Нейронные сети

После признания кибернетики какой-то период в 70-х гг. ХХ в. термин «кибернетика» использовался в нашей стране как обобщающий для названия всех системных направлений, а в дальнейшем стал использоваться в более узком смысле — как направление, занимающееся процессами управления техническими объектами, разработкой технических аналогов живых организмов (роботов), созданием сложных технических комплексов, систем искусственного интеллекта.

Идеи  кибернетики применяются также  в различных прикладных областях — в биологии (биокибернетика),медицине и т. д.

В результате сформировался спектр разнообразных теоретических и прикладных на- правлений кибернетики.

Имеются попытки классифицировать эти направления. Например, академик А.И. Берг

предлагал разбить все кибернетические  исследования на следующие три основные части [1, 2]:

1) общую, или теоретическую кибернетику, которая имеет дело с общими математическими моделями управления и представляет собой по существу математическую или физико-математическую дисциплину;

2) техническую кибернетику, областью которой является техническая реализация различных сложных объектов — робототехника (см.), разработка технических комплексов, систем управления техническими объектами;

3) прикладную кибернетику, объединяющую различные прикладные направления — кибернетики биологическая, медицинская, экономическая, военная, сельскохозяйственная, педагогическая, психологическая и т. д.

В то же время, существуют мнения, что техническую  кибернетику можно было бы тоже отнести  к прикладной, или напротив, все  прикладные направления выделить в  самостоятельные.

Наивысшим достижением кибернетики считают  модели искусственного интеллекта (см ).

Вначале пытались создать полностью автоматические системы искусственного интеллекта (например, программы для игры в  шахматы). Однако в последнее время  становится все больше сторонников  реализации более сложных функций  интеллекта в форме диалога человека и ЭВМ.

Воронов А.А. Основы теории автоматического управления: Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем.-2-е изд., перераб. -М.: Энергия, 1980. — С. 3.

Важную  роль в развитии теории моделирования  сложных систем сыграла кибернетическая  модель «вход — выход», так называемый «черный ящик» (см.). Системы, отображаемые такой моделью, иногда выделяют в отдельный класс кибернетических систем.

К кибернетике  относят также исследования в  области вычислительной техники, систем связи, разработки и использования некоторых классов информационных систем (см.).

Наиболее  известными отечественными работами в  области кибернетики являются двухтомный учебник «Основы кибернетики» под  ред. заведующего кафедрой кибернетики  Московского инженерно-физического  института Л.Т. Кузина [11], организовавшего в 70-е гг. ХХ в, один из наиболее результативных ежемесячных семинаров по кибернетике; работы (в том числе популярного характера) латвийского ученого Л.А. Растригнна [6, 17, 18 и др.]; монографии и учебники ленинградского кибернетика Л.П. Крайзмера [10 — 12 и др.], а для экономических приложений — работы и учебник Н.Е. Кобринского, Е.3. Майминаса и др. [9].

Из зарубежных работ на развитие кибернетики большое  влияние оказали работы У.Р. Эшби ([19] и др.).

Термин  кибернетика и в настоящее время используется неоднозначно. Некоторые исследователи продолжают считать этот термин обобщающим для междисциплинарных направлений. Другие — рассматривают кибернетику как одно из направлений теории систем (см.) и системного анализа (см.), занимающееся процессами управления в основном техническими объектами, а для обобщения междисциплинарных направлений, связанных с исследованием и проектированием сложных систем, используются термины системные исследования (см.) или системный подход (см.).

