Petre Tabarcea & Gheorghe Ghiur - Sisteme de inteligenta artificiala si roboti

PETREA TABARCEA GHEORGHE GHIUR
Sfrrtm
drc-Entd
qE@F

lntroducere
Apari{ia unor mijloace tehnice noi gi a tehnologiilor
de mare productivitate reprezintd o caracteristicl impor-
tantd a fiecdrei epoci din istoria civiliza{iei umane. Dacd
inventarea maEinii cu vapori a insemnat trecerea la pri-
ma revolulie tehnicd, etapd ce caracterizeazd tranzilia
de la era uneltelor la era masinilor, iar, spre finele se-
colului al XIX-lea, odatd cu aparilia motoarelor cu com-
bustie internd, cu extinderea energiei electrice gi afir-
marea industriei chimice, istoria omenirii a inregistrat
o noud revolulie tehnicd, revolulia energeticS, in prezent
ne gdsim ln plind revolufie a maginilor-creier, declan-
Eatd de automatizarea bazatd, pe tehnica electronicd, in-
troducerea gi proliferarea echipamentelor de calcul qi de
prelucrare a datelor in toate domeniile de activitate, cu
implicalii asupra cregterii considerabile a rrolumului qi
ritmului procese or industriale.
Analiza dezvoltdrii economice si sociale in multe din
{drile lumii atestd ponderea deosebitS a ramurilor indus-
triale noi, de inaltd tehnicitate gi in mod deosebit a elec-
tronicii, microelectronicii, automaticii Ei tehnicii de cal-
cul care de{in un rol deter"minant in afirmarea revolu-
liei gtiinlifice Ei tehnice conternporane.
In cadrul politicii Etiintifice de industrializare elabo-
rate de Partidul Comunist RomAn un scop primorrlial il
reprezintd ridicarea nivelului tehnic si calitativ al in-
tregii produclii rnateriale, afirmarea cu Ei mai rnare in-
tensitate a revoluliei gtiinlifice Ei tehnice contemporane,
creEterea cu prioritate a producliei de utilaje gi instalalii
tehnologice, construclii navale, industriale, electrotehnicd,

6 SIS'TEME DE INTELIGENTA ARTIFICIALA $I ROBOTI
magini-unelte, mecanici fin6. In acest sens tovariqul
Nicolae CeauEescu, secretar general al Partidului Comu-
nist Romdn, pregedintele Republicii Socialiste RomAnia,
ardta cd ,dispunem de o puiernicd bszd' umand, tehnicd
gi materiald. care ne permi'te sd ne angaidm in cercetarea
celor mni complexe Probleme.
Cercetarea- Ftiiniificd ;i tehnologicd trebuie sd por-
neascd, permanent d.e la concepfii,a reuolufionard, mate-
rialist-ilialecticd, d.e ta faptut cd, procesul cunoa;terii nu
s-s incheiat ;i nu se ua incheia ni,ciodatd', cd' eristd nu-
mai probleme necunoscute, dar care pot Ji descoyterite
;i, cunoscute." 1
' Pentru toate domeniile industriei noastre socialiste
electroriica si automatica, la care se adaugi tehnica de
calcul, consiituie principaleie elemente generatoare- de
progres tehnic, contribuind decisiv la creEterea-produc-
iivitalii muncii, Ia ridicarea calitdfii produselor, la jntro-
'ducerea in fabricalie a tehnologiilor noi, Ia perfec{io-
narea metodelor de conducere qi organizate a productiei.
Industria noastrd electronicd s-a dezvoltat in mod
accentuat in toate ramurile sale
- electronicd industri-
ali, sisteme electronice de calcul, echipamente de testare
gi misur6, comunica{ii qi corrlponente electronice, bunuri
de larg consum
-,
multe din realizdrile ultimilor ani,
printrd care televizoarele alb-negru qi color, radiorecep-
toarele portabile, minicalculatoarele din familiile INDE-
PENDENT Ei CORAL, echipamentele periferice Ei termi-
nale, sisternele de receplie a imaginilor meteorologice de
la satelilii METEOSAT, echipamentele de transmisie a
datelor, aparatura de misurd tensometrici etc., fiind cu-
noscute qi apreciate nu nu,Inai de beneficiarii din {ari,
,ci Ei de cei de peste hotare.
Consfin{ind rolul electronicii qi informaticii in inde-
plinirea dezideratului ca deceniui 1981-1990 sd devind
deceniul Etiinfei, tehnicii, calit5lii qi eficienlei, Legea
-PIa-
nului naiional unic de dezvoltare economico-social6 a
Republicii Socialiste RornAnia pq perioada 1986-1990,
ela'borat5 in spiritul Directivelor Congresului al XIII-lea
i Nicolae CeauEescu, Cuuintare la Congresul
odtAmhttului, Editura PoliticS, Bucureqti, 1985' p.
aI partidului, precizeazd, cE industria electronici va pd-
tmnde masiv in intreaga activitate economico-sociald fiind
orientati cu precddere spre dezvoltarea producliei de com-
ponente electronice, mijloace de automlizare, echipamen-
te de electronicd industriald qi profesionali. In domeniul
mijloacelor tehnicii de calcul electronice, cregterea produc-
liei se va realiza lnde,osebi prin asimilarea de noi mini-
calculatoare pentru conducerea proceselor industriale si
a unor tipuri evoluate de echipamente periferice. por-
nind de la aceste sarcini deosebit de irnportante, progra-
yul fe cercetare gtiin[iJicd, dezuoltare lehnologicii 61 d.e
introducere a progresului tehni,c in perioad.a 1986_1990,
document adoptat de Congresul Etiin{ei Ei invdldmintu-
lui, acordd o rnare atenlie dezvoltirii in continuare a
electronicii, intensificdrii activitdlii de cercetare in acest
domeniu. Denumitd ramuri de inaltd tehnicitate, gene-
ratoare de progres tehnic, industria electronicd va lnre_
gistra in acest cincinal o creqtere de 7,74 ori. Aplicarea
largi a sistemelor tehnice de calcul, informaticii, apara-
turii de mdsurd gi control in toate ramurile economiei
noastre nalionale va contribui la infdptuirea prograrnelor
de-.creEtere mai accerrtuatd a productiviti{ii m"uncii, la,
ridicarea 9a^litetii qi fiabilitdlii produselor.
-
prin asigu_
rarea unui flux de fabricalie cu creEterea gradului de ti-
pizare de Ia 550/0, in prezent, la 900/s, in inul 1990 _ si
la reducerea consurnurilor specifice de materiale cu
10-200/0.
ln domeniul componentelor electronice, de exernplu,.
cercet-area Etiinlifici va avea in atenlie asigurarea produ_
cerii de circuite integrate pe scard largd, Iranzistoire de
putere Ei co,rnuta{ie, componente piezoelectrice, filtre cu
cuarf termostabilizate, componente optoelectronice, dez_
voltindu-se in perioada 1986-1990, prin forle pioprii,
peste 100 de tehnologii de nivel tehnic mondial riaicat-
In prezent progresul microelectronicii este deosebit de
amplu, intrucit circuitele integrate reprezintd o noud.r
treaptd in evolulia elmtronicii, ele realizfnd nu numai
f.g5rcfii foarte complexe, ci fiind 9i purtdtoare de inteli-
genfi sub formd de programe de calculator executabile.
sau memorate. Electronica a evoluat spre aga_numita,

I
1
INTRODUCERE
'l.;
I
I
1
qtiinlei. ;i in-
9.

8 SISTEME DE INTELIGENTA ARTIFICIALA $I ROBOTI
electronicd func{ionald, care a intrat in noi raporturi cu
omul, cu societatea.
Preocupdrile qi eforturile constante ale unor cercuri
Iargi de specialigti romdni sint orientate tocmai in aceas-
td direclie, pentru proiectarea qi realizarea unor pro-
duse de nivel tehnic ridicat care sd rSspundd cerinlelor
tot mai diverse ale utilizatorilor din toate domeniile ac-
tivitSlii economice gi sociale, de la industrie Ei agricul-
turd, construcfii qi transporturi, pind la medicind, edu-
calie, qtiinld qi culturS.
Conducerea proceselor industriale cu calculatoare elec-
tronice din familia FELIX, minicalculatoare Ei microcal-
culatoare performante
-
I 102 l', M 18, CORAL 4030--
reprezintd una din principalele utilizdri ale sistemelor
electronice de calcul produse in lara noastrS' cu aplica-
lii in intreprinderi qi institute de cercetare din metalur-
gie, siderurgie, construclii de ma ini, chimie, industria
uqoari gi aiimentarl etc., determinind, alituri de aI{i fac-
tori, creEterea gradului de organizare Ei a eficienlei pro-
duc{iei.
Proiectarea asistatii de calculator a devenit un mij-
loc avansat de realizare a unor economii importante de
materii prime qi materiale, energie qi cornbustibil incd
din fazele de gindire qi concep{ie a viitoarelor produse,
de simplificare a muncii omului pentru indeplinirea obiec-
tivelor complexe referitoare 1a dezvoltarea multilaterald
a fdrii. Sistemele pentru proiectarea asistatb de calcula-
tor a circuitelor imprimate, a SDV-urilor' precurn Ei cele
determinante pentru atingerea calitdlii irnpuse produse-
lor destinate pielei interne qi exportului sint exemple
semnificative in acest sens.
Aldturi de alte domenii, medicina se bucuri de aten-
lia speciatiqtilor romAni in electronicd Ei tehnici de- c1|-
cul, pentru acest sector de activitate fiind in curs de fi-
naliz^are echipamrente de analizi 9i rnonitorizare capabile
sd proceseze in timp real o rnare cantitate de informafli
in vederea ludrii unor decizii rapide Ei exacte in lupta
cu secundele pentru salvarea vielii omului.
Alte sisteme de cel mai inalt nivel tehnic sint des-
tinate supravegherii traficului rutier, optirnizdrii consu-
mului de-carburant de cStre autoturisme, transmisiilor de
'1
I
N
1
l
I

I
i
INTRODUCERE
date; comunicaliilor Ei telecomunicaliilor inclusiv prin
sateliti, recepliondrii informatiilor de la sateli{i etc., in
aplicalii care permit extinderea permanenti a limitelor
cunoasterii urnane.
Diversificarea accentuatd a produselor electronice, ba-
zatd pe microminiaturizare gi integrare, robotizare gi in-
troducerea inteligen{ei artificiale Ei a sistemelor-expert
conduce Ja un impact puternic asupra tuturor domeniilor
vie{ii economice si'so'ciale, care transformd radical viala
iroastrd de zi cu zi. O simplS enumerare a unora dintre
aplicaliile cele mai noi ale electronicii, tehnicii de calcul
gi microelectronicii deschide o perspectivd nebdnuitd
chiar qi speciaiiqtilor in m.aterie : sisteme de relele de
calculatoare electronice interconectate ; accesul direct al
persoanelor Ia relele de date prin linii telefonice obis-
nuite ; sisteme interactive de inforrnatii Ia domiciliu fo-
Iosind televizorul ; tr.aducerea automatd a textelor ; diag-
nosticarea cu ajutorul calculatorului, in medicini ; con-
sultalii rnedicale la domiciliu prin calculator electronic ;
sisteme electronice pentru educalie ; administralia f6rd
hirtie, prin utilizarea largd a calculatoarelor ; poqta
electronicd etc.
Dezvoltarea electronicii si tehnicii de calcul, a com-
ponentelor electronice qi roboticii va influenla toate ra-
murile economiei nalionale, va reprezenta suportul trans-
formdrii considerabile a structurilor industriale ale aces-
tora, in conformitate cu cerin{ele noii revolulii Etiinlifice
gi tehnice. Tehnica de calcul, semiconductoarele, robo{ii
industriali Ei echipamentele de telecornunicalii sint con-
siderate pretutindeni factori hotdritori ai dezvoltdrii eco-
nomice, determinind ridicarea continud a performan{e-
lor produselor, cre,gterea productivitdlii muncii, reduce-
rea consumurilor energetice gi de materii prime.
In acest contexl lucrarea
-
structuratd pe patru ca-
pitole
- cuprinde un spectru J.arg de aspecte pu{in evi-
den{iate sau insuficient tratate in literatura de speciali-
tate din lara noastrd privind pro lematica inteligenlei
artificiale, a sisternelor-expert El a robo{ilor.
ln prima parte a lucrdrii sint analizate cele mai sern-
nificative aspecte referitoare la inteligenla artificiald, la
raportul ei cu inteligenla naturald a omului, insistin-

du-se in special asupra tehnologiei inteligen{ei artificiale
qi programelor de inteligenli artificiald cu utilizdrile lor-
Intrucit evoiulia Ei revolulia in informaticd depind de
lirnbajele de programare qi de complexitatea pro-
gramelor informatice sint ilustrate principalele caracte-
iistici ale programelor de inteligenfa artificialS, a cdror
aparitie aie s-emnificalia unui salt revolufionar. In a
doua secliune a lucrdrii atenlia este indreptati spre
studiul sistemelor-expert qi al robolilor, relevindu-se
multitudinea aplicaliilor acestora. Din examinarea gene-
raliilor de roboli, a raportului acestor dispozitive com-
plexe cu omul se poate desprinde concluzia potrivit c6-
reia asemenea tehnologii ;i utilaje permit constituirea
unei gtiinle a produc{iei in care formalizarea Ei implicit
automatizarea proceselor de produclie sd poatd fi cit rnai
avansate.
Chiar <iacd spaliul nu. a permis o abordare exhaus-
tivd a fiecirui aspect circuirnscris domeniilor menlionate,
bibliografia va conduce cititorul interesat cdtre acele lu-
crdri in care elementele prezentate in aceastd carte sint
tratate in detaliu.
Elaborind acest volum autorii igi exprimd convinge-
rea cd el va fi util unui numdr mare de cititori, electro-
nigti, automaticieni, specialiEti in tehnica de calcul, in-
formaticieni, studen{i din cadrul institutelor de profil
sau elevi, tuturor cel.or imp'licafi, pasionali sau numai
interesali ln dezvoltarea electronicii, informaticii qi auto-
matizdrir
-
domenii de maximd impoftanld pentru pro-
gresul tehnico-Etiinfific.
lnteligenla artificialI
1.1. CONCEPTUL DE INTELIGENTA
fieffiKtA ARriFrcrALA
$I INTELIGENTA NATURALA.
INGINERIA CUNOA$TERII
Preocuparea specialigtilor de a clrea programe pentru
calculatoare electronice,rinteligente((
- sisterne care
prezintd caracteristici asociate cu inteligenla umand (in-
lelegerea vorbirii, invdfarea, judecata qi rezolvarea pro-
biemelor)
-, element la care cu siguranld putem in-
suma salturile produse in electronic6 gi informaticd, in
domeniul sistemelor electronice de calcul sub impactul
noii revolulii gtiinlifice qi tehnice a condus la aparilia
unui domeniu interdisciplinar, cu aplicalii practice neb6-
nuite sub denumirea genericd de inteligen[d" artiticiald.
Mai limitatd pentru inceput, inteligen{a artificiald
(AI
-
Artificial Intelligence) a devenit o realitate, ba-
zindu-se pe posibilitatea pe care o au calculatoarele elec-
tronice de a,admite programe cu caracter de inteligenfd,
de a prelucra date in conformitate cu aceste programe.
Inteligenla artificialS se reduce Ia anurnite tipuri de pro-
grame de prelucrare a simbolurilor, ceea ce ne aratd cd
AI este o proprietate a unor structuri informa{ionale di-
namice, care, in principiu, se pot desfdEura pe o struc-
turd de neuroni sau intr-un set de module nervoase, in-
tr-un sistem electronic de calcul ori pe o plachetd de si-
liciu atunci cind calculatorul se reduce la o singurd
structurd.
Existi numeroase detinifii ale conceptului de inteii-
genfd artificiali. N. Findler, cercetitor cunoscut in acest
domeniu, arati cd ,run sistem este considerat a avea pro-

