Мивары: 25 лет создания искусственного интеллекта - [55]

Рисунок 76 – Внешний вид интерфейса с введенными условиями расчета

Для начала расчета пользователю предлагается ввести исходные данные и выбрать переменные, которые необходимо найти (см. рисунок 76). Для демонстрации были введены следующие параметры: P1 (Угол А) = 30 град, P2 (Угол В)=70 град, P4 (Сторона а)=5. Выделены следующие параметры для поиска: P8 (радиус вписанной окружности r), P15 (Высота На опущенная из угла А на сторону а), P21 (Биссектриса La угла а), P27 (расстояние от точки пересечения медианы стороны с до точки пересечения медиан).

По мере выполнения расчета программа в области "Текстовый вывод работы логики" отображает в текстовой форме все выполняемые действия по выбору правил для вычисления, сообщения о подключении к вычислению новых необходимых параметров, сообщения о найденных значениях параметров (рисунок 77).

Рисунок 77 – Внешний вид интерфейса после расчета.

Текстовое описание процесса расчета искомых параметров

Кроме этого по мере выполнения расчета программа в области «Графический вывод работы логики» отображает ту же информацию о ходе вычисления в графическом виде (рисунок 78).

Рисунок 78 – Внешний вид интерфейса после расчета.

Графическая иллюстрация процесса расчета искомых параметров.

6.5. Создание обучающей программы по физике с использованием миварного похода

6.5.1. Миварный подход к созданию обучающих систем

Современных студентов надо обучать перспективным информационным технологиям, которые в самом ближайшем времени вытеснят устаревшие. Миварный подход к созданию обучающих информационных систем отличается новизной и наглядностью может быть использован для закрепления студентами знаний в таких областях науки, как матрицы, теория графов, вычислительные процедуры, продукционный подход правил формата «если… то…» и программирование. Также создание именно обучающих систем поможет лучше проработать предметную область, например, физику падающего тела. Студентам старших курсов после изучения курса дискретной математики достаточно просто применять полученные знания и компетенции для решения новых задач по описанию различных предметных областей в формализме миварных логико-вычислительных сетей. Также очень важно, что миварные сети позволяют эволюционно развивать описаний предметных областей и за счет этого наращивать возможности алгоритма и переходить от решения простых задач к более сложным. В дальнейшем разработанные программы, алгоритмы, миварные пространства объектов и правил для различных предметных областей могут быть включены в состав Активной миварной интернет-энциклопедии. В качестве примера ниже приведены результаты работы студентов МАДИ.

6.5.2. Постановка задачи на разработку

Перед студентами стояла задача разработки алгоритма и написания программы, способной в реальном времени по заданным данным, найти множество неизвестных, но связанных с ними параметров. При этом заданы отдельные правила-отношения между различными параметрами-объектами. Например, при равноускоренном движении, зная перемещение тела, его начальную скорость и время в движении, мы можем найти ускорение. Таким образом, при проектировании систем мы избавляемся от дорогостоящих датчиков, в данном случае, акселерометра. Эта задача относится к классу задач логико-вычислительной обработки информации, создания экспертных систем (ЭС), систем поддержки принятия решений или ИППП.

6.5.3. Алгоритм и программа вычисления физических величин в области физики падающего тела на основе миварных сетей

На базе формализма миварных сетей разработан алгоритм вычисления физических величин в области физики падающего тела на основе потока входных данных или заданного множества известных параметров [63]. Этот алгоритм реализован в виде программы. Для наглядности программы при разработке была выбрана визуальная среда Delphi 7. Данная среда обладает как рядом преимуществ, так и рядом недостатков, но написания необходимой программы, наглядно иллюстрирующей работу алгоритма, её возможностей хватает [137].

В качестве предметной области программы выбран раздел физики, посвящённый свободному падению тела, хорошо знакомый каждому человеку по школьной программе. Введены следующие обозначения: x1 – начальная координата падающего тела; x2 – конечная координата падающего тела; h – высота падения; m – масса тела; a – ускорение тела; Ftr – сила трения; vn – начальная скорость тела; vk – конечная скорость тела; pn – начальный импульс тела; pk – конечный импульс тела; g – ускорение свободного падения тела. Для рассчета данных используется таблица (миварная матрица) соответствия параметров и правил [63], приведенная в таблице 2. В ней параметры находятся в столбцах, а в строках – конкретные правила. На их пересечении находится знак. Если это знак "х", то параметр является входным для этого правила, а если "у", то выходным. Например, необходимо найти ускорение. Для этого ищем в столбце "а" знак "у" и запоминаем строку. Далее в этой строке ищем знаки "х" – это необходимые для расчёта данные. Далее, подставляя в уравнение известные величины, находим значение необходимого параметра.