ООО "НИПИ "СИРИУС-2", г.Н.Новгород

Бронфельд Г.Б. Метод "надувного шарика" и подход Лорьера (доклад в кратком виде на международной научно-технической конференции "Информационные системы и технологии ИСТ-2007", г.Н.Новгород)

___В 80-х годах французским ученым в области искусственного интеллекта Лорьером Ж.-Л. разработана интеллектуальная система ALICE [1] .
___Эта система работает с языком высокого уровня, позволяющим формулировать задачи, и содержит модуль решения задач, использующий методы искусственного интеллекта.
___Более сотни задач самых различных областей были решены с помощью системы. Они связаны с такими разделами дискретной математики, как диофантовы уравнения, пути Эйлера и Гамильтона в графах, а также с практическими приложениями, такими, как планирование, составление расписаний, архитектурные разработки, оптимальное диагностирование и др. Кроме того, с помощью этой системы было решено около пятидесяти головоломок и логических задач (магические квадраты и кубы, задача с 8 ферзями, головоломки Мартина Гарднера и др.), что свидетельствует о большой гибкости программы и мощности языка.
___Время, которое тратится от получения формулировки задачи до выдачи решения, составляет от нескольких секунд до нескольких минут.
___Другое преимущество системы лежит в области теории. Оно состоит в совершенно новом и открытом направлении программирования. Показана возможность создания систем, для которых достаточно дать только формулировку задачи, а ход решения полностью определяется самой программой, которая выбирает наиболее эффективный и подходящий путь на основе интеллектуального поиска.

___Класс задач, решаемых системой ALICE, может быть выражен в общем виде:
___найти величину х, где х принадлежит X, а X — конечные данные, которые удовлетворяют совокупности ограничений К(х).

___Для различных типов ограничений предусматривается свой подход к решению задачи.
___При этом само описание задачи может задаваться декларативным образом.

___Автором уже более 30 лет развивается направление решения ряда линейных и нелинейных задач различных прикладных направлений с помощью метода «надувного шарика» [2-7]. При этом используется специфическая многомерная структура критериев в нелинейной форме для постановки задач, что резко расширяет способы описания и создает новые возможности решения задач.
___Недавно обнаружилось, что, в общем-то, это две части одного целого.
___У них общее:
- использование принципа «надувного шарика» для нахождения локальных и глобального максимумов;
- некоторые общие особенности используемых методов, например, использование начального решения внутри области изменения переменных, итеративного метода решения задачи, простые методы закрепления промежуточных решений для ускоренного поиска общего решения задачи, применение комбинаторных методов на некоторых этапах;
- декларативное представление в описании задачи;
- нелинейное представление используемых критериев и т.д.
___Если Лорьер больше внимания уделяет решению интеллектуальных задач, то использование метода «надувного шарика» больше нацелено на решение ряда нелинейных численных задач со специальной многомерной структурой критериев в нелинейной форме..

___Интересной особенностью подхода Лорьера является то, что его, наряду с методом «надувного шарика», можно использовать для построения специфического языка описания и метода решения проблем в ЭВМ пятого поколения [8-9]. . А это длительное время является одним из основных препятствий в реализации этого проекта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лорьер Ж.Л. Системы искусственного интеллекта. - М.: Мир, 1991. - 568 с.
2. Бронфельд Г.Б. Алгоритм решения задачи оптимального распределения плана производства//Труды института.Автоматизация и механизация управления производством. Горький, НИИУавтопром, 1977, вып.2, с.75-83
3.Бронфельд Г.Б., Патокин Д.В. Программа оптимального раскроя ткани на ПЭВМ типа "ИСКРА-1030М". Руководство пользователя. - Н.Новгород:НПЧВП "ВЕХА", 1991. - 5 с.
4. Бронфельд Г.Б., Патокин Д.В. Экспертная система для планирования производства//Тез.докладов "Международный форум информатизации МФИ-92. Нижегородская секция", М., 1992, с.156-157.
5. Бронфельд Г.Б. Решение задачи оптимального раскроя материалов// Сб.докл."Первой всероссийской научно-практической конференции по вопросам решения оптимизационных задач в промышленности ОПТИМ-2001", С.-Петербург, ЦНИИ ТС, 2001, с.9-12
6. Бронфельд Г.Б. Метод "надувного шарика" для решения задач планирования производства//Сб.докл."Первой всероссийской научно-практической конференции по вопросам решения оптимизационных задач в промышленности ОПТИМ-2001", С.-Петербург, ЦНИИ ТС, 2001, с.167-170
7. Бронфельд Г.Б. Один из подходов к структуре критериев для дискретного производства//Сб.тезисов докладов "Всероссийской научно-технической конференции "Информационные системы и технологии ИСТ-2005", г.Н.Новгород, НГТУ, 2005, с.71-72
8. ЭВМ пятого поколения.Концепции, проблемы, перспективы /Под ред. Т.Мото-ока - М.:Финансы и статистика, 1984.
9.Симонс Дж. ЭВМ пятого поколения: компьютеры 90-х годов. – М.: Мир, 1985. - 173 с.