prietatea de inteligente, pe baza observirii comportirii
iistemului, dacd se poate adapta singur la noi situafii,
are capacitatea de a raliona, de a intelege legdturile din-
tre fapte, de a descoperi in{.elesuri qi de a recunoagte ade-
vdrul. De asemenea, ne aqteptim ca un sistem inteligent
sd invele ; cu alte cuvinte, sdSi imbundtSfeascd nivelul
performanlelor pe baza experienlei trecute" 1. DupI cum
remarcd Mihai Erdginescu, in defini{ia de mai sus nu
se spune nimic despre creatie. ,rPentru inteligen{d, in sen-
sul definiliei amintite, lumea este datd, inteligenlei nu-i
rSmine decit s-o cunoasci, sd determine adevdrul qi sd
aclioneze in conformitate cu cunoaEterea pe care o ob-
{ine( 2.
Un alt cercetdtor al conceptului, Patrick Winston,
apreciazi cd inteligenla are anumite atribute
-
proprie-
tdlile de a ra{iona, de a asimila, ob{ine Ei aplica cunoaq-
tere, de a manipula qi cornunica idei ; o definilie este
totuEi dificild, intrucit ,,inteligenfa apare a fi un amal-
gann cu foarte multe proprietdli de reprezentare qi pre-
lucrare a informafiei( 3.
ln sens, nestfips, AI este un program de calcul a.
Aceastd afirmalie se bazeaz6. pe faptul cd atit progra-
mele, cit Ei calculatoarele electronice au proprietatea de
a reprezenta situaliile cele mai diferite prin simboluri
gi operafii logice.
Este important de a releva deosebirea existenti intre
inteligenla artificialS qi inteligenfa naturald, deosebire pe
care qtiin{a ar putea s-o confirme sau s-o infirme in vi-
itor. $i in acest dorneniu pSrerile specialigtilor sint lm-
pdrfite. De exemplu, Patrick Winston,'care considerd ci
inteligen{a artificiall este identicd cu cea naturald se in-
treabd ,,Ce poate sd insemne cind spunem cd un calcu-
r Findler, N. V. Artrficial Intelligence, in EncEclopedia o{
Computer Science, New York, PetrocelliiCharter, 1976, p. 106-
116.
2 Drdganescu, M., A doua reuolu{ie industriald. Iulicroetec-
tronica, autornatica, informatica
- factori determinamgi, Editura
Tehnicd, BucureEti, 1980, p. 20.
3 Winston, P., Artificial Intel'ligence, Addison-Wesley PubIIsh-
ing Co., Reading: Nfassachussets, 1977, p. 1.
a.Drigdnescu, M., Op. clt., p. 22,
lator a inleles ceva ? Este oare suficient ce acest calcu-
lator ne oier6 un rdspuns inteligent ?s 5. Desigur, nu este
suficient, intrucit atit la otrn, ca qi la animal, se observi
c6, spre deosebire de tot ceea ce aparfine domeniului in-
teiigenlei artificiale, mai apare fenomenul de conqtienfd
- o realitate obiectivd. Aqadar, inteligenla naturale este
inteligenla artificiald Ia care se adaugd un element care
semnifici influenla congtien{ei asupra inteligenfei omu-
lui.
O problemd importantd in domeniul AI este cea a
limbajului 6. Un program de AI infelege realitatea, pen-
tru un domeniu limitat aI realitdlii. Intre ac{iuni qi lim-
baj existd o strinsd legdturd, dar in spatele acestor doud
,nofiuni se afli un program Ei numeroase sim,boluri. Pro-
gramul este cel care vorbeqte corect din punct de v-edere
gramaticai intr-un univers restrins ce impune foarte
tulte constringeri limbajuiui. In consecinld, semantica'/
.este mult simplificatd.
In domeniul AI se incearc5, in ceea ce priveqte lim-
bajul, introducerea unot str-ucturi mai^profunde cu aju-
torul reprezentdrii prin cadre (frames) I' Aceste frarne
-
,rur fef de fiEet'e
-- cuprind cuvinte, dar in locul cu-
,rintelor putem avea orice sirnboluri sau orice stiri. Cu-
vintele din frame corespund unor noliuni sau unor ac-
INTBLIGENTA ARTIFICIALA
. s Winston, P., Op. cit., p. 22.
6 Mijloc de transmiterb a informaliei intre membrii unei
categorii de indivizi, caracterlzat, ln general, prin, formele sale
de reprezentare a informaliei, impreund cu regulile de organi-
tare i acestor forme, prin ,,in!elesu1", semnificalia asociatd for-
melor respectlve, impieund cu regulile de constituire a in{e-
lesului unbr forme de reprezentare pe baza ,,1nlelesurilor" com-
ponentelor Ei, eventuai, prin modul in care limbajul ur-meaz5
; fi folosit
'de
cdtre diferili indivizi (v. Dic[ionar de intotma-
,l.icd, Editura $tlinlifici qi Enciclopedicd, Bucuregti, 1981' p. 192).
7 Set de reguli ce determind ,,in!elesul", semnificalia propo-
ziliilor intr-un limbaj. Este vorba, in esen!5, de_ reguii- de eva-
luare a acestor propozifii in terrrienii unor mul{imi de valori
bine cunoscute celor ce folosesc limbajul respectiv'
B Zone transversale din banda magneticd pe care se poate
inregrstra un caracter (7-9 biti). In unele lucrdri de specialitate
(v. Drdginescu, M., Op. cit., p. 24) in locul termenului de codre
este folosit ceL de frame.
e Drdgdnescu, lvl, op. cit, p. 24.
r3
t'
)
1

INTELIGENTA ARTIFICIALA 15
14 SISTEME DE INTELIGBNTA ARTIFICIALA $i ROBOTI
fiuni, legdturile dintre acestea constituind un sistem de
frame ca"re reflectd o cunoaEtere 10 dintr-un punct de ve-
dere. In domeniul AI problema limbajului natural nu
este incd solu{io,nati. De aceea mul{i speciaiigti apreciazd
cd clarificarea limbajului natural reprezinti problema
centrald a inteligen{ei artificiale.
Concluzionind, ,,inteligenta artificialS pare a fi o pro-
prietate a structurilor informalionale dinamice, constru-
ite din simboluri, indiferent de forma Ei suportul lor fi-
zic, implicind ordonarea sintactici a simbolurilor qi o
semanticd de ordinul I, caracterizatd prin recep{ionarea
de informalii externe ei, pe plan pur informa{ional sau
in raport cu o realitate mater:.iali (substanfiald), prin con-
struirea de modele proprii qi cunoagtere asupra acesteia,
inclusiv de comunicare citre aceasta('11.
In ultimii 30 de ani evolulia tehnicilor de inteligen{d
artificiali a impu:s abordarea unei tematici variate pen-
tru rezolvarea unor probleme legate de jocurile de qah
sau dame pind la sistemele-expert utilizate in toate ra-
murile vielii economice gi sociale. in acest sens s-au dez-
voltat noi modalitSli de lucru prin investigarea refelei
sau structurii arborescente a stdriior consecutive g€n€:
rate de sisteme.
Principiile stabilite pentru programele inteligente au
dat nagtere ingineriei cunoaEterii, care deschide o noud
perspectivd capacitSlii creatoare a minlii omului. in ta-
belul 1.1 este ilustratd o comparalie sugestivd intre teh-
nica prelucrdrii datelor folositi in prezent Ei ingineria
cunoaqterii.
In Jara noastrd preocupdrile pentru dezvoltarea acti-
vitdfilor legate de inteligenta artificiali au permis for-
marea unor colective puternice
- in principal in cerce-
tare Ei invdldmint
-
care au reugit si concretizeze in
1o Categorie filozoficd tratind
modeiul general, de principiu, al
forma{ionale a lumii obiective de
1l Drdginescu, M., Op. cit., p.
relaliile dintre subiect gi obiect'
asimildrii Ei reconstruc{iei in-
cdtre subiect,
2tr.
TABELUL 1.1. Compara{ie intre prelucrarea datelor
qi ingineria cunoaqterii
Caracteristici Prelucrarea datelor
lnginoria
cunoagterii
Entitdti specifice
Modul de reprezentare
Tipul procesului
Manipuldrea efectivd
Date
Algoritmic
Cicluri repetitive
Baze de date
Cunoqtinle
Euristic
Inferente
Baze de cunogtinfe
aplicalii practice -' Iimbaje noi sau
ex-pert
- Iucrdrile de Pionierat
romAni.
extinse gi sisteme-
ale unor specialiEti
1.2. EVOLUTIA INTELIGENTEI
'ARTIFICiALE
Inteligenla artificialS s-a constituit in ultimele trei
decerrii ca un domeniu interdisciplinar cu aplica{ii prac-
tice importante in care iEi aduc contribulia specialiEti
cu profesii Ei preocupdri diferite
- electroniEti, automa-
ticieni, ciberneticieni, matematicieni, psihologi, iingviEti'
filozofi etc. in alte sfere de activitate
-
medicinS, chi-
mie, biologie, geologie etc.
-
inteligenla artificialS se im-
pune sub forma sistemelor-expert pentru stabilirea diag-
nosticelor, interpretarea dateLor, prelucrarea simbolici
etc. prin tehnici de deduclie-inferenld 9i modele simbo-
1ice.
,Inteligenla artificialii s-a ndscut din dorinla de a ela-
bora un program de Eah care sd joace foarte bine. Dan
forla motrice a acestei discipline igi are oniginea ln am-
bilii cu mult mai mari
-
realizarea unei inteligenle
de uz general, a unei minli artificiale. La inceputul ani-
lor '50 speran{ele specialiEtilor in rezolvarea problemei
menlionate au crescut odatd cu aparilia 9i proliferarea
ealculatoarelor electronice.

Realizarea AI se baza pe conceptul de program
- un
set ordonat de proceduri .- folosit de Alan Turing, John
von Neumahn, Norbert Wiener qi Claude Shannon pen-
tru a descrie mecanisme care si poatd permite maqini-
lcr sd facd primii pagi pentru a juca Eah sau sd-gi ma-
nifeste ,,inteligen{a(( in alt mod.
Pentru evolulia inteligenlei artificiale se considerd cd
au jucat un rol deosebit logica matematicd qi ideile dez-
voltate in anii '30 qi '40 despre calculatoare. Sistemele Ic-
gice prezentate in perioada menlionati au demonstrat cd
unele aspecte ale gindirii pot fi formalizate intr-un ca-
dru foarte simplu ; logica matematicd a continuat sd
se afle la baza investigdrii inteligenlei artificiale, avin-
du-se in vedere cd sistemele logico-deductive au fost im-
plementate cu succes in structura calculatoarelor elec-
tlonice.
Datoritd lui Cirurch, Turing Ei allii, ideile despre teh-
nica de calcul au stabilit legitura dintre formalismul gin-
dirii gi calculatorul electronic. Un rol esenlial l-a avuto
in acest cadr:u, conceptul de prelucrare simbolicd. Dar,
chiar inainte de inventarea calculatoarelor digitale,
Church qi Turing au constatat cd numerele nu reprezintd
totul pentru operaliile maternatice, fiind doar un mod
de interpretare a stirilor interne ale maginii. Turing"
considerat intemeietorul inteligenlei artificiale,'a argu-
mqntat
-
pe baza modelului sdu simplu qi universal
de evaluare a calculelo,r
- cd mecanismul folosit poate
fi inleles ca avind o comportare inteligenta.
Nu s-a putut fixa cu precizie o datd incepind cu care
putem vorbi efectiv de AI, dar mulli specialiqti utilizeazd.
ca punct de referin{5 vara anului 1956, cind a avut loc o
conferinld Ia Dortmouth College. Pini atunci au existat
lucrdri teoretice dar scrise de oameni care au creat re-
lativ izolat. La Dortmouth au venit oameni care au fi-
cut practic primii paqi pentru transformarea ideilor in
atuuri puternice in favoarea maEinii inteligente.
Termenul de inteligenld artiiiciali a fost inventat de
John McCarthy, de la colegiul amintit, intr-o perioadd
cind existau putini cercetitori care investigau c4ile prin
care rnaEinile ar fi putut fi astfel realizate incit si re-
producd procese similare celor din creierul uman. Con-
INTELIGENTA ARTIFICIALA
ferin{a din 1956 a reprezentat inceputul inteligenfei
artificale ca domeniu separat al tehnicii de calcul. Pro-
punerea lui McCarthy de organizare a unei intil:riri intre
pufinii cercetdtori interesali in domeniu avea menirea
de a deschide cf,i de comunicare intre aceEtia. Printre
surprizele conferinlei s-a numirat qi prezentarea unor
lucrdri ale lui Allen New'ell Ei Herbert A. Si'mon care
au descris primul program, Logic Tl;eorist, pt'-ntru
calculatoare utilizate ca procesoare simbolice, de fapt
pri,mul program de inteligenld artificialS. lmpreuni cu
J. C. Sharv, cei doi au creat limbajul de prelucrare a in-
formaliilor, IPL (Information Processing Language), ca-
pabil si modeleze posibilitSlile umane simple de rezol-
vare a problemelor.
Printre invitali s-a numdrat gi Marvin Minsky de Ia
MIT (Massachusetts .Institute of ?echnology)
- Cam-
bridge, care lucrase anterior cu Claude Shannon de la
BelI Laboratories, preocupindu-se in mod deosebit de pro-
, gramarea euristici. McCarthy este creatorul limbajuiui
de programare LISP (L/St Processing) care gi in prezent
este unul din instrumentele de lucru favorite ale cerce-
tdtorilor.
In continuare lucrurile s-au precipitat, iar numdrul
cercetitorilor in domeniul inteligenlei artificiale a crescut
contirauu. Lg mijlocul anilor '60 existau laboratoare spe-
cializate, dintre care amintim pe cel de la Carnegie MeI-
Ion
- condus de Alan Newell gi Herbert Simon
-, MIT
- condus de Marvin Minsky Ei Seyinour Papert
-
qi
Stanford i- condus de John McCarthy.
Incercdrile intreprinse pentru realizarea unei progra-
mdri mai directe au condus la definirea, in anul 1970, a
limbajului PROLOG (PROgramlning in LOGic) de cdtre
. Alain Colmerauer Ei un grup de cercetdtori de la Uni-
versitatea din Marsiiia (Fran{a). Mai tirziu, David Warren
'gi Fernando Pereira de la Universitatea din Edinburgh
(Sco!ia) I-au dezvoltat, limbajul impunindu-se practic ln
Europa. Un salt spectaculos s-a produs abia cind s-a aflat
cI proiectul de realizare a calculatorului din generafia a
cincea
- anun{at de finme din Japonia
- se bazeazd. pe
PROLOG. Acest lirnbaj a dat o noud formd metodelor
L7

