

33. [Поспелов, 1996] Поспелов Д.А. Прикладная семиотика и искусственный интеллект - Программные продукты и системы, 1996, №3.

34. [Поспелов, 1997] Поспелов Д.А. Знания и шкалы в модели мира - Модели мира - М, Росс. ассоц. искусств. интеллекта, 1997.

35. Поспелов Д.А., Литвинцева Л.В. Как совместить левое и правое? // Новости искусств. интеллекта. 1996. №2. С. 66-71.

36. Роуз С. Устройство памяти. От молекул к сознанию / Пер. с англ. М.: Мир.1995. 384 с.

37. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. Т.1. М. 1989. С. 371.

38. [Сеченов, 1995] Сеченов И.М. Элементы мысли - Психология поведения: Избранные психологические труды - М., Воронеж., Изд-во “Ин-т практич. психол.”, НПО “МОДЭК”, 1995.

39. Станкевич Л.А. Когнитивные системы // Информационные технологии в моделировании: Междунар. НТК. СПб: СПбГТУ. 1996.

40. Станкевич Л.А. Когнитивная система принятия решений с генетическим алгоритмом обучения // Междунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям SCM'98: Сб. докл. Т.1. СПб, 22-26 июня 1998г. С. 274-277.

41. Тарасов В.Б. От искусственного интеллекта к искусственной жизни: новые направления в науках об искусственном интеллекте // Новости искусств. интеллекта. 1995. №4. С. 93-117.

42. [Тарасов, 1997] Тарасов В.Б. О системно-организационном подходе в искусственном интеллекте - VI Междунар. конф. “Знание - Диалог- Решение”: Сб. науч. тр., т.1. Ялта, 1997.

43. Трауготт Н.Н. О механизмах нарушения памяти. Л.: Наука. 1973. 24с.

44. [Финн, 1991] Финн В.К. Интеллектуальные системы: проблемы их развития и социальные последствия - Будущее искусственного интеллекта. М., Наука, 1991.

45. [Финн, 1996] Финн В.К. Об одном варианте логики аргументации - НТИ, сер.2, Информац. процессы и системы, 1996, №5-6.

46. [Финн, 1997] Финн В.К. JSM-рассуждения как синтез познавательных процедур - 3-я Междунар. конф. “Информационные ресурсы. Интеграция. Технологии”: Матер. конф. М., 1997.

47. Хэгглин Р. Дифференциальная диагностика внутренних болезней / Пер. с нем. М.: Фирма “МИКЛОШ”, Изд-во “ИНЖЕНЕР”. 1993. 794 с.

48. Цветкова Л.С. Мозг и интеллект: Нарушение и восстановление интеллектуальной деятельности. М.: Просвещение. АО “Учеб. лит.”. 1995. 304с.

49. Шехтер М.С. Зрительное опознавание. М. 1981.

50. Штерн И.Б. Представление гуманитарных знаний vs представление знаний о физическом мире: единицы, связи и структурные модели введения реалий // Новости искусств. интеллекта. 1997. №3. С. 57-68.

51. Эрберг К. Плен.Цель творчества. Томск: Изд-во “Водолей”. 1997. 160 с.

52. [Эфроимсон, 1995] Эфроимсон В.П. Генетика этики и эстетики - СПб, Талисман, 1995.

53. [Юнг, 1995] Юнг К. Психологические типы - СПб, М., Ювента, Прогресс-Универс, 1995.

54. Ясперс К. Общая психопатология / Пер. с нем. М.: Практика. 1997. 1056 с.

55. [Cattel, 1982] Cattel R.B. The inheritance of personality and ability - N.Y., Acad. Press., 1982. Gazzaniga M.S., Bogen J.E., Sperry R.W. Dispraxia following division of the cerebral comissures // Arch.

56. Neurol. (Chic.). 1967. Vol.16. P. 606.

57. [Osipov, 1997] Osipov G.S. Applied semiotics and intelligent control - Second Workshop on Applied Semiotics - Bratislava, Slovakia, 1997.

58. Patten B.M. The history of memory arts // Neurology. 1990. Vol.40. P. 346-352.

59. Romberch J. Congestorium artificiosae memoriae.1533.

60. Skarda C.A., Freeman W.J. How brains use chaos to make order // Concepts in neuroscience. 1990. Vol.1. P. 275-298.

Размещено на Allbest.ru