А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Парадигма функциональной системы П.К.Анохина Интеллектуальные Информационные Системы Лекция 9.

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Кафедра фотоники и оптоинформатики Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики А.В.Павлов Интеллектуальные информационные системы Лекция 9 Парадигма когнитивной системы (Функциональная система П.К.Анохина) Санкт-Петербург, 2007

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Рефлекторный подход (Рефлекторная дуга) Внешний мир живой организм Сенсоры Стимул (АКЦИЯ) Сенсорный тракт ЦНС Команда на Исполнительные Органы ИО Действие (РЕАКЦИЯ)

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист И.П.Павлов 1916г. «Рефлекс цели» модель конечного результата данного акта создается уже на начальных этапах распространения возбуждения, т.е. раньше, чем закончится весь процесс формирования поведенческого акта, и раньше, чем будет получен сам результат.

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Концепция функциональной системы – эксперименты по пересадке у кошки экстензорной (разгибательной) мышцы задней лапы на место прикрепления флексора (сгибателя)

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист ПОЛЕЗНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СИСТЕМЫ КАК СИСТЕМООБРАЗУЮЩИЙ ФАКТОР 1) какой результат должен быть получен? 2) когда именно должен быть получен результат? 3) какими механизмами должен быть получен результат? 4) как система убеждается в достаточности полученного результата?

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Архитектоника ФС Память Мотивация ОА ПА Афферентный синтез РЕШЕНИЕРЕШЕНИЕ Принятие решения Акцептор Результата действия Программа действия Афферентный синтез Действие Результат действия Параметры результата Эфферентные возбуждения Обратная афферентация

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист АФФЕРЕНТНЫЙ СИНТЕЗ завершается ответом - какой именно результат должен быть получен в данный момент Различные типы конвергенции возбуждений на одном и том же нейроне. I мультисенсорная конвергенция встреча возбуждений от различных рецепторных поверхностей; II мультибиологическая конвергенция возможность конвергенции от различных биологических состояний, например голода, боли, ориентировочно- исследовательской реакции; III сенсорно-биологическая конвергенция, благодаря которой различные сенсорные возбуждения имеют возможность вступать в контакт с биологическими состояниями организма, широко генерализованными по огромному количеству корковых и подкорковых нейронов; IV аксонально-сенсорно-биологическая конвергенция, благодаря которой на одном и том же нейроне или на комплексе нейронов создается возможность встречи не только сенсорных, биологических, интрацентральных возбуждений, но и тех возбуждений, которые выходят на конечный нейрон в виде эфферентных. Эти возбуждения отходят по коллатеральным ответвлениям от основного аксона. Такая конвергенция возбуждений с полифункциональным содержанием представляет собой подлинный интегративный блок.

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ Решение совершается после того, как произведен выбор наиболее адекватного результата по отношению к данной доминирующей мотивации. Выбор наиболее подходящих степеней свободы в тех компонентах, которые должны составить рабочую часть системы. В свою очередь эти оставшиеся степени свободы дают возможность экономно осуществить именно то действие, которое должно привести к запрограммированному результату.

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист АКЦЕПТОР РЕЗУЛЬТАТОВ ДЕЙСТВИЯ Предсказание полезного результата. Если результат соответствует прогнозированному, то организм переходит к следующему этапу поведенческого континуума. Если же результат не соответствует прогнозу, то в аппарате сличения возникает рассогласование, активирующее ориентировочно-исследовательскую реакцию, которая, поднимая ассоциативные возможности мозга на высокий уровень

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Линейный предсказатель Im A, Im B – реализации стационарного случайного процесса С BA – функция взаимной корреляции Im A, Im B Im x x0x0 x Min xkxk

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Линейный предсказатель

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Линейный предсказатель

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист Линейный предсказатель

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист

1 этап – обучение НС. Предъявляет ся Звезда Гроссберга

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист 2 этап – предъявление обученной сети входного образа. Голограмма формируетN звезд Гроссберга

А.В.Павлов Инт. Инф. Сист 3 этап – обращение волнового фронта.