18 SISTEME DE IN'IELIGENTA ARTIFICIALA $I ROBOTI
mai vechi de reprezentare a cunoEtinlelor
- logica fo1-
mald. Programatorii au creat declaralii sau propozilii, de
fapt declaralii formale asupra unor fapte logice qi rela{ii
intre obiecte. La fel curn LISP trateazl datele Ei proce-
durile executabile ca func$ii, PROLOG considerd datele
qi cunogtinfele ca relafii.
intre limbajele PROLOG 9i LISP existi deosebiri da-
torate modului diferit de program logici qi, res-
pectiv, funclional[
-
astfel incit prirnul poate fi consi-
derat o extensie a celui de-a1 doilea.
La inceputul anilor '70 inteligenla artificialS avea toate
caracteristicile unui domeniu deja bine fundamentat
-congrese internafionale, reviste, cirli Ei cursuri la majo-
ritatea universitSlilor etc. ln aceastl perioadl la Stanford,
su,b coordonarea lui Edward Feigenbaum, a fost dezvoltat
primu,l sistem-expert
-
numit DENERAL
-
pentru ana-
Iize chimice, stabilindu-se o direc{ie clari pentru evolu-
lia sistemelor de inteligenli artificiald.
Existi multe definilii pentru inteligenla artificiaii,
degi nici una nu a fost acceptatS unanim ; intre formele
abstracte ca ,rprelucrarea informatiilor simbolice cum ar
fi conceptele, cunogtin{ele qi reialiile( gi cele determi-
niste
- ,,studiul tehnicilor pentru rezolvarea probleme-
lor exponenliale in timp polinomial(t
-, mai completi qi
mai uqor de inleles poate fi considerati urmdtoarea defi-
nilie: inteligen{a artificiald este acea parte a tehnicii de
calcul implicatd in proiectarea sisternelor de calculatoare
inteligente, adicd a sistemelor care prezinti caracteristici
asociate cu inteligenla umani
- inlelegerea vorbirii, in-
vdfarea, judecata qi rezolvarea problernelor.
Istoria inteligenlei artificiale a stat multd vreme sub
semnul cercetirilor tipsite de apdicatii practice deosebite.
Aceastd stare de lucruri s-a schimbat in urltimii ani, de-
oarece, pe de o parte, existd pr"obl"eme irnportante de re-
zolvat cbre sint prea complexe pentru tehnica de calcul
eonvenfionali, iar, pe de altd parte, faptul ce se pot
obline puteri mdrite de calcu1 la preturi din ce in ce mai
reduse a deschis cirnp larg de ac iune siste,melor practice.
, Scopul declarat aI cercetdtorilor este realizarea siste-
melor de calculatoare care sd depiEeascd posibilitdlile gin-
dirii. Degi cercetirile continu5, in prezent s-au 'atins
obiectivele stabilite pentru apticalii cu caracter limitat'
bine definite, cum ai fi in domeniul sistemeLor bazate pe
cunoqtinle qi al sistemelor cu limbaje .naturale restrinse
la o iehnologie specificS. S-au constituit pestg 50 de sis-
teme bazate pe cunogtinle, dintre care cele mai importante
se prezinti in tabelui 1.2.
TABELUL 1.2. Sisteme bazate pe cunoqtin{e
Numele Functia sistemului Firma producetoare
ACE
ADA-Tutor
Airplan
Dendral
Dip Meter
Advisor
Drilling
Advisor
Expert-Ease
Explorer
Induceplant
IPP
cATS-1
Macsyma
Molgen
Mycin
Oncocin
Prospector
Puff
SLtP
Mentenabilitatea cablurilor AT &T BelI Labs.
telefonice
lnvdlarea programdrii Ada Qomputer
Thought
Decolarea Ei aterizarea
avioanelor
Analiza in spectrometria de
masA
Analiza zdcdmintelor de
U. S. Navy
Universitatea
Stanford
petrol Schlumberger
Ltd.
Diagnosticarea fordrii petroluiui Teknowledge
Luarea deciziilor
- calculatbalq Export Software
IBM_pC International
Ltd.
Interlata utiiizatorului la pro- Cognitive
grame geologice complexe
-
$-rstems
biagno.tica.ea boliloi la soia U- niversitatea
din Illinois
ln{elegerea Etirilor Universitatea
Yale
Depanarea locomotivelor General Electric
Rezolvarea formuLelor MIT
matematice
Experimentdri in biologia Univ-ersitatea
moieculard Stanford
Diagnosticarea bolilor sanguine Universitatea
Stanford
Tratamentul bolii Hodgkins Universitatea
Stanford
Exploatareazdcdmintelorde SRI Internationa!
minereuri
Diagnosticarea maladiilor Universitatea
pulmonare Stanford
Efectuarea operafiilor matema- Inference Corp.'
tice simbolice

20 SISTEME DE INTELIGENTA ARTIFICIALA SI ROBOTI
TABELUL 1.3. Sisteme de limbaje naturale
NuEete Functia sistemului Firma producetoare
X-CON
X-SEL
Stabilirea configuraliei calcula- Universitatea
toarelor pentru fabricalie Carnegie Mellon
Stabilirea configuratiei calcula-
toarelor pentru cornerciantri DEC
Traducere interactivd
Sistem de management al bazei
de date cu limbaj natural
Prelucrarea textelor in. limbaj
natural
Interfatd cu sistcme de mana-
gement'al bazei de date cu lim-
baj natural
Traducerea automatd a lirnba-
bajelor
de date cu limbaj natural
Interfald in limbaj natural Pen-
tru baze de cunoEtin{e
tru calculatoare Personale
tru sisteme de prelucrare a cu-
vintelor
Mecanism de acces cu Iimbaj
natural la sisteme de manage-
ment aI bazei de date
de date cu iimbaj natural Pen-
tru VAX-Oracle
'Iraducerea semiautomate
Interla!5 de uz general la sis-
teme de management al bazei
de date
Supernatural Interfatd cu limbaj natural pen-
- tru prelucrarea informaliiior
Alps
A$k
Epistle
Intellect
Logos
Natural
Link
PearL
Savvy
Straight
Talk
Team
Thernis
Weidr.rer
Systere
llam-Ans
Alps Inc.
CaLtech
IBM
AI Corp.
Logos Computer
System Inc.
Texas Instruments
Cognitive
Systems Inc.
Excalibur
Technologies
Corp.
Dictaphone Corp.
SRI International
Frey Associates
''r' ", i' l,
Weidner Commu-
nication Corp.
Universitatea
Hamburg
Microdata
Sistemele care folosesc limbaje naturale asigure inter-
fala intre o persoane qi un progradn complex de calcula-
toi prin utiiizarea linnbii vorbite. Au fost dezvoltate
citeva programe care utilizeazi limbaie naturale pelhu
asiguraiea unei interfele utilizator - baze de date'
De"fapt, prima aplicalie practica de inteligentd artificial[
a fost o aEemenea interfati cu sisterne de managament
aI bazelor de date, organizate pe calculatoare IBM, cu-
nosctrtd sub numele Intellect.
Cercetdrile in domeniul evaludrii asistate de calcula-
tor a limbajelor naturale au o istorie proprie care incepe
in anii '50, odatl cu ini{ierea primelor programe de tra-
ducere automatd. Primele incerclri se bazau pe gesirea
sinonimelor qi expresiilor idiomatice fere a se tine seama
de context, ceea ce a condus la rezultate slabe.
Una dintre cele mai vechi tehnici de inteligenfi arti-
ficiald pentru crearea maEinii inteligente este cunoscute
sub numel e de erarninarea spatiutui stdrilor
"
ea, se ba-
zeazd, pe trecerea in revistd a tuturor stdrilor posibile in
care se poate afla un sistern Ei pe descrierea fazelor in-
termediare de trecere de Ia faza ini{iall Ia cea final6'
Aceastd aproximalie a fost folositi in situalii bine deJi-
nite, cum ar fi jocul de Eah. Claude Shannon, intemeie-
torul teoriei inforrnatiei, a calculat in anul 1950 ce un
progrqm de gah are 10120 muteri pentru o partidd, daci
ie iau in considerare toate posibiliteflle, ceea ce ar in-
semna un timp de joc practic infinit. Concluziile des*
prinse au condus Ia diversificarea metodelor folosite si
ia dezyoltarea rapidd a sistemelor de limbaje naturale
(tabelul 1.3.).
Ca Ei in celelalte disciplihe Etiinfifice, inteligen{a arti-
ficialS include citeva arii distincte de cercetare, fiecare
cu interese, tehnici gi terminologii specifice ; astfel, pot
fi identificate urmitoarele domenii : inlelegerea vorbiriir
sisteme vizuale, mijloace Ei limbaje de programal:e' rl
zolvarea problemelor, progralnarea autornati etc' In cele
ce urmeaie se prezintd unele dintre aceste arii de inte-
res, cu precizarea ce nu este posibili separarea 1or, ma-
ioritatea cercetetorilor fiind irnpliclti practic in toate
aspectele privind inteligenla artificialS.
'Elaborirea modalitdiilor de solufionare a problemelor
este legati de suctesele obfinute de programele destinate

t SISTEME DE INTELIGENTA @
simulSrii unor jocuri, cum ar fi Eahul' Acestea folosesc
tehnici de cdutare sau reducere, constind in prefigurarea
unor mutiri viitoare in joc sau' respectiv, divi-zar"? il
;"bp."bi;;e. Pini in prezent ttu :-?u.
gisit inc6 solulii
in ceea ce privegte capacitatea ornului de a analiza o con-
figuratie in ansamblu 9i, de asemenea' posibiiitateu :-oI-
cJptuaiirarii, aspect care in domeniul inteligenlei-artrlr-
"ijt"
u fost' denumit alegerea reprezentdri'i' probl.emei;
toioauia-*o'dul de a gindi asupra rezolvdrii implicd pen-
tru programe un spaf,iu in care se cautd soiufia'
Deducliile logice au jucat de Ia inceput,un rol-impor-
tant deoarece programele trebuie sd realizeze legitrrri
ptl"
"tiiiru*"
,ttt"i Uur" de date, continind penlru i1e;
Lur" utp""t analizat structuri discrete de date, in mod
asemdnitor cu reprezentarea prin formule discrete
-
mo-
Jalitate folositd in logica matematic5. Aria gindirii logice
"it"
,t"u dintre cele inai investigate din inteligenla arti-
ficialS.
in prezent se cautd solulii pentru concentrarea asu-
pr"-rttit fapte relevante dintr-o baz6' mare de date pds-
ir.t"u elem'entelor legate de anumite aser{iuni, precum
qi completarea acestora la primirea de informalii noi'
lntetegerea vorbirii reprezintd o laturl irnportantd a
inteligen!"ei artificiale, fiind realizgte p-lograme pentru
tradu6eri sau acumularea de cunoEtin{e din texte Ei con-
stituirea unei baze de date interne. Principalele aspecte
privind inlelegerea vorbirii se referd la reprezentarea im-
portanlei cun6gtinlelor cu sens comun 9i a rolului. pre-
supunerilor legate de subiectul in discuf,e pentru inter-
ptltut"u pr,oporiliilor. ln rnomentul de fa!a. 9{.9te 9 Ya-
ii"tat" destui de mare de programe cu posibiiitd{i de in-
lelegere a vorbirii, dar limitate in general Ia anumite
dornenii.
, O arie deosebitd de cerrcetdri in domeniul inteligen-
lei artificiale o constituie pnograrnarea automLat6 pornind
de Ia descrierea scopului,-algbrit'mului etc'; o varietate
importantd o reprezinti programele, care se autoinstru-
iesc, modificindu-gi cornpbrtarea prin schirnbarea codu-
rilor proprii. Reatizdrile legate de autoinstruire nu sint
semnificative.
Sistemele-expert sau ingineria cunoagt-erii au.evoluat
pi"a-i"
-"i"Llu1'aplioa{iiloi
utile,. situindu-se din acest
i"t*t. de vedere printre cele mai avansate tehnici ale
i.t ii!."1"i-artiticiare- utilizatorul lucreazi in modul
i"t"t"'"ti", explicind problerna,. executind testele ce i
."- t"g"i"'uzd Ei punind intrebiri asupr:a soluliilor pro-
o*u.3itt"mele-expert se inscriu in spaliul dintre exper-
1ii u,mani, care inleraclioneazd cu. sistemele in moduL
""f,iri1iot"rea
de cunoqtinle, Ei-utilizatori, care interac-
tioneazd cu sistemele in moaul consultafie' In prez-en!
;" "t"ta
noi posibititdli pentru ca sistemele-expert sd-qi
explice modul de gindire'
'in domeniul iiteiigenlei artificiaie cercetarea este
orler,taia qi spre elab6rarea de programe care comandd
rnanipularea disprizitivelor robolilor, de la migcarea op-
tirnd a bralelor pitta tu metodele de planificare a secven-
i"f"" a"- acliuni pentru atingerea scopurilor impuse' Pr-e-
it"t"t"t iniormaliei vizualJreprezintd in ciuda unor di-
ilo"itati o arie deosebit de investigatd de specialiEtii in
aomettiut inteligenlei artificiale. PinA in prezent
"J.
fg:t
elaborate programe care pernit recunoaEterea oblectl-
velor gi ui'bouto" in scenble vizuale si chiar sesizarea
aii"t""i"lor intre il;gi;i, ;m ar fi, de exemplu, foto-
grafiile aeriene.
'- ii-balele de reprezentare a cunoEtinlelor -- dq fan.t
fimUa:e pt calculator pentru codificarea cunoEtintelor. $i
"
*"tba*for de gindire ca structuri de date Ei proceduri-
au fost dezvoltite in scopul materializirii ideilor referi-
toare la realizarea unor programe deductive'
Evolutii semnificative vor avea loc in domeniul sis-
temelor laandware destinate activitSlilor de inteligenla
artificiald, accentuL punindu-se pe echipa'mente care sa
Iucreze in Paralel.
O magina de infererrle in paralel va atinge 100--mili-
o"t" -' l rniliard de infetenle logice pe secundd (LIPS
-
i"gi.d fnferences F.. Su.otta)'
-Pe un calculator actual
r-i?.t"*"ta are intrl 100 9i 1 0'00 paqi ; rezulF 1r 1I1l:
esteechivalentcul00+1000instruc{iuni/s'Umagrna
U"r"ta p" cunoqtinle este- un sistern. de calcul care ma-
,,ioutea"a cantitati mari de cunoEtinfe _ date Ei proc.a
;ffi-f;iir[iiii"""ra, controleazd, reface 9i actuali-

