Логико-алгебраические методы построения когнитивных сенсоров

Abstract

Основная идея настоящей статьи заключается в демонстрации возможностей и развитии открытых прагматических технологий проектирования интеллектуальных систем. Исследована комплексная проблема мониторинга состояния объектов железнодорожной инфраструктуры. Отмечено, что центральным компонентом интеллектуальной системы мониторинга является гибридная систем приобретения/ обнаружения знаний, включающая модули формирования знаний на основе измерений, извлечения знаний из эксперта и онтологического инжиниринга. Показана ключевая роль измерений в решении задач мониторинга. Рассмотрены особенности измерений как познавательного процесса, находящегося в тесном единстве с оценками и рассуждениями. Описана предложенная ранее авторами концепция когнитивных измерений как иерархического процесса грануляции информации, осуществляемого с помощью когнитивных сенсоров. Когнитивный сенсор представляет собой не только информационно-измерительное устройство, познающее объект мониторинга и обеспечивающее получение знаний на базе измерений, но и «понимающую» искусственную систему, способную формировать оценки результатов измерений и проводить рассуждения в интересах текущей диагностики объекта и прогнозирования его будущего состояния. Функционирование когнитивного сенсора опирается на логическую прагматику измерений. В этом контексте проведено обсуждение ряда определений, концепций и формальных моделей понимания. Предложен общий логико-алгебраический подход к построению моделей понимания на базе логических (истинностных) оценок и норм. В рамках этого подхода различные логические системы представляютcя в виде алгебраических структур, в частности, цепей, решеток, полурешеток и произведений решеток, причем эти структуры порождаются с помощью различных отношений порядка. Центральное место в работе занимает формальное описание и графическая иллюстрация понятия логического мира. Для этого введены наглядные представления прагматики логических значений, опирающиеся на «метафору цвета» и «метафору геометрического узора». Эти представления, реализующие подходы иллюстративной и когнитивной графики в многозначных логиках, лежат в основе конкретных когнитивных сенсоров – сенсора Васильева, сенсора Клини и сенсора Белнапа, а также когнитивных сенсорных сетей, основанных на бирешетках и мультирешетках. В результате разработана методика логико-алгебраического синтеза когнитивных сенсоров и представлена блок-схема соответствующего алгоритма.