В.Н. Волкова, М.Б. Игнатьев. Литература. 1. Берг А.И. Основные вопросы кибернетики: Доклад на заседании Президиума АН СССР 10 апреля 1959 г. / В кн.: Берг А.И. Избранные труды. Т.ll. — М.-Л.: Энергия, 1964. — С. 34 — 38. 2. Берг А.И. Кибернетика — наука об оптимальном управлении. — М.-Л.: Энергия, 1964. 3. Бирюков Б.В. Кибернетика и методология науки. — М.: Мысль, 1974. 4. Винер Н. Кибернетика: Или управление и связь в животном и машине. — М.: Наука, 1983. — 344 с. 5. Волкова В.Н., Игнатьев М.Б. Секция кибернетики имени академика А.И. Берга Дома ученых РАН им. И. Горького. — СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. — 48 с. 6. Граве П., Растригнн Л. Кибернетика и психика. — Рига: Зинатне, 1973. — 96 с. 7. Греневский Г. Кибернетика без математики/Пер. с польского. — М.: Советское радио, 1964. 8. Игнатьев М.Б. Голономные автоматические системы. — М.: Изд-во АН СССР, 1963. 9. Кобринский Н.Е., Майминас Е.3., Смирнов АД. Экономическая кибернетика: Учебник для студентов вузов. — М.: Экономика, 1982. — 408 с. 10. Крайзмер Л.П. Техническая кибернетика. — М. Л.: Энергия, 1964. 11. Крайзмер Л.П. Хранение информации в кибернетических системах. — М.: Советское радио, 1967. 12. Крайзмер Л.П. Кибернетика: Учебное пособие. — М.: Экономика, 1977. — 280 с. 13. Кузин Л.Т. Основы кибернетики: Учебное пособие для студентов ВТУЗов. В 2-х т. — М.: Энергия. — Т. 1. Математические основы кибернетики. — ]973. — 503 с. — Т. 2. Основы кибернетических явлений. — 1979. — 574 с. 14. Математика и кибернетика в экономике: Словарь-справочник. — М.: Экономика, 1975. — 700 с. 15.Методологические проблемы кибернетики: В 2-х т. — М.: МГУ, 1970. — Т. 1. — 350 с. Т. 2. — 389 с. 16Поваров Г.Н. Ампер и кибернетика. — М.; Советское радио, 1977. — 95 с. 17. Растригин Л.А. Современные принципы управления сложными объектами. — М.: Радио и связь, 1980. — 228 с. 18. Растригин Л.А., Граве П.С. Кибернетика как она есть. — М.: Молодая гвардия, 1975. — 208 с. 19. Эшби У.Р. Введение в кибернетику.— М.: ИЛ, 1959. — 432 с. 20. Из истории кибернетики/О. Андреева, Г. Бендиков, С. Васильев и др. / Под ред. В.Н. Волковой и Л.В. Фетисовой. — СПб.: Изд-во «Нестор», 2000. — 34 с.

фиассификации методов моделирования  систем.  
 
 

    «Мозговая атака» или метод коллективной генерации идей (КГИ) – один из методов активизации интуиции и опыта специалистов (см.), из группы методов выработки коллективных решений (см.).

     Концепция «мозговой атаки» или «мозгового штурма» (brain storning) получила  широкое распространение с начала 50-х гг. XX в. как «метод систематической тренировки творческого мышления», направленный «на открытие новых идей и достижения согласия группы людей на основе интуитивного мышления» [6, с. 164].

    Мозговая атака (МА) основана на гипотезе, что среди большого числа идей имеется по меньшей мере несколько хороших, полезных для решения проблемы, которые  нужно выявить. Методы этого типа известны также под названием коллективной генерации идей (КГИ), конференций идей, метода обмена мнениями.

   Обычно при проведении мозговой  атаки или сессии КГИ стараются  выполнить определенные правила, суть которых сводится к тому, чтобы обеспечить как можно большую свободу мышления участников КГИ и высказывания ими новых идей. Для этого рекомендуется сформулировать проблему в основных терминах, выделив центральный пункт обсуждения, высказывать и подхватывать любые идеи, даже если они в начале кажутся сомнительными или абсурдными (обсуждение и оценки идей проводятся позднее), не допускать критики, не объявлять ложной и не прекращать обсуждать ни одну идею, высказывать как можно больше идей (желательно нетривиальных), стараться создавать как бы цепные реакции идей, оказывать поддержку и поощрения, необходимые для того, чтобы освободить участников от скованности, т.е. всеми способами поощрять и провоцировать ассоциативное мышление [2]. С примерами конкретных перечней правил можно познакомиться в [3,6].

    Мозговая атака представляет  собой один из эффективных  приемов продуцирования новых  идей. Сущность его заключается  в коллективном поиске нетрадиционных  путей решения проблем. 

    Как правило, не вечных и глобальных проблем, а так называемых синтетических, сформулированных чаще всего с помощью вопросительного слова «Как?». Например, «Как я попаду на работу, если автомобиль не заводится?» Аналитические же  проблемы, например: «Почему не  заводится автомобиль?» или проблемы выбора не годны для мозгового штурма. 