24 SISTEIVIE DE INTELIGENTA ARTIFICIALA $I ROBOTI
zeazd aulomat conlinutul siu. Capacitatea sa va fi de
10 miliarde
- 100 miliarde octeli ; aceasta va include
funclii de inferen{e ca gi funclii gi relalii algebrice.
Cele doud maqini
-
de inferenle gi, respectiv, bazate
pe cuno,gtin{e
-
vor fi unite pentru a se realiza un cal-
culator ,complet din generalia a cincea ; in combinatie,
acestea vor fi capabile sd caute date relevante Ei s6 gi-
seascd, in citeva secunde, solulii la probleme complexe.
Magina bazatl pe cunoEtinle va fi capabilS sd func-
lioneze ca o maqind convenlionali de bazd de date.
Indiferent de forma gi funclia lor, toate calculatoa-
reld diin genemali4 a cincea vor avea in esenld aceeagi
structurd : o maEind de inferenle in paralel cu soft-
war"e-ul de management bazat pe cunoEtinte.
Aspectele merilionate implicd, pentru sfirEitul dece-
niului actual Ei inceputul deceniului urmtitor, o imagi-
ne complet noud asupra tehnicii de calcul.
La inceputul anilor '90 vor deveni posibiie aplicalii
inedite, presupunind c5. aproape fiecare dintre noi arn
putea fi utilizatorul calculatoarelor electronice din cea
de-a cincea genera{ie.
Automatizdrile industriale vor beneficia intr-o m5-
suri foarte mare de noua generalie de calculatoare. In
prezent sint in funcliune robofi, lntr-o gamd impresio-
nant6, iar tehnicile de proiectare asistatd de calculator
(CAD
- Computer Aided Design) qi tehnicile de fabri-
calie asistatd de calculator (CAM
-
Computer Aided
Manufacturing) au fost intnoduse pe scard largd de cdtre
firme din cele rnai diverse domenii. Prin integrarea ro-
botilor qi a sistemelor CAD Ei CAM s-a trecut la automa-
tizarea completd a intreprinderilor industriale.
Calculatoarele din generatia a cincea vor avea efecte
atlt asupra liniilor cu capacitate rnare de producfie, elt 9i
asupra celor de serie micd sau unicate prin utilizarea ro-
bo{ilor dota}i cu sisteme vizuale computerizate, de re-
cunoagtere gi sintezd a vorbirii, cu limbaje de progra-
,rnare de nivel ina,lt etc. De asemenea s€ vor crea con-
difii pentru inlocuirea muncii omului in medii toxice
sau cu un grad inalt de periculozitate, ca de exemplu ln
tehnica reactoarelor nucleare.
In dorneniile atit de diverse ale stiinlei ,5i tehnologiei
cercetdtorii, proiectanlii 9i inginerii vor folosi calcula-
toarele din'noua genera{ie pentru memorarea, cdutarea
gi redobindirea informafiilor, de la-documentalii stiinfi-
ii"u pdstrate in baze de date de tipul bibliolecilor'
pind ia date experimentale ob{inute in timp real-de la
instrumente qtlinlifice conectate Ia calculatoare. Proce-
:so,ar€ pnrzlele pe scard largd vor fi utilizate pentru ana-
Iiza ditelor colectate de refele vaste de calculatoare de
capacitate mici. Pe baza analizei pe scari largi a.-activi-
tdiii seismice inregistrate in timp real de la stalii- inde-
pdrtate ar putea fi posibilS prevederea cutremurelor de
pa-i.rt. Ci aphcalii ale calbulatoarelor electronice din
generalia a cincea mai sernnaldm sistemele-expert pen-
fru diagnosticarea defectelor, aplicarea expertizelor- qti-
in{ifice, interfelele inteligente om-maqind pentru simu-
larea proceselor fizice cu calculatoare obignuite, instru-
menteie analitice imbundtdfite, cum ar fi programele de
algebrd simbolicd, baz,ele integrate de date qtiinlifice qi
teLnologice, sistemele-expert pentru analize geologice 9i
prospecliuni de minereuri
-
echipamente care au ince-
put ia fie folosite in diferite cercetdri Etiintifice. intr-ade-
t'dr, zdcdmintele pot fi locahzate qi analizate de cdtre ge-
ologi cu programe de prelucrare simbolicS. ln mod si-
milar a ciescut eficienla simuldrii prin metode numerice
complexe a structurilor petrolifere.
Proiectarea semiautomatd 9i dezvoltarea programelor
pentru calculatoare electronice (hardware gi software),
siste,mele-expert pentru verificarea Ei intretinerea pro-
grarnelor, arhitecturile specializate pentru implementarea
microinstrucliunilor (Jirmware) Ei pentru diagnoza de-
fectelor hardware la calculatoare cu limbaje de progra-
mare de nivel foarte inalt, procesoarele paralele pentru
irnaliza Ei proiectarea circuitelor VLSI (Very Large Scale
lntegration), sta{iile de lucru de inalti performan{5 pen-
tru -dezvoitarea softu'are, limbajele paralele de progra-
mare qi sistemele de operare concure la reducerea costu-
rilor de producere a software-ului.
Progr-amarea automatd, completi, de uz general- va
necesiti mult mai multe eforturi din punctul de vedere
.al cercetdrii fundament'ale. Investigaliile ln domeniul

Irf|uj:igl de programare destinate prelucrdrii datelor _VAL, FGL si pROl,OG
- ca si in domeniuf eiaboririiechipamentelor destinate transmiterii Ei p""r""ia"ii^au-
telor- ar putea face posibila progiamarea calculatoarelor
paraiele cu un nurndr -aru
-d* "proo""o""u
paralele fdria fi necesard intervenlia progri-utorut'ri.'--irr^;;";;;;
existd diferite instrumente-deisebit de utite il ;;il;"'^:mare
- verificatoare, editoare si dispoziti"" a" i;;"."tt_nere a figierelor. unele proiecte inceaicd sd combine mb-dalitdlile .de procesar" irr. paralel pe scard furgi p!"tr"analiza circuitelor cu sisteme CAD Ei sirt"ile_i"iertpentru proiectarea VLSI, in principat ia cor.re*iu;ii;';iorganizarea ( I ay ouL - ut) cir cuit etor. Sli mu lare a
-
;il;;i;;..._rea asistatd de calculator vor deveni aplicagii
,a"
L"reale
^noii generafii de calculatoare.
In medicinl se apreciazd cd sistemele_expert vol conti-nua sd ciEtige teren, unele dintre acestea
-fiind
utilizatecu succes in diagnosticarea diferiteror maladii. Multedin problemele de* medicind fipli;t;"atize de diagnos_
ticare .claj;ice pe care sistemele_exp"ri f" rezolvd l;%-;;condifii. In ptus trebuie ,a ou"m'in atenlie fupt"f
"a
inmedicin5, ca de aitfeL si in alte domenii de activitate-
existd numeroase arii de investigare; ;;"-;";;;i'";:perfilor umani e.ste dificil 9i cos?isitbr. Totodati
"o"t
rtridicat aI metodetor clasice iolosite in medicina :ustiiGeforturile financiare privind constituirea bazelor de cu_
nogtinle pentru sisternele-expert, care pot determina re_
ducerea cheltuielilor cerute de realizarea actualei apara_
turi medicale destinate diagnosticdrii. Tehnologia- f"l;_sitd pentru realizarea calcilatoarelor ain ge"%rati"'icincea poate sta la baza construirii protezElor pentru
l:**:o:li,$i invatizi. In p."r".,t
-"iistd
a";a illiniqe crtrt pentru orbi, iar cercetdrile asupra senzorilor sicdrucioarelor controlate cu calculatorui au loc i" _iimulte laboratoare
Lin diferite !dri. Menlionam
-qi-Japtui
g,-printre aplicaliile noii generalii de'
"atcutalour"--Jaila bralele robotizate utilizate pentru ajutorarea inva-lizilor.
Instruirea asistatd
.de calculator (CAI .- Computer
ai^a9a- lnstruction) se folosegte i" moj curent in invitl_mlntul de toate treptele. Datoritd puterii sporite de calcul,
realizdrii unor interfe{e tot mai perfeclionate gi a cal-
culatoarelor personale'multimedia(', generalia noud -de
calculatoare va face CAI disponibilA pentru grupuri din
ce in ce mai iargi de utilizatori. Relele de calculatoare
vor asigura acceiul la o gami largi de cursuri qi vor
furniza beneficiarilor multiple servicii, dintre care men-
{iondm teleconferin}ele. Sisternele mai evoluate vor per-
mite studenlilor sA foloseasci limbajul natural 9i comen-
zile prin voce pentru a controla fluxul informa{iilor atit
ca secvenld, cii gi ca grad de detaliere. Cercetdri in do-
meniul psihologiei, orientate spre modelarea gindirii urna-
ne Ei a compoitamentului in rezolvarea problemelor, ar
putea conl,ribui la imbundtdlirea sistemelor CAI prin
adaptarea acestora la diferite stiluri de a invSla 9i la cu-
noEiinlele iniliale ale studenfilor. ln prezent existi cal-
cutratoare-asistent rr-tdimentare care aplici modul de lu-
cru constind in utilizarea qi diagnosticarea problemelor
in interdependenld cu alte sisterne* un program de
aplicalie pentru calculator, un automobil, un ciispozitiv
electronic sau un manual de proceduri de operare etc.
In comer! Ei servicii, consumatorii vor putea face
cumpdrdturi utilizind cataloage implementate pe calcu-
latoi care vor asigura atit descrierea textuald, sonord,
graficd qi imaginea produselor solicitate, cit Ei calculul,
plata Ei livrarea mdrfurilor. O ,,'carte(( similard pe calcu-
lator, suslinutd de un sistem-expert gi o interfald pen-
tru limbaj natural, va permite localizarea imediatl b ma-
gazinelor, iar imbun6tAlirea sistemelor de recunoaqtere
individualS a vocii vor asigura efectuarea curnpdrdtu-
rilor prin telefon la comandd verbald. Aplicalii multi-
ple vor apare in sfera,serviciilor
-
planificarea deplasi-
rilor qi excursiilor, analize financiare, informalii asupra
pielei, accesul Ia Etiri qi rapo'arte meteorologice la cerere,
precum si diagnosticarea qi depistarea defectelor posi-
bile ale unor bunuri de uz gospoddresc.
Pilo{ii, controlorii traficului aerian, specialiqtii care
se ocupd de studiul qi exploatarea spaliului cosmic pre-
cum gi cu detectarea de Ia distanti a resurselor Terrei
vor utiliza calculato,arele din noua genera{ie. ln viitor
tehnicile folosite de noua generafie de calculatoare
- re-

cunoagterea vocii, sinteza vorbirii si sistemele_expert -_vor ajuta
-personalul mBnlionat sd'selectez" qi iii"L"_preteze cele ,mai importante informafii. Sisterirele d; ;_zualizare conectate 1a un calculator vor permite ghida_
rea zborurilor pri? compararea oontinud , frartiLi JiSi_
talizate cu imaginile terenurui survolat. programe ina.a1--
nele au fost concepute pentru depistarea aii sapliu-a re_
:Y:::19" tgt"r!{9:. precum Ei -peniru a"r"op"rir[;;i;;_ploatarea bogdfiilor 9" pu alte planete. istfel de apli_
calii la care se adaugd mbnitorizarea fenornen"tot -ul-.o-
:.^lr^g_i::
11, t9?r? dobatd si a resursufoo Fa.i"t"r"i,
"",necesrta
1o!o!i de complexitate mdritd, inzestrali cu mul_
tiple posibilitdli.
In domeniul rnilitar calculatoarele din noua genera_
lie vor putea fi folosite atit ca sisteme pentru ,irr"g"_mentul informafiilor,
.-.cit qi ca sisteme_expert penLt,
asistarea sistemelor militare in ceea ce privegte pju"iJi_
oafea, luarea deciziilor qi diagnosticarea'defectelor. Cal_
culul simbolic si hardware-ul"din ,rorru g".ruralie vor de_
tj",u.y" rol-importan! in
"o-.tricitrif pomandr Ei control-
Arhitecturile pararele pentru andfi'za imaginilor'ae raaio-roeatre Sl sonar, precum qi pentru planifiiare gi desprin_
derea in mod automat a concluziiloi vor fi incorpoi";; i;sistemele cu destinalie- militard, element
""
rrj'l-pli""inclusiv r-eproiectarea Ei dotarea armamentului cu inter_
fefe specifice.
Alte aplica{ii ale calcuLatoarelor din generalia a cin_
cea vizeazd, autornatizarea sistemelor inf*ormafionale din
bi.ouri (acestea vor fi dotate cu calculato"r"'p"i*uG,
de- m-are putere qi cu refele largi conectate la sisteme de
"q"gl
central,e), inregistrarea digitald qi memorarea Iu-
cririlor din dorneniile muzicii, ficturif qi artei S.;fG"realizarea unor roboli casnici intblgenli etc.
1.3. TEHNICI PENTRU REZOLVAREA
PROBLEMELOR
In domeniul inteligenlei artificiale nofiunile de re_
zoluar.ea.problemelor Ei etaminare se referd la o serie
de pri.neipii care privesc deducfiile, inferentefi,uti""^_
mentele comune, verificarea teorernelor gi procesele aso-
ciate. Aplicalii ale acestor principii se gdsesc in progra-
mele pentru inlelegerea limbajelor naturale, restabilirea
informa{iei, programarea automatd, analiza imaginilor,
jocuri, sisternele-expert gi verifioarea teorernelor mate-
matice. Modalitatea pnincipald folositd pentru rezolvarea
problernelor o constituie tehnicile de exarninare ; elemen-
tele de bazd ale acestora sint date de modul de repre-
zentare a problemelor. Astfel, sint cunoscute reprezen-
tdri in spa{iul stdrilor, prin reducerea problemelor, pre-
cum gi sub forma unor arbori, modalitate care a fost uti-
Iizati inci de la inceput in teoria jocurilor pe calculatorul
electtonic.
in sistemele de rezoh'are a problemelor componen-
tele principale sint baza de date, operatorii si strategia
de control.
Baza de date este alcdtuitd din liste, expresii, struc-
turi gi re{ele care descriu starea fiecdrei etape parcurse.
Pentru exemplificare, in verificarea teoremelor baza de
date este constituitd din axio,me, leme qi teoreme cunos-
cute utilizate pentru atingerea scopului propus, iar in
aplicaliile robolilor, din modelul operaliilor pe care aces-
te dispozitive trebuie sd le realizeze, scopul fiind des-
crierea secven{ei de urmat in ,mlgcare.
' Setul de operatori, ca de exernplu regulile pentru in-
ferenle in verificarea teoremelor sau a regulilor jocului
in qah, contribuie la generarea stdrilor urmdtoare in pro-
cesul de cdutare a solufiei. In cazul inteiigen{ei artifi-
ciale, de cele mai,m'ulte ori se uLilizeazl, un set redus
de operatori pentru generarea celorlalli prin inferenfe.
Strategia de control impticd luarea unei decizii pril
vind pasul urmdtor starea 'asupra cireia se va acfiona,
precum qi operatorul cel mai indicat. Conlinutul gi struc-
lura bazei cie date sint in general dependente de stra-
tegia de control aleas6. Reprezentdrile posibile conduc la
strategii de contr,ol, paralele sau alternative, in funcfie
de modul de abordare a secvenlei operatorilor.
Modul de apiicare a operatorilor asupra bazei de date
este diferit, fiind determinat de direclia de acfiune
-
29

