Оптические вычисления - Арратуна Р.
Скачать (прямая ссылка):
выделения источников поломок в оптических системах.
Рассмотрим подробнее п. 3 на рис. 10.24. Авторам кажется, что
рассмотрение такого произвольно выбранного примера будет полезно для
наглядного описания принципов работы экспертных систем, а также
иллюстрирует идеи, обсуждаемые в предыдущих разделах.
В целях рассмотрения данного примера обратимся к системе, состоящей из
лазера, узкополосного фильтра, нелинейного оптического устройства,
фотодетектора и набора линз; схема этой системы показана на рис. 10.25.
В данной системе испускаемый лазерный луч поступает сначала в первую
линзу, затем в фильтр, где световой пучок некоторым образом
модифицируется. В данном примере будет предполагаться, что фильтр
пропускает только свет, соответст-
Глава 10. Оптика и символьные вычисления
325
вующий точной длине волны лазера, так что любые изменения в спектре
выходного луча лазера приведут к уменьшению интенсивности света,
проходящего через фильтр. Прошедший через фильтр свет затем пропускается
через некоторое нелинейное оптическое устройство и выходной сигнал
попадает на фотодетектор. Используя для описания данной системы
последовательность фреймов на наиболее простом уровне, выделим в базе
знаний элементы, показанные на рис. 10.26.
Путь, который проходит свет в системе, представлен словами От: и До:,
указывающими на связи между различными фреймами в семантической сети.
Изменения свойств света при его прохождении через систему представляются
изменениями в конечном слове Выход:. Наконец признак Вход: накапливает
знания о луче лазера, проходящем в системе. Предположим, что выходной
сигнал детектора спадает до нуля (( = ТокНУЛЬ) в языке Лисп) и перед
пользователем возникает задача диагностики причин неисправности;
экспертная система должна помочь ему в этом.
В приведенном примере система могла бы выполнять процедуры одним или
двумя способами, работая либо по нисходя-
(1) Интерпретация информации с датчиков?
(2) Предсказание последствий в заданных ситуациях;
(3) Диагностика сбоев;
(4) Разработка объектов в рамках заданных ограничений:
(5) Мероприятия по планированию;
(6) Управление процессом наблюдения или сравнение результатов
наблюдений с целью выявления уязвимых мест;
(7) Поиск ошибок и выдача рекомендаций по преодолению сбоев;
(8) Ремонт или выполнение плана рекомендованных операций;
(9) Управление системами;
(10) Команды, включающие диагностирование ошибок или средства
регулирования действий обучаемого;
Рис. 10.24. Применение экспертных систем.
Лазер Линза t Фильтр Линза 2 Линза 3 Нелинейное Детектор
устройство
Электронная
схема
последующей
обработки
Рис. 10.25. Прототип оптической системы, использованной в приведенном
примере экспертной системы,
326
Часть IV. Символьные вычисления и искусственный интеллект
щей схеме от "фотодетектора", либо по восходящей схеме от "лазера". В
первом случае система могла бы предположить, что выходной сигнал
отсутствует ввиду отсутствия входного сигнала; другими словами,
отсутствует лазерный луч, достигающий детектора. Чтобы это было истиной,
должно быть истинным одно из следующих утверждений: не исправен детектор,
неисправно нелинейное устройство, поломка связана с какой-то из
компонент, стоящей на пути светового пучка до уже упомянутых устройств.
Именно в этом месте в задачу может быть введена экспертиза, поскольку
система может "знать", что:
Правило 1. Если выходной сигнал фотодетектора уменьшается до нуля, то
фотодетектор не исправен.
Правило 2. Если в системе имеется нелинейное оптическое устройство, то
его выходной сигнал чувствителен к правильности юстировки.
Применяя этот вид экспертизы к данной задаче, система может исключить
фотодетектор и другие компоненты из числа причин возникновения задачи и
выдвинуть гипотезу, что неисправно нелинейное устройство. Взаимодействуя
с пользователем, система может принять решение об истинности начальной
гипотезы. Это взаимодействие системы с пользователем может принять
следующий вид:
Система: "Является ли входной сигнал Устройство равным Лазерное,
излучение?".
Фрейм: Лазер Фрейм: Линза. 1 Фрейм: Фильтр Фрейм:
Фильтр
От: Оптическая система От: Лазер От: Линза.1 От: Линза. 2
Вход: НУЛЬ Вход: Лазерное излучение Вход: Лазерное излучение Вход:
Лазерное излучение
Выход Свет. 1 Выход: Свет.1 Выход: Свет.2 Выход:
Свет. 2
До: Линза. 1 До: фильтр До: Линза.2 До: Линза.3
Фрейм Линза.3 Фрейм: Нелинейное, уст ройство Фрейм:
Фотодетектор
От: Линза.2 От: Линза.3 От: Нелинейное устройство
Вход: Лазерное излучение Вход: Лазерное излучение Вход: Лазерное
излучение
Выход Свет.2 