Модель 1. Продукционная система

На рис. 2 схематически представлены правила поведения робота.

Рис. 2. Правила поведения

Не будем пока обращать внимание на пунктирные связи. Они будут введены несколько позже.

Пусть значения всех входных сигналов (в том числе сигналов от датчиков) нормируются к значению на отрезке [0…1]. Будем описывать модель поведения в терминах коэффициентов определенности (КО), принятых в хорошо известной классической MYCIN-подобной продукционной модели. Подобного рода модели достаточно эффективно описывают поведение простых систем.

Обозначим априорный вес (значимость, приоритетность), приписанный правилу, через _R (КО правила). Тогда результирующий КО заключения определяется как произведение _R на КО посылки _c:

= _cR.

Будем считать, что механизм вычислений КО не использует биполярные шкалы (биполярные шкалы удобны в экспертных системах, но не обязательны в нашей задаче).

Итак, отрицание может определяться как обратная величина.

=1,.

операции логического И и ИЛИ сведутся к вычислению минимума и максимума соответственно, а с подтверждающими правилами (или подтверждающими посылками) поступаем естественным образом:

₁₂ = ₁+ _{2 12}

Таковым правилом в нашей схеме является, например, правило убегания от препятствия, которое имеет два подтверждающих условия:

Если «Потребность в самосохранении» и «Обнаружено препятствие», то «Убегать»

и Если «Потребность в комфортных условиях» и «Обнаружена опасность», то «Убегать».

Введение

эмоциональной составляющей. Следующий шаг заключается в том, что в приведенной схеме с каждым действием связывается некоторая потребность (пунктирные линии на схеме). Повторим, что рассматриваются сложные действия, комплексы, целые поведенческие акты. Их составляющие, в свою очередь, могут иметь дело с потребностями нижнего уровня.

Представим оценочную формулу (1.1) в следующем виде (3.1):

Э = П(И_с И_н). (3.1).

Здесь по-прежнему Э — эмоция; П — потребность, И_н — информация о средствах, необходимых для удовлетворения потребности, И_с — информация о ресурсах, которыми реально располагает робот.

Каждая вершина-действие характеризуется некоторой величиной активности a_i, (в терминах MYCIN-модели КО заключения), то есть в каждый момент времени существует вектор активности вершин действий.

.

где n — количество действий робота.

Величина a_i играет роль — оценки наличия существующих средств; величина И_н, характеризующая наличие необходимых средств для удовлетворения потребности, может быть определена как оценка посылки или условной части соответствующего правила.

Рассмотрим, например, правило для выполнения действия «Поедание пищи»:

Если «Потребность в пище»(П_п) и «Осязание пищи»(S_п), то «Поедание пищи»(a_n).

Или:

П_п и S_п a_n

Здесь величины «Потребность в пище» и «Осязание пищи» оцениваются значениями П_п, и S_п соответственно (КО посылок). Величина выходной активности правила a_n может быть определена как a_n= min (П_п, S_п)

Итак, a_n представляет собой прогностически необходимую активность действия, т. е. величину. Однако фактическая активность правила может не совпадать с a_n, так как робот (примем такое допущение) может выполнять лишь одно из нескольких действий в данный момент времени (скажем, либо убегать, либо питаться). В простейшем случае после формирования вектора A в нем выбирается элемент с максимальным значением a_k, т. е. робот выберет действие k. В этом случае формируется вектор фактических действий.

.

Здесь.

Тогда для каждого действия i определяется его эмоциональная оценка

Общее эмоциональное состояние робота Э определяется как.

То есть здесь эмоции действительно относятся, как было отмечено выше, ко всей текущей ситуации в целом. С другой стороны, величины Э_i носят характер «локальных», «частных» эмоций. Таким образом, к действиям привязаны как потребности, так и эмоциональные оценки.

Итак, мы получили механизм эмоциональной оценки состояния робота. Отметим особо, что здесь эмоции как таковые привязываются именно к действию, а не к потребностям. Повторим, что полученная схема позволяет лишь оценивать эмоциональное состояние системы, поэтому следующий вопрос заключается в том, как эмоции могут влиять на поведение робота.