inainte sau inapoi. Atingerea scopului final pornind de
la starea inilial5 se face prin ralionarnent inainte, direct
sau jos-sus qi se bazead pe un anumit tip de oper-atori
(fig. 1.1). Aplicarea operatorilor pentru extragerea din
decatd urnan. Existi gi posibilitatea folosirii comibinate a
ralionarnentului direct Ei invers, ceea ce implicd mai
intii sesizarea deosebirilor intre doui stdri, iar apoi apli-
carea unui operator de tipuL sus-jos; in cazul aparitiei
unor dificultS{i se actioneazi pentru gdsirea unor stdri
intermediare, dupi care se utiliz-eazl operatorul potri-
vit.
Reprezentarea in spaliul stirilor face apel Ia unitdli
distincte, cum ar fi starea -- definitd ca un element de
structurd ardtind situagia atinsi ln fiecare etapd pe calea
ur'matd pentru gdsirea soluliei
-
qi operatorii
- func-
{ii ce reflecti transformirile de la o stare la alta. So-
Iutia unei probleme este cdutatd prin aplicarea setuiui
specific de operatori stirii ini{iale pentru a se atinge sco-
pul propus. Spaliul stdrilor poate fi infdligat sub forma
unui graf, ca in fig. 1.3., in care nodurile sint stdrile, iar
arcele operatori. In cazurile in care problema are mai
multe stdri finale, de cele mai muite ori se cere aflarea
soluliei prin impunerea condiliondrii sub forma unui
minim (lungime, cost etc.).
Sistemele de rezolvare a problemelor prin reprezen-
tare in spaliul stdrilor utilizeazl, ralionamentul direct
pentru a produce o noud stare in/ baza de date. in spa-
liul stdrilor poate fi folosit totusi qi ralionarnentul ln-
vers, in cazui in care fiecar,e aplicire a unui operator
conduce Ia o singurd problemd noud.
Tehnica reprezentdrii prin reducerea problemei im-
plicd descrierea iniliald a stdrii finale Ei transformarea
acesteia intr-un set de subpro,bleme, denumite qi pro-
bleme primitive care au solufii imediate. In acest-caz
Fig. 1.1. Ralionamentul direct.
starea finald a unor probleme intermediare, mai ugor de
rezolvat, deterrnini un ralionarnent inapoi, invers sau
sus-jos (fig. 1.2).
Ceie mai multe tehnici de programare folosite in do-
mgnlul inteligenlei artificiale se bazeazd. pe ralionamen-
tul invers, care este mult mai apropiat de modul ,de ju-
FiS. 1.5. Graf pen-
tru reprezentarea in
.spa{iul stdrilor.
Faote
A,B,CD
lF-+a6gt
B+C---+ D
A---+G
lF->76g^
B+C---+D
A---+g
Executi
rezulll C
IF-)Then
,d+C-->D
A--+C
Reguli
Faote
A,b,c
IF ------+Then
B+C----+D
A-----r C
Reguli
IF----->Then
B+C---+ D
. A----> Q
Executi Compari
BsiC)
' E-xecuti
Fig. 1.2. Ralionarnentul invers.

se utilizeazd rationamentul invers, aplicarea unui opera-
tor conducind Ia divizarea problemei intr-un set care
poate fi rezolvat mai ugor. Pentru exernplificare, in
{iS. t.l se prezintd un graf $IISAU specific acestui tip
de problemd.
Fis. 1.4. craf $I/SAU o?Xr#"ff5i"zentarea prin reducerea
Regulile folosite pentru constructia grafului $i/SAU
sint ur:rndtoarele :
-
primul nod corespunde problemei originale ;
- nodurile intermediare reprezintd fie o singuld pr.o-
blemd, fie un set de probleme ;
- nodurile terminale, fdrd descenden{i, rdprezint^d
primitive :
-- -
problema poate fi rezolvatd dacd cel pu{in unul
din nodurile SAU (in cazul nostru A, B sau C/ are so-
lulie ;
- problema poate fi rezolvatd dacd toate nodurile SI
(in cazul ilustrat in fig. 1.4 fie D Ei E, fie E, G, qi H) au
solufie ;
Uneori se utilizeazd a'ne,bele tehnici de reprezentare
descrise mai sus, cu precizarea ci trecerea de la reduce-
rea problemelor la spaliul stdrilor este ceva mai complexd
ln principal atunci cind existi noduri $I.
Pentru realizarea de programe pe calculatorul elec_
tronic destinate simuldrii jocurilor
- de dame, qah, Go
etc., in care de obicei sint doi parteneri
- este necesard
reprezentarea tuturor posibilitdlilor de mutare, sub
forma. unui graf de tip arbore. Diferenla principali dinr
tre arborele unui joc qi reprezentarea in ipaliui stdriior
r N'ritlrcnNTA ARI'IFICTALA
e.ste datd de numdrul de participanli
- doi qi, respec-
{i1r, Unul.
Difieultatea esen{iald in cazul arborilor este numdrul
imens de posibilitdli. Astfei, A. L. Samuel a demonstrat
<'6 lal jocul de dame pot exista pind la 10a0 m,oduri in-
l,ermediare, ceea ce ar insemna, la o vitezd de generare
de trei miliarde noduri pe secund6, un timp de 1021 se-
<'ole; pentru gah C. E. Shannon a gisit un numir de
J0120 posibiliteti, in cazul unor jocuri de duratd meclie.
In afard de cazurile descrise mai sus, in care fiecare
operator pleacd de la o singurd stare, existd gi baze de
date pentru care operatorii au m'ai multe intrdri gi o
singurd ieEire, cum ar fi, de exemplu, reprezentarea teo-
remelor. I
Probleme tipice, uEor de reprezentat in tehnicile des-
crise, sint verificarea teoremelor in logicd qi matematicd,
gdsirea drumului minirn, alegerea mutdrilor bune pen-
tru cistigarea unui joc, integrarea sin:nbolicd prin trans-
formhri succesive etc.
Pentru reprezentarea problemelor se folosegte o se-
rie de algoritmii de exami.nare a spaliului in care se
poate gdsi solulia. Cdutarea se face prin investigarea
unei pdrfi a grafului, suficient de mare pentru a con-
line un traseu care reprezintd o solul;ie. Dacd ordinea
investigdrii este arbitrard, adicd nu se analizeazd, infor-
mafiile disponibile pentru orientarea cercetirii, metoda
este denumitd examinare oarb5. Procedura de extindere
a grafului de la un anumit nod la nodul urmdtor, apli-
cind un singur operator, diferd de la rrrr caz la altul;
in acest fel rezultd mai mul{i algoritmi de examinare
oarbd : la prima vedere, a costurilor unifonme, in adin-
cime gi bidirecfionali.
Primele trei metode folosesc ra{ionamentul direct si
se bazeazd pe uffndtoarele ipoteze: ,
- graful spaliului stdrilor este un arbore, eeea ce im-
plici existenta unui singur nod inilial gi a unor trasee
unice intre noduri ;
- la fiecare extindere spre nodurile urmdtoare se in-
registreazd locul de plecare pentru a se putea. iecnnoagte
imediat traseul urmat in cazul gisirii soluliei;
33
Primitiva E Primitiva. G

in stsrsN{u oe IN'TELIGENTA ARTIFIcIALA l5I RotsoTI
Algoritmul de examinare la prima uedere constl in
determinarea distanfei dintre un nod oarecare 9i nodul
,inilial, mdsurati prin npmdrul arcelor existente intre
nodurile respective.
De obicei se face o diferenfiere intre graful complet
aI problemei .- denumit spa[iul de etaminare
- 9i gra-
ful sau arborele care se construiegte pe mdsura avans6-
rii spre nodul final, cunoscut sub numele le graful satt
arborele de
'examinnre.
Pentru multe probleme spa{iul
de examinare este infinit sau foarte rnatre, ln timp ce
pentru gdsirea unei solu{ii de cele mai multe ori se ex-
piiciteazd numai o parte limitatd a grafului.
Prin generalizarea algorltmului examindriila prima ue-
dere se ajunge la metoda costuri,Ior uni,torme, caz in care
fiecdrui arc ii corespunde un anumit cost. Problema prin:
cipali constd in gdsirea unui traseu al costurilor minime.
Examinarea in cldincime se refcri la extinderea in
continuare a nodului succesou, generindu-se in acest fel
un singur traseu in spafiul stdrilor'. in multe probleme
se fixeazi adincimea examindrii pentru a nu se uti-
lizq un drum de iungime prea mare. Pentru exernpli-
ficare, se poate considera cazul 'analizei r.lnei mutiri po-
sibile in jocul de sah, pentru care &dincilTlea se fixeazd
sub forma unui numdr limitert de rdspttnsuli ,,vdzutes de
parteneri.
. Uneori se utilizeazd ra{ionan:entul invers
-
de 1a no-
dul final spre nodul inifi'al. Prin ,combinarea rafiona-
mentului direct cu cel invers se obline tehnica exa.mindrii
bidirecgionaZe. Metoda descrisd consti in generarea a
douS grafuri de examinare : unul care pleac6. de Ia nodul
iniliai, iar cel de-al doilea de ]a nodul final. Generarea
are 1oc pinl Ia.intersectarea celor doul gfafuri.
Algoritmii construili pe baza reprezentirii prin re-
ducerea problemei conduc la gener.aiea unor grafuri $I/
SAU definite printr-un nod ini{ial sau descriqrea pro-
blemei, un set de noduri terminale sau descrierea primi-
tivelor qi un set de operatori pentru reducerea proble-
mei la subprobleme. Spre deosebire de majoritatea algo-
ritmilor de exarninare in spa$iul stdrilor, metodele ba-
zate pe grafuri $I/SAU utllizeazd ralionamentul invers
qi se aplicd linind ,searna de urmdtoarele ipoteze :
I NTELIGENTA ARTIFICIALA
- spa{iul de exarninare este un arbore $itSAU qi
nrl un graf general;
-
subproblemele pot fi rezolvate in ordine arbitrard.
Categoriile in care se impart metodele de rnai sus de-
pind de arborii $I/SAU realiza{i prin examinarea la pri-
rna vedere sau in adincime.
To{i algoritmii descriqi mai sus'genereaz| un numdr
foarte mare de noduri intr-o ordine arbitrard qi nu lin
seama de inforrnaliile sau proprietSlile specifice proble-
naei de rezolvat, rezultind practic o explozie de com inatii
in spaliu gi timp pin6 la gdsirea solufiei. Reducerea nu-
miirului de noduri se poate face folosind mai multe mo-
dalitdli :
- transpunerea problemei pentru micgorarea mdrimii
spaliului de examinat ;
- utilizarea inlelegerii euristice pentru concentrarba
investigdrii qi eliminarea multitudinii de combinalii ;
aceasta reprezinti una din cele mai importantb contri-
bu{ii ale inteligenlei.artificiale 1a rezolvarea eficientd a
prolrlemelor ;
-
programarea pentru limitarea examindrii ; in acest
sens s-au introdus rnacro'operatori qi conceptul de plani-
ficar-e pentru renunfarea la detaliile nesemnificative.
Diferenta dintre examinarea oarbi qi cea euristicd
constd in faptul c6, in primul caz elementele spaliului
stdrilor sint generate qi verificate sistern,atic, Idsind loc
insd Ei unor informalii suplimentare, care nu sint excluse
prin definilie. Informaliile introdu-se pct dovedi limita-
rea examindrii Ei, in func{ie de aceasta, metoda este fie
curisticd, fie oarb6. Cu alte cuvinte, informaliile euris-
l.ice sint cele suplirnentare in raport cu necesarul minim
1:cntru definirea stdrilor Ei operatorilor.
Inilial, majoritatea pr,ogramelor pentru {ezolvarea
lrloblemelor utilizau metodeLe euristice de examinare ;
:rceste programe erau insd strins legate de tehnicile de
lucru specifice domeniului analizat, ceea ce a impiedicat
rlczvoltarea gi adaptarea lor la probleme noi. Ca urmare
s-au efectuat cer"cetdri intense pentru definirea unor aI-
gbritrni euristici generali care sd poaH fi studiali in mod
rndependent.