  Область применения этого метода достаточно широка – от научно-технических и экономических проблем до социальных, психолого-педагогических и даже этических ситуаций. Наилучшие результаты МШ достигаются при разработке новой продукции, совершенствовании продукции, способов работы, при улучшении технических конструкций. В наше время метод «мозговой атаки» нашел применение и в учебном процессе. Он способствует развитию динамичности мыслительных процессов, способности абстрагироваться от объективных условий и существующих ограничений, формирует умение сосредоточиться на какой-либо узкой актуальной цели и т.д.

    В МА упор делается на количество  высказываемых идей, а не на  их качество.  Во время МА записывается любая идея независимо от того, насколько нелепой она может показаться на первый взгляд. На стадии генерирования идей критика полностью запрещена, поскольку, как правило, каждая идее полезна уже потому, что она стимулирует другие. Такая работа продолжается до тех пор, пока участники не исчерпают все свои идеи по рассматриваемому вопросу. В ходе МШ члены группы работают как мощные генераторы идей, ибо они не обременены необходимостью обосновывать свои предложения.

      После того как штурм закончился, высказанные идеи подвергаются оценке специалистов по решаемой проблеме (экспертов). Большинство из этих идей будет отвергнуто на основе здравого смысла и логики. Может оказаться так , что ни одна из высказанных идей не содержит приемлемого решения. Однако творческое мышление разработчиков систем, возможно, будет способно развить одну или несколько этих идей, чтобы получить приемлемое решение рассматриваемой проблемы. Свежий и непредвзятый взгляд человека, в голове которого рождаются свободные, ничем не ограниченные ассоциации, способен помочь решению проблемы в тех случаях, когда предлагаемое решение отлично от существующего, традиционного.

     В зависимости от принятых  правил и жесткости их выполнения  различают прямую мозговую атаку, метод обмена мнениями, методы типа комиссий, судов (в последнем случае создается две группы: одна группа вносит как можно больше предложений, а вторая старается максимально их раскритиковать). Мозговую атаку можно проводить в форме деловой игры, с применением тренировочной методики «стимулирования наблюдения», в соответствии с которой группа формирует представление о проблемной ситуации, а эксперту предлагается найти наиболее логичные способы решения проблемы. 

    На практике подобием сессии КГИ являются совещательные органы разного рода – конструктораты, директораты, заседания ученых и научных советов, специально создаваемые временные комиссии, комитеты «мозговые тресты», не опирающиеся на постоянный персонал, и т.п. 

  В реальных условиях достаточно трудно обеспечить жесткое выполнение требуемых правил, создать атмосферу мозговой атаки: на конструкторатах, директоратах, заседаниях советов мешает влияние должностной структуры организации; собрать специалистов на межведомственные комиссии трудно.

    Методы мозговой атаки применялись при разработке и реализации программ долгосрочных научных исследований НАТО, в военном прогнозировании [5, 6]. Однако уже в 60-е гг. XX в. из первостепенного метода источника идей и поиска кратчайшего пути решения проблемы МА превратилась во вспомогательное средство в методиках, использующих и другие методы анализа, и в настоящее время эти методы обычно используются  в качестве одного из элементов методик системного анализа в форме проведения обсуждений предложений или промежуточных результатов анализа, полученных с применением различных методов, на коллективных совещаниях типа мозговой атаки.   

   В.В. Ходырев

   Литература: 1. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для студентов вузов. – СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997. – С.130-132.  2. Ефимов В.М., Комаров В.Ф. Введение в управленческие имитационные игры. – М.: Наука, 1980.  3. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: Учебное пособие. – М.:Высш. школа, 1989. – 367 с.  4. Теория прогнозирования и принятия решений / Под ред. С.А.С а р к и -  с я н а . – М.: Высш. Школа, 1977.  – 351 с.  5. Холл А. Опыт методологии для системотехники. – М.: Сов.рдио, 1975.-448с.  6. Янч Э. Прогнозирование научно-технического прогресса. – М.:Прогресс, 1974. – 586с. 

   Морфологичекий подход. Термином морфология в биологии  и языкознании определяется  учение о внутренней структуре исследуемых систем (организмов, языков) или сама внутренняя структура этих систем.

   Идея морфологического способа  мышления восходит к Аристотелю и Платону, к известной средневековой модели Р.Луллия (с историей развития морфологического подхода можно познакомиться в [2,3]). Однако в систематизированном виде методы морфологического анализа сложных проблем были разработаны швейцарским астрономом (венгром по происхождению) Ф.Цвики [5,6], и долгое врем морфологический подход к исследованию и проектированию сложных систем был известен под названием метода Цвики.