36 STSTEMEpEINTELTGENTAAETIFICIA!4jl_egEqTl
De cele mai multe ori pentru caracterizarea tehnici-
lor epristic€ S€ pleacl de la metodele }de examinare
oarb6. Principaiele elemente care folosesc informaliile
euristice sint ur.mdtoarele : luarea deciziei privind direc-
{ia de extindere a nodurilor
-
operalie care nu se mai
face in ,mod aleator
-,
generarea nodului descendent in
funclie de decizia luati, precum gi eliminarea unor anu-
mite noduri, care nu vor mai fi incluse in arborele exa-
mindrii.
Decizia asupra direcfiei de extindere utilizeazd un
algoritm de examinare a spa{iului stdrilor in care se prc'-
supune, cd nodurile se genereazi complet sau deloc, ur-
mindu-se calea cea mai promildtoare ; aceasta este aEa-
numita examinare comandatd, ordonatd sau a celui mai
bun descendent.
Selectarea operatorului ce tlebuie aplicat deterrnind
nodul descend.ent posibil de generat. Noduriie cdrora le
sint aplica-ti numai unii operatori, urmind ca examinarea
completd sd se facd ulterior', au fost denumite noduri
dezuoltute pailial sau erflrr.se parlicrl. Uneori limitaiea
descendenlilor se face prin alegerca operatorului apli-
cabil imediat pentru .ervarnsarea' examindrii. Eliminarea
nodurilor nepromildtoare are loc atit pentru economi-
sirea spaliului, care altfel ar fi destinat inutil celcetdrii,
cit gi pentru restringelea examindrii.
Definirea unui nod promi{dtor se face fie prin cal-
cuiul distanlei fati de un nod final, mai ales pentru pro-
blemele in spaliul stdrilor, fie prin analiza lungimii sau
dificultdlii drumului care cuprinde acel nod. Nodurile
sint estirnate cu ajutorul unei funclii de evaluare, f'
care are o valeare cu atit mai rnici cu cit nodul este mai
promitdtor. Pentru exem,plificare, in cazul examinlrii la
prima vedere se poate alege ca func{ie de evaluare adin-
cimea nodului ; dacd pentru examinare se folosegte me-
toda costurilor uniforme, atunci funclia de evaluare este
costul pini la nodul dat, iar in situalia examindrii in
adincirne, fr este valoarea negativi a adincimii nodului.
Aplicabilitate,a func,fiei de evaluare depinde de tipul
soluliilor cerute de problema studiati. De cele mai multe
ori se cautl o. solufie optimd folosind aqa-numitul algo-
ritrn Ar ; in cazul problemelor cornplexe se examineaz6
I N'|ELIGENTA ARTIFICIALA
soluliile pentru care raportul dintre efortul cercetirii qi
gradul de precizie se apr'opie de un minim. Atunci cind
nu se pune probleuna unei solutii optime
-
deoarece, de
cele mai rnulte ori, solulia este singulard
-
se cautd ca
cfortul de examinare'sd fie minim.
Dacd pentru analiza grafurilor $I/SAU se folosegte
metoda exa,mindrii euristice, atunci nu mai existd o cores-
pondenla biunivocd intre posibilitdlile de extindere aie
unui nod gi cele ale unei so,lufii potenfiale.
Pentru examinarea arborilorjocurilor se utilizeazd
tchnici de tipul minimax, alfa-beta sau euristice.
Pentru aplicarea metodei minirnax la jocurile cu doi
lrartenei:i, 1 Et 2, pentru care poz_ifiilor terminale li se
irloci anumite valori, calculul unei faze intermediare se
lace dupd cum urrneazd:
-
valoarea unui nod cu ascendent SAU, din care
partenelul -1 alege urmdtoarea mutare, este penltru 7
rnaximul oricAruia dintre descendenfi ;
-
valoarea unui nod cu descendenli $I, din care par-
tonerul 2 alege urmdtoarea mutare, este pentru I mini-
rnul oricdruia dintr'e descenclenfi.
IJn algoritm similar este determinat de formalismul
ne,gmax, caz in care valoarea alooatd fiecdrui nod este
cea datd de jucdtorul aflat la mutare, cu precizarea ci
rralorile corespunzdtoare celor doi parteneri diferd prin
semn. l{utarea cea mai buni pentru oricare din parteneri
lorespunde nodului cu valoare maximd.
Pentru elaborarea variantelor descrise mai sus s-a
l)l'esupus cf, arborele jocului a fost generat complet. Pen-
t ru simplificare se poate genera numai o anumitd por-
{iune a arborelui plecind de la pozi{ia curentS, ceea ce
inseamni de fapt toate miEcdrile cu o limitd fixatl a
:rrlincimii, spre exen-rplu. Procedura minimax aplicatd
runui arbore generat parlial ferce apel la o funcfie de
r,'aluare, avind un scop similar cu cel al functiei euristice
uLilizate lar examinare,a comandatd sau a arborilor $I1
liAU. Dacd arborele par{ial al jocului congine noduri ter-
rrrinale, funclia staticd de evaluare are valoarea plus in-
lirrit Ia ci;tig, minus infinit la pierdere $i zero in caz de
r.lj; rlitate.
3T

IN'IELIGENTA ARTIFICIALA 39
38 SISTEME DE INTELIGENTA ARTIFICiALA $I ROBOTI
Telrnicaalfa-betauliltzeazddoiparametri,-alfaqi
b"tu-,-i"pi.zentind valoarea rnaximd a numdrului cone-
ii,rr.ilo"' inferioare, respectiv, superioare' Procedura ga-
*"i;"ra cd nodul inilial aI arborelui va avea aceeaqi va-
iouro fi"ufd, ca Ei in cazul folosirii formalismului mini-
-u" "o-plet.
Gradul in care procedura alfa-beta repre-
t;"la " iinbunit5lirs fa!6 de metoda rninirnax depinde
de ordinea in care sint evaluate nodurile. In general este
J" aotif ca prima dati sd fie evaluat cel mai bun descen-
dent a.l fiecarui virf ascendent. In acest sens o posibi-
iiiu1"
"ot'tttd
in aplicarea func{iei de evaluare staticS Ia
descendentri gi ln- considerari:a rezultatelor acestei eva-
ludri preliminare ca o aproxim'are a valorilor agteptate'
Deoarece procedura alfa-beta este mai complicatS. de-
cit cea de tip rninimax, rezultatul fiind acelaqi, s-a ajuns
Ia arbori in-care nodurile extreme au aceeagi adincime,
iar celelalte genere-azi un num6r egal 'de descenden{i'
Exarninarea arborilor jocurilor se poate face utilizind,
in anumite puncte, informa{ii euristice. Acest lucru este
valabil mai ales atunci cind numdrul variantelor posibile
este mare. O asemenea situalie o intilnim Ia jocul-de
Eah, unde nu se poate aqtepta pini la gisirea mutirii
care duce forlat la-ciEtig
- dacd o astfel de mutare exis-
te (l),
-
ci se prefeia-o mutare care poate fi calificati
drept ,,bund.(f.
Majoritatea programelor de qah pentru calculatoare
electronice fol,osesc metoda de'examinare propusa de
Shannoninc5dinanullg50.Denumit5detipA,aceasti
rnetodi se caracterizeazl" prin aceea c5 arborele jocului
este generat numai pinS ia o anumitd adincime' intru-
clt nidurile respectiie nu sint terminale se defineEte o
funclie pentru evaluarea 1or. In varjanta fle tip 8.,- de-z-
vottata Llterior, examinarea se extinde Ia pozi{iile de
joc cu stabilitaie micd, pentru care s-au luat in consi-
derare toate posibiiitdfile.
Cencetdri mai noi au condus la elaborarea unor pro-
grame. bazate pe cunoqtinle organizate intr-o manierS
Ipropiatd de gindirea umand, care unmbresc generarea le-
tectiva a mulerilor, in funclie de situalia de pe tabla
de joc.
Dintre cele mai cunoscute programe de exarninare
menliondm : teoreticianul logic (Logic Theorist), rezolvi-
t,orul de probleme generale (General Problem Soluer),
magina cle verificare a teoremelor din geometrie (Geonze-
Lry T he or ent-pr ouing M acli,ne ), integratorul simbolic au-
tomat
-
SAINT (Symbolic Automatic /lr/?egrator)
-,STRIPS Si ABSTRIPS.
Teorei,icianul iogic a fost s'cris de A. Newell, J. C'
Shaw Ei H. A. Simon in anul 1956, in scopul verificirii
axiome'lor Ei teoremelor. Folosind cinci axiome Ei ra{iona-
rrientul invers, programul parcurge'a, prin reducere, eta-
pele de la teoremele de stabilit spre axiomele Ei teore-
mele date. Rezolvitorul de probleme generale, conceput
in anul 1957 de aceiaEi cercetdtori,'i9i propunea realiza-
lea unei magini clestinate rezo'Ivdrii unor probleme ce
solicitau inteligenld, precum 9i elaborarea unei teorii
astipra moduiuj- de solulionare a acestor probleme de cdtre
oameni. Cele niai irnportante siructuri de date cerute
cle program erau scopul gi metodele sau procedurile de
ui'mat.
Ma;ina cle, ueriJicare .a teoretnelor din geometrie est'e
un progran scris in anul 1959 de H. Gelernter in lim-
baj
-FOitTIi,Ai{
extins
-
FOIi?RAN List Processing
Lcitgu,age
-,
program irnplementat pe calculatoale do
lipul IBM ?04. Scopr.rl programului era de a rezolva pro-
blemele complexe de geometrie pland.
Programul denurnit inte.gratot' simbolic automat a fosl
lrLnsat in anul 1961 la MIT. Scris in limbaj LISP qi ru-
lat }.e calculatoare IBM 7090, prograrnul era destinat
rczolvdrii unora din primele probleme de inteligen{i ar-
tificiaid. in anul 1967 a apdrut 9i un alt prcgram de inte-
g.ore iimboiicd
- SINT (Simbolic ll/?egnator).
Programul STRIPS, lansat in anul 1971 de firma SRI
lnterna*tional, eLa utilizat pentru orientarea uilui robot
intr-un spa{iu inchis. O variantd dezvoltatd dupi circa
un an a permis im,plementarea capacitAtii de a inr'[!a.
in anul 7974 a apdrut programul ABSTRIPS
-
o vai
liiintd modificatd a programului STRIPS
- folosit, d'e
;rscmenea, pentru orieutarea robolilor intr-un spaliu in-
cl-ris. Din c-ompararea program,elor menlionate a rezultat
ci pentru rezolvarea unei probleme cu 11 operatoli, pri;

SISTEME DE II{TELIGENTA ARTIFICIALA $I ROISOTI
mu1 avezl nevoie) de 30 minute, iar al doilea, de 5 mi-
nute qi 28 secunde din timpul-calculator pentru 1 aiungg
la solulia acceptatd in scopul realizirii unei deplasdri
complexe a robotului. ,
Exemplele menlionale au confirmat r,cercetdrile teo-
retice intreprinse si au deschis un cimp larg aplicaliilor
de inteligen{d artificiali.
1..4. REPREZENTAREA CUNO$TINTELOR
Natura cunoaqterii si a intcligenlei a fost analizatd
de psihologi, filozofi, lingvigti, educatori qi sociologi timp
de sute de ani. Cercetdrile actuale sint orientate spre teh-
nicile de reprezentare a cunoEtin{elor, prin care se in-
{eleg combinaliile de structuri de date, qi proceduri de
interpretare utilizabile in programe in scopul eviden{i-
erii comportirii inteligente Ei generdrii de inferenle. Re-
prezentarea cunoqtinlelor este in prezent cea mai dina-
micd ramuri a inteligenlei artificiale.
Cunogtinlele folosite in reprezentdri aie sistemelor de
inteligen{d artificiald sint constituite din oblective, eve-
nimente, performanle qi metacunogtitte
-
cunpgtinle
despre ceea ce Etim. Utilizarea cunogtinlelor in progra-
me pentru recunoaqterea obiectelor, aflarea rdspunsului
Ia intrebdri sau manipularea robo{ilor irnplicii achizilio-
narea de noi date regisirea faptelor din baza de cu-
nogtin{e Ei ralionamentul ca o cale de gdsire a solu{iei.
Prin achizi{ionarea ,cunoEtinlelor inlelegem ceva nou,
cu semnificalii deosebite, adiugat la ceva deja cunoscut.
ln domeniul sistemelor de inteligen{i artificiali datele
noi sint clasificate de Ia inceput pentru a putea fi apoi
regdsite. usor, de multe ori procesul de acumuiare fiind
insofit de interac{iunea structurilor respective (fig. 1.5).
Formele de reprezentare a cunoEtin{elor urmdresc apro-
pierea de modul de lucru natural aI o'mului. I'drd inter-
acfiunea stlucturilor de date nu poate fi imbundtdliti
comportarea inteligentd a sistemelor.
Regdsirea faptelor din baza de cunoEtinfe folosegte ca
elemente de bazi legSturile -- in cazul existentei unor
<lc'termindri intre o structuri de date Ei alta, avincl ca
rezdltat un ralionament
- ;i concentrdrile
-
atunci
<'ind mai multe structuri de date sint utilizate impre-
rlnd pentru a forrna un ansamblu mai larg.
I NTELI GUN'I.'A ARTIJTIC I,,LA
IDENTIFICARE FOR,MALIZARE IMPLEMENTARE VALIDAiE
I-i1. 1.5. Etapele achizi!ionirii cunoStinle,lor.
Rafionamentul este folosit de sistemele care trebuie
rii gdseascd rdspunsuri la intrebdrile fdri un corespon-
dent direct in baza de cunogtinle. Existd mai multe ti-
puri de rirlionament : formal, pr"ocedural, prin iniilogie,
gc'neralizare, abstractizare gi prin metanivele.
Diferitele metode de reprezentare disponii:ile nu aLr
r-ondus incd Ia un rdspunr
"l"r
asupra gridl:trri de apro-
piere de memoria umand, cercetdtorii din domeniul sis-
l.emelor de inteligen{d artificiald nereusind si se pund de
;rcord asupra unei teorii unitare.
Crearea de prograrne cat:e sd prezinte o comportare
inteligentd se inscrie in cadrul epistemologiei experimen-
L;rle. Specialigtii in. inteligenfri artificiald s-au implicat in
girsirea tehnicilor adecvate pentru reprezentarea cunog-
tinlelor gi manipularea structurilor specializate de date
<'nre sd conducd la inferen{e. Cele mai cunoscute metode
tle reprezentare sint de tip logic, procedural, relele se-
rnantice, sisteme de produclie gi cadrele sau scenariile.
Logica formald a fost dezvoitatd de filozofi, logicieni
;i matem,aticieni, pornind de la procesul de realiiare a
inferenlelor din fapte. Cea rnrai importantd caracteris-
ticd a sistemelor logice o reprezinti nivelul inalt al co-
rcctitudinii deducliilor, imposibil de oblinut cu celelalte
rnetode de reprezentare. Pentru logici sint importante,

42 SISTE,TE DE INTELIGENTA ARTIFICIALA $I ROBOTI
pe de o parte, axiornele sistemului sau relaliile qi impli-
catiile care pot fi formalizate, iar pe de alti parte re-
gulile de inferenli determinante pentru structura deduc-
tivb rezultatd atunci cind se considerd adevdrate anu-
mite axiomc.
Logica urmdreEte in primul rind sinteza qi detelmi-
narea no{iunii de adevdr care este fundamentalS. }'or-
ma cea mai simp16 este calculul prepczi{iona)., care prin.
extindere se dezvoltd in calculul predicativ. Un predicat
se aplicd de obicei unui numdr specific cie argumente ;i
are rialoarea sdeudrot sau faZs atunci cind argumentele
bint obiecte specifice ; exemple de predicate sint mai-rnil'
re-decit, este-uerde etc. Doud elemente suplimentare in,
logicd sint funcliile Ei predicatnl egal-cu.
De mare importan{d in sistemele de inteligenld at'-
tificiald este logica de ordinul intii in care se permite
cuantificarea obiectelor specifice, dar nu qi a predicate-
lor gi func{iilor, ceea ce determind claritate si completi-
tudine. Exprimarea unei probleme de rezolvat rdmine
insi partea cea mai importantd a logicii formale, pentru
aceasta existind mai multe metode de demonstrare auto-
matd a teoremelor.
Sistemele de inteligen{d artificialS mai cunoscute
care utilizeazd logica pentru reprezentarea cunoqtin{elor
sint QA3 (1969) sistem de ir-rtrebdri gi r6spunsuri
(question=ansuering)
-,
STRIPS (1912) rezolvito-
rul de probleme ai Institutului de Cercetdri Stanford
(Stanford Research, Institute Problen Soluer) destinat pia-
nificdrii miqcdrilor unui robot pentru orientarea in spa-
tii inchise
-
qi FOL (1976)
-
utilizat ca'mijloc interac-
tiv sofisticat pentru studiul cu ajutorul logicii a proble-
melol epistemologice.
Reprezentdrile procedurale au condus la sisteme dei
inteligen{d artificiald care qtiu si utilizeze cunoqtinlele,
sd gdseascb fapte semnificative Ei sd realizeze inferenle.'
Printre primele sisterne se numdrd SiR (1968), folosit'
pentru intrebiri si rdspsnsuri, PLANNER (1972) q'i
GOLUX (1973). PLANNER este un lirnbaj cie'programare
I NTELIGENTA ARTIFICIAi-A
care a condus la dezvoltarea unei familii intregi, inclu-
zind CONNIVER (7972), QA4 (1972), POPLER (1972) qi
QI-rPS (1976).
Relelele semantice din sistemele mai noi de inteli-
gentd artificiald constau din noduri
- reprezentate de
obiecte, concepte si situafii
-,
precum qi din arcuri care
definesc relaliile dintre ele. Sistemele din aceastd grupd
iru evoluat de la 'feachable Language Cotnprehender
(1969), IIAN'I (1973), Acti.ue Structural Nettnork (1975)
pind la sisternele de inlelegere a vorbirii
- TORUS (1975)
- 9i la. cele de deduclie
-
SNIFFER (1977).
Sistemele de produclie, bazate pe descrierea unor re-
guli care provin din perechea condilie-acliune, au fost
clescrise incd din anul 1943. Un sistem de producfie con-
:s16 dintr-o baz de reguli, o structurd de date-context Ei
un interpretor care controleazd toatd activitatea.
Principalele domenii de aplicabilitate a sistemelor
de produclie sint cele in care cunogtinlele sint constituite
dintr-o multitudine de fapte (medicind), cele in care pro-
cesele pot fi reprezentate ca un set independent de ac-
fiuni (monitorizarea pacienlilor), precurn gi cele in care
cunoEtinlele pot fi separate uqor din ansamblu (biologie).
Ilintre programele dezvoitate se menfioneazl : sistemul
de produclie adaptiv (1970), MYCIN (1976)
- cu sub-
sistemul de achizilie a cunogtin{elor, TEtrRESIAS
-, AM,
IiENDRAL, HEARSAY (1975) 9i PROSPECTOR (1978).
DENDRAL, MYCIN qi PROSPECTOR sint de fapt sis-
1.eme-expert bazate pe cunoEtin{e si dezvoltate prin in-
gineria cunoaEterii, care se referd nu numai Ia perfor-
rnanlele la niveluri inalte, ci si Ia traniferul interactiv al
<'xpertizei
- acumularea de cunoEtinte de la experfii
rrmani qi explicarea ra!ionarnentului. utilizatorilor (fig.
1.6).
Modelele, diagramele, hirlile etc. s-au constituit in
lr-o clasS de metode de reprezbntare directd sau analo-
gicd. Cel rnai irnportant aspect priveEte corespondenla
rlintre relaliile din structura de date a reprezentdrii qi
lela{iile situatiei infdtiEate. De exernplu, lungimea unui
43

'al srsrpN{p pn rN'rnr-rcBNTA 4Rrrrrctat-A $r RoeoTr
segment pe hartd gi lungimea reald sint in corespondenli
diiectS. Avantajul principal al metodei reprezentdrii di-
recte este dat de simplitatea actualizdrii reprezentdrilor
pentru a reflecta schimbdrile survenite in mediul exterior.
Fig. 1.6. Rezolvarea problemelor de cdtre experli :
a-situalii cunoscute ; b-situatii noi.
Reprezentaiea analogicd este inclusd in programe.
-ca
de exemplu, sistemul pentru demcnstrarea teoremelor din
geometri-e (Geometrg Theorem Pr9rytr, 7963), planificato-
iul general aI spaliului (General Space Planner, 1976)'
WHISPtriI (1976) etc.
Sistemul pentru demonstrarea teoremelor din geo-
metrie a fost unul dintre primele programe automate des-
tinate verificirii teolemelor prin tehnica reducerii pro-
blemelor qi ra{ionament invers. Planificatorul general al
spaliului avea sarcina ordondrii lucrurilor, pornindu-se
de Ia unele,constringeri. WHISPER este un sistem desti*
nat efectuirii unor ralionamente numai prin reprezentdri
analogice.
)
I NTELIGENTA ARTIFICiALA
Lucrdrile referitoare la primitivele semantice s-au
concentrat asupra stabilirii vocabularului pentru repre-
zentdri
-
problernd generali a tehnicilor analizate mai
sus. Prin primitirre semantice inlelegem simbolurile uti-
lizate odatd cu sistemul sau, in sens mai restrins, elemen-
tele componente in care poate fi divizat inlelesul cuvin-
telor Ei propozi{iilor.
Cadrele gi scenariiie sint utilizate in reprezentarea
cunogtin{elor despre obiective gi evenimente tipice ale
unor situalii specifice. Prin cadre pot fi inlelese percep
fiile vizuale, dialogurile in limbaje naturale etc. ; scena-
l'iile sint structuri similare cadrelor qi sint proicctate spe-
cial pentru reprezentarea secvenlelor din evenimente,
ambele constituind de fapt metode de organizare a re-
prezentdrii cunoEtinlelor pentru simplificarea acestora gi
efectuarea de inferenfe.
Pini in prezent au fost elaborate mai multe sisterne
practice
-
GUS (7977), limbajul de reprezentare a cu-
noEtinlelor (KRL
-
Knowledge Representation Language
1977), NUDGE (7977), KLONI (1978), UNrTS (1980).
Din analiza efectuatd pind aici rezultd marea diver-
sitate a metodelor qi tehnicilor de reprezentare a cu-
noEtinlelor in sistemele de inteligenld artificial5.
Reprezentarea cuno;tinlelor este un capitol esenfial
pentru intregui domeniu al inteligenlei artificiale, in care
psihologia cognitivd joacd un rol deosebit de important.
Lncercirile intreprinse se apropie mai mult sau mai pu-
tin de operatiile presupuse a avea loc in creierul uman.
Indiferent de domeniul asupra cdruia se indreaptd aten-
[ia, de la gah gi matematicd la chimie q.a., scopul cerbe-
tdrilor de reprezentare a cunogtintelor este de a permite
programelor de inteligen{d artificiald sd se comporte ca
5i cind ar gti ceva despre problema de rezolvat.
1.5. LIMBAJE DE PROGRAMARE
Cercetdrile in domeniul inteligenfei artificiale se
rlcsfdsoard in direclia elabordrii de programe care sd re-
li^efeze o comportare inteligentS. Pentru implementarea
ircestei idei sint necesare calculatoare electronice si lim-
t5

.46 STSTEN{E DE INTELIGENTA ARTIFICIALA $I ROBOTI,
baje de programaxe adecvate. Limbajele de programare
asiguri specificarea obiectelor qi proceduriloq necesare
pentru reZolvarea diferitelor probieme. Principalele frtlc-
jii ate limbajeior de nivel inalt sint implementarea qi mo-
dificarea programeLor care demonstreazi qi testeazd idei-
le inteligenlei artificiale qi capacitatea de a gindi.
Unuf dintre prirr-rele limbaje de programare, IPL
(1957), a introdus ideile de manipulare arbitrard a simbo-
lurilor cu ajutorul calculatorului, precum Ei tehnica pre-
lucrSrii listelor (list processingl. Inilial, majoritatea pro-
gramelor de inteligenla artificiald
- Chess, Logic Theo-
iist, Genelal Problem Solver, SAD-SAM, EPAM etc. --
au fost scrise in limbaj IPL.
Prelucrarea listelor, precum qi alte citerza imbundtd-
liri aduse modalitS{ilor de programare au stat Ia baza
elabordrii limbajului LISP (1958), care a devenit unul
dintre cele mai utilizate sisteme din domeniul inteligen-
{ei artificiale. Sti'uctura listelor rerprezintd un tip de date
de nivel inalt, iar LISP oferd primitive pentru manipu-
larea listelor si faciiitdli de rularc-care vin in ajutorul
programatorului.
In ceea ce privelte rezolvarea problemelor, a fost rea-
lizat gi dezrroltat iimbajul PLANNER (19Y1), care face
apel la cunogtinle de gindire. Programatorul exprimd
instrucliunile printr-o coleclie 'de declarafii, numite teo-
reme, pentru a descrie modul de atingere a stiirii finale,
precum Ei ceea ce este de fdcut in cazul apariliei unor
anumite situalii pe parcurs. PLANNIR permite codifi-
carea cunoEfin{elor de procedurd
- adicd modalitatea de
realizare a acliunilor
-
gi oferd posibilitatea utiiizdrii
acestora in diferite moduri pentru rezolvarea probieme-
1or. t
O parte di.n limbajul PLANNER a fost implementath
in MICROPLANNER, care cuprinde invocarea directd a
modelelor procedurilor qi ralionamentul invers, automat-
Existd doud tipuri de proceduri
- teoreme-consecinfd qi
respectiv, antecedent. Ca exemplu de progran scris in
MICROPLANNER se rnenlioneazi SHRDLU.
Limbajul CONNIVER (1972) a apdrut'ca reac{ie la
rigiditatea concepliei ralionamentului in MICROPLAN-
IVbR. Umbajul a introdus ideea de arbore aI contextului
rN'TBLIGENTA ARTIFICIALA
bazei de date, care reprezintd simultan diferite situalii
pentru diferite variante de acliuni.
I.imbajele PLANNER qi CONNIVER au fost utilizate
atit pentru reprezentarea cunoEtinfelor, cit gi pentru pro-
gramare ; ele a.,reau .ca element comun important faptui
ci realizau structuri de date Ei control de inalt niveL,
u;ol de folosit. Ambeie limbaje au delinut un rol deose-
bit in domeniul AI, dar in prezent nu rnai sint utilizate.
Pe lingd LISP, PLANNER qi CONNIVER, printre lim-
bajele importante de programare se numdrd SAIL, QLISP,
POP-2 9i trUZZY.
Limbajul SAIL a fost lansat de Laboratorul de inte-
ligenfd artificiald de Ia Stanford (1969); el se bazeazS.
pe limbajr"rl ALGOI--60, dar incorporeazd un formaiism
asociativ de refacere, denurnit LEAP, care permite o exa-
minare,rapidd a conlinutului bazei de date. Acest limbaj
este destinat sistemelor de analizi a imaginilor qi de in-
lclegere a vorbirii care implici efectuarea rapidd de cai-
cule qi utilizarea simbolurilor, ca in LISP.
QLISP este derivat din limbajul de rezolvare a pro-
blemelor, QA, apdrut ia mijlocul anilor '60. Existd mai
multe variante ale limbajului QLISP, dintre care men-
tiondm QA1 pentru formalizarea ideilor din piogramul
SIR, QA2 destinat aplicArii mecanismului de efectuare
ir inferenlelor in cazul demonstrdrii teoremei rezolufiei,
(iA3 apdrut ca o imbundtSfire p _lui QA2 in ceea ce pri-
veste programul de sintezd, verilicare qi rezolvare a pro-
blemelor qi QA4 (1971) folosit pentru eliminarea difi-
cultdfilor referitoare la examinarea teoremelor qi fapte-
lor semnificative din baza de date. In acest scop este
Irecesard precizarea cunoqtin!elor specifice domeniului,
l)rccum Ei a celor procedurale privind faptele utilizate,
gdsindu-se o formul5 sirnilard cu cea a limbajului PLAN-
NER
- indexarea in funclie de scopul urmdrit. QA4 a
Iost primul limbaj in care diferitele afirmalii se puteau
leprezenta in mod unic pentru asocierea acestora cu
proprietdlile date. Mecanismul adoptat pentru context
;i structura generald de control sint similare procedee-
lor f61sri1. de limbajut CONNIVER.
Pentru a beneficia pe scard largi de avantajele pre-
zt'ntate mai sus, limbajul QA4 a fost implementat in
,i'
47

4918
/
SISTEME DE INTELIGENTA ARTIFICIALA SI ROEOT]
INTERLISP, formulind limbajui QLISP. Spre deosebire
de MICROPLANNER ;i CONNIVER, care sint interpre-
tatoare LISP, iimbajul QLISP este un pachet de s'rbru-
tine pentm INTERLISP, ambele fiind mai uEor de uti-
lizat in programare. Ca 9i in cazul limbajului PLAr.I*NER,
QLISP determini adevirul unei afirmafii printr-o sirn-
pld exarninare a bazei de date sau il gdseste prin deduc-
{ii Ei teoreme logice. De asemenea se folosegte notiunea
de set de proceduri. Dintre sistemele scrise in (QLISP se
men{ioneaze NOAI{ si DEDALUS.
Limbajul POP-2 (1967), similar cu ALGOL in ceea ce
privegte sinteza, are gi multe dintre proprietdlile limba-
jului LISP. POPLER este un limbaj in POP-2, incorpo-
rat in PLANIIER.
FTJZZY (1977) este un limbaj de programare elabo-
rat pentru.domeniul inteligen{ei artificiale. Printre sis-
temele care folosesc limbajul FUZZY se numdri N{YCIN,
AIMDS/BELIEVER, }iAM-RPM etc.
Dintre limbajele bazate pe calculul predicatelor de
primul ordin se men{ioneaz5 PROLOG qi FOL. Progra-
mele in limbaj PROLOG cuprind axiome in logica de
primui ordin si o teoremd care trebuie demonstratS. Dacd
teorema conline variabile cuantificate sistemul va re-
turna imediat rdspunsul care verificd teorema din punc-
tul de vedere al adevirului, utilizind metode similare cu
cele ale limbajului QA3 ; chiar qi modul de programare
se aseamdnd cu cel al limbajelor QA3 qi PLANNER. Ra-
lionamentul invers folosit este automat, dar programato.-
rul trebuie sd adauge unele comenzi pentru a controla
ordinea in care sint luate in considerare propoziliile qi
axiomele. Pentru limbajul PROLOG a fost implementat
un compilator care permite rularea programelor din di-
verse domenii in perioade de timp egale. Celdlalt limbaj,
FOL, avind la baz6, metateoria pentru verificdri, acceptd
date logice gi comenzi care pot fi elaborate qi testate din
punctul de vedere al corectitudinii. Structura de manipu-
lare a teoriei pernite construirea de metateorii arbitrare.
ln acest fel o teoremd poate fi demonstratd nu numai
prin teorie, ci gi prin metateorie. Demonstrarea unei teo-
reme prin metateorie corespunde executerii unei proce-
duri pentru a produce o teorem6. i
'Marea varietate de aplicalii a condus la elaborarea
unui numdr impresionant de limbaje qi programe pentru
sistemele de inteligenld artificiald. In cele ce urmeazi
se prezintd principalele realiziri in acest domeniu, cu
precizarea cd sistemele descrise sint in majoritate spe-
cializate, proiectarea lor avind in vedere rezolvarea unor
probleme specifice.
Dezvoltarea mijloacelor pentru realizarea sistemelor
de inteligentd artificiald implicd o evolutie de tipul expe-
rimentare
-
testare
-
utilizare. Limbajele de progra-
mare actuale au apdrut ca sisteme complexe, avind ca-
racteristici sofisticate, spre deosebire de iimbajeie de in-
gineria cunoagterii qi programele de realizare a sisteme-
lor care sint limitate. in tabelul 1.4 sint reprezentate prin-
cipalele limbaje gi sisteme hardware in domeniul inteli-
genlei artificiale, avindu-se in vedere categoriile, modul
de implementare, destina{ia qi descrierea limbajelor, pre-
cum Ei a echipamentelor care le folosesc in prezent.
TABELUL 1.4. Limbaje pi sisteme hardware in domeniul inteli-
gen{ei artificiale
I'lodul de implementare Destinatia Descrierea Sistencle: hardware
Limbaje de programare
INTERLISP-D uz general
LISP uz general
PROLOG uz general
SMALLTALK-8O uz general
ZETALISP uz general
proceduri
proceduri
logicdlnro-
ceduri
obiecte
proceduri
inferenfe
inferen!e
Xerox 1100
MaEini Larnbda
DEC 10, DEC 20
Tektronix 4404
Symbolics 3600
VAX-1l, SUN,
APOLLO
VAX-11f80, Pri-
me 400
Programe pentru realizarea sistemelor etpert
I,IXPERT-EASE achizilia cu- inferen{e IBM-PC, IBM-
noEtinlelor XT, Victor 9000,
DEC Rainbow
PLUME interfele pen- software Symbolics 3600
tru limbaje na- VAX-11
turale
ITULE-I,IASTER achizi{ia cu-
nogtintelor
'f IMM achizi{ia cu-
noqtin!elor

SISTEME DE INTELIGENTA ARTIFICIALA $I ROBOTI
Limbaje de ingineria cunoo$terii
ART uz general
uz general
uz general
uz general
uz general
uz general
uz - general
uz general
diagnozd
uz general
reguli/ca-
dre/
procedurd
logicS/re-
guli
reguli/ca-
dre/
proceduri/
obiecte
reguli/pa-
dre
reguli
reguli
reguli
regulilpro-
ceduri
rcguli
roguli/ca-
clre'7!roce-
duri
reguLi
cadre
Masini CADR,
Syrnbolics 3600
Symbolics 3600,
DEC VAX
Xerox 1100, Sym-
bolics 3600
DEC VAX (siste-
me de operare
UNIX sauVMS)
IBNI PC
VAX-I1
Symboiics 3600
VAX-11
TI Professional
Computer
Xerox 1100, Xe-
rox 1108
IBM PC
Syrnbolics 3600,
vAX-11
ARS
ART
C
LISP
CONCHE
CSRL
DETEKTR
DPL
DUCK
EMYCIN
ERS
ETS
EXPERT
BXPERT-
EASE
EXPERT-2
EXPRS
FIT
FLAVORS
FOL
FRL
GEN-X
GETREE
GLIB
GPSI
GUESS/1
HCPRVR
FIEARSAY
_II I
HPRL
ITSRL
lMPULSE
]N-ATEI
I(E
INTER-
LISP
INTER-
LISP-D
KANDOR
KAS
IiBS
KEE
KES
iL-ONE
KMS
iRL
LlReguIi
LlReeuli
L/Proce-
duri
LfProce-
duri
Program
Lpadre
Program
L/Cadre
LlLocice.
L/Reguli
L/Reguli
Program
L/Reeuli
Frogram
L/Reguli
L/Reguli
L/Logicd
L/Obiecte
L/Logicd
L/Cadre
L/Reguli
Program
L,tR"euh
L/keeuli
L/Reguli
L/Logicd
L/Reguli
L/Cadre
LiLogicd
L/Mijloc
L/Mijloc
L/Proce-
duri
L/Proce-
duri
L/Cadre
L/.?eguli
L/Obiecte
L/Cadre
LlBeguli
L/Cadre
L/Cadre
L/Cadre
KRT
KRYPTON
LES
LISP
LOOPS
MARS
MELD
MORE
MRS
MUMPS
M. 1
NEI'L
oPS 5
OPS 83
owL
Personal
consultant
PICON
PIE
PLUI."{I'
PRISM
PROLOG
PSL
PSYCO
RADIAL
RITA
RLL
ROGET
ROSIB
ROSS
RULE-
h'iASTER
RULE
WRTTER
SAIL
SAVOIR
SEEK
SMALL-
TA]K
SOAR
SRL
SRL +
STROBE
s. I
Program
L/Cadre
LiReguIi
L7'Prooe-
duri
L/Obiecte
LlReguIi
L/Reeuli
Program
L/Reguli
LlProce-
duri
L/Reguli
L/Cadre
L/Reguii
LfiReguli
LlCadre
LfiReguli
Program
Program
Program
L/Reguli
L/Logici
L/proce-
duri
L/Reguli
L/Resuli
L,/Resuli
L/Cadre
Program
L/Reguli
L/Obiecte
Program
Proglam
L/Proce-
duri
L/Reguli
Program
L/Obiecte
L/Obiecte
LlReguli
L/Cadre
L/Cadre
L/Obiecte
LlReguli
DUCK
KEE
KES
M. 1
OPS 5
OPSSe
OPS 83
SERIS
SRL +
PERSONAL diagnozd
CONSULTANT
S. 1 uz general
Programele pentru realizarea sistemelor actuale, me-
todele de reprezentare si limbajele utilizate de inteli-
genta artificial5 sint ilustrate in tabelul 1.5; in cazul
Iimbajelor s-a indicat metoda de reprezentare.
TABELUL 1.5. Programe pentru realizarea sistemelor, metode de
reprezentare gi limbaje utilizate de inteligen{a
artificiali
Denumirea
Categoria
siste mului
(L:Limbaj)
Denumirea
Categoria
sistemului
(L*Limba j)
ACLS
ADVISE
AGE
AiMDS
ALICE
Program
' Program
Program
L/Cadre
L/Loeicd
ALIX
AMORD
APES
APLICOT
ARBY
EfReguli
L,4Reguli
LlLoeicFt
L/Logicd
L/Reguli

TEIRESIAS
TIMM
'T. 1
Program
Program
Program
Unit
PACKAGE
ZETALISP
L/Cadre
Lproce-
duri
52 SISTEME DE INTELIGENTA AR,TIFICIALA $I .ROBOI'I
I
Metodele bazaLe pe proceduri irnplicd o cale normale
de organizare a prograimului
-
subrutine inglobate in
alte subrutine. Programatorul defineqte un set de pro-
ceduri de inalt nivel, care reprezintd de fapt un limbaj
strict specializat pentru descrierea acliunilor de urmat.
ln acest fel sc asigurd o mare fiexibilitate a sistemului,
dar explicitarea programelor este ceva mai dificild decit
in varianta standard.
Un mod special de organizare se realizeazd cu me-
todele bazate pe obiecte; in acest caz entitdlile capabile
-qd prezinte o anumitd comportare sint reprezentate prin
obiecte.
Metodele bazate pe logicd folosesc prograrnarea prin
predicaie pentru a controla analiza unui set de ciauze
declarative. Un program logic compard scopul dorit cu
predicatul-consecinfd
-
definit ca fiind adevirat dacd
predicatele, numite antecedent, sint adevdrate. Aceastd
metodi este similare cu ralionamentul invers aplicat in
cazul limbajelor bazate pe reguli.
Construirea unor afigaje vizuale sofisticate pentru
variabileie monitorizate din program se face cu metode
de acces. La sehimbarea sau citirea datelor sint folosite
proceduri pentru monitorizarea programelor sau a dis-
pozitivelor externe.
Principalele programe pentru realizarea sistemelor de
inteligentd artificiald (fig. 1.8) sint prezentate in sin-
tezd pentru a se da o imagine asupra naturii qi marii
Ior varietdli.
c ACLS (Analog Concept Learning System) induce
reguli din variantele de decizii Iuate de un expert uman
in domeniul analizat. Utilizatorul specificd setul de atri-
bute care determind decizia qi, eventual categoria deci-
ziilor cagre pot fi luate. Din exemplele cunoscute sis-
temr.rl genereazd reguli de clasificare
-
atit sub forma
unor arbori, cit Ei ca programe PASCAL. Metoda de in-
duclie folosegte aigoritmul de invifare ID3.. Sistemul
clescris a fost implementat pe microcalculatoare APPLE
lI- $i iBM PC.
. ADVICE constd dintr-un set integrat de sisteme de
dezvoltare gi are aplicafii de uz gener,al, incluzind di-
veise forme de reprezentare a cunoEtinlelor, scheme de
1.5,1. PROGRAME PENTRU REALIZAREA
SISTEMELOR DE INTELIGENTA
ARTIFICIALA
Sistemele dezvoltate in etapa actuali implicd una sau
mai multe metode de reprezentare a cunostinlelor qi
programe de organizare. Principalele metode sint ilus-
trate in fig. 1.7, in care sint prezentate, de asemenea, pro-
gramele utilizate qi descrierea lor. S-au avut in vedere
cele mai cunoscute metode pentru reprezentarea cunos-
tinlelor
-
reguli, cadre gi relele
-, degi unele aplicalii
folosesc combinalii de tipul cadre-reguli.
Reguli de tipul tF+THEN
cu retionament direct sau invcrs
lerarhii cadru
Subrutine inglobate pcntru organizarrs
gi controlul executirii programului
Obiectc cere comunici
prin mesaja
Calculul predietclor pentru
organizarea Vi erecuLarea progrunului
Procedqri pentru calcule noi
la schimbarea detelor
Fig. 1.7. Reprezentdri gi metode de programare pentru
sisteme-expert.

Fig. 1.8. Sisteme de programare pentru inteiigenla artificiald.
propagare, strategii de control Ei programele de invdtare
inductivd GEi4 si CLUSTER. Sistemul este irnplementat
in limbaj PASCAL Ei poate fi executat pe calculatoare
DEC VAX in sisternul de operare UNIX.
. AGE (Attempt to GEneralize) sprijind utilizatorul
in selectarea cadrului de lucru, proiectarea unui limbaj
de reguli gi asarnblarea pdrlilor intr-un sistem-expert.
AGE este constituit dintr-un set de blocuri, dupd mo-
delul funcliilor INTtrRLISP, cu aplicatii. in arhitecturi
diverse. de tipul maEinilor pentru inferenle. Sistemul
este implementat in limbajul INTERLISP.
.'CONCIIE (CONsistency CFlEcker) ajutd Ia testarea
completitudinii cunogtintelor mecanisrnelor, care au loc
in reacliile organice. Dupd achizifionarea cunoqtinlelor,
in urma unui dialog interactiv cu un expcrt chirnist,
programul extrage o serie de reguli. Ca Ei'[!{YCIN,
CONCHE folose;te ralionamentul invers gi acela;i mod
INTtrLIGtrNTA ARTIFICIALA
de derivare a regulilor. Itezultatele sint prezentate sub
forma regnlilor, f:aptelor si condiliilor
-
realizate sau
nerealizate. Implementarea s-a efectuat in limbajele
LIStr si T-UZZY.
o DETEKTR (Development Environment for TEK-
tronix ?Roubleshooters) permite,experlilor sI elaboreze
sisteme pentru efectuarea depandrilor qi confine subsis-
teme specializate (diagrame, comunicafii, reguli etc.) pro-
iectate in limbajut GLIB. Programul are posibilitatea
in<iicdrii reprezentf ilor prin diagrame monitorizate. Im-
plementarea s-a realizat in SIVIILLTULK-80 pentru sis-
temul de inteligenld artificiald Tektronix 4404.
e E?S (Expertise ?ransfer System) este folosit in cer-
cetare pentlu analiza bazelor de cunoEtinle scrise in lim-
bajul OPS 5 prin intervievarea unui expetl uman gi pro-
ducerea automatd a setului de reguli, cu un factor de si-
guranld care poate fi revdzut Ei rnodificat pe parcurs.
ETS este scris in limbai INTERLISP-D qi poate fi exe-
cutat pe stalii de lucru Xerox 1100.
. EXPERT-EASE este un program destinat constru-
irii sistemelor-expert, pe baza unor caracteristici qi fac-
tori asupra cdrora este interogat specialistul. In acest fel
sistemul poate invdla o procedurd pentru rezolvarea pro-
blemei qi produce un arbore decizional care reprezintd
procedura. Programul este realizat'in limbalui PASCAL
9i poate fi rulat pe calculatoare pefsonale IBM PC sau
lBM XT.
. GETREE conduce baze de date organizate in re{ele,
cu reguli reprezentate prin grafuri $i/SaU. Prograrnul
poate fi executat pe calculatoane DEC VAX in siste-
mul de operare VMS ; se mai utilizeazd o interfa{d graficd
interactivd cu terminal alfanumeric VT 100, posedind un
set de caractere grafice, precum qi un sintetizor de vor-
bit'e la iegire.
. GPS/ (General Purpose System for Inferencing)
permite constructia sistemelor bazate pe reguli qi constd
dintr-un monitor pentru controlul global interactiv, o
unitate ,de achizilie a cunogtintelor, o magind de infe-
ren{e, un compi.lator de reguli gi o interfa!5 pentru uti-
lizator. Mecanismele folosite conduc la o siguranld ridi-
'J
,aU PRoBLEMg
9t-$'.eggtFlCE
-;RAN,
PAscAt)
L(on
' ;-l?!}' a+^"4t <'<
"*;*"
./;*' *
/ sY"3"or
s.lrlls,zeo
c / ,"
ulM€
DF1-.)
PROGRAMARE
PENTRU
IN T E L I G E N TA
ne-rrplcrnlA
J/t4
(/ ^""
/ ,""':,{^","
"ots:t,/
"r"i".

Petre Tabarcea & Gheorghe Ghiur - Sisteme de inteligenta artificiala si roboti

Petre Tabarcea & Gheorghe Ghiur - Sisteme de inteligenta artificiala si roboti

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Petre Tabarcea & Gheorghe Ghiur - Sisteme de inteligenta artificiala si roboti

Similar to Petre Tabarcea & Gheorghe Ghiur - Sisteme de inteligenta artificiala si roboti (16)

More from Robin Cruise Jr.

More from Robin Cruise Jr. (20)

Petre Tabarcea & Gheorghe Ghiur - Sisteme de inteligenta artificiala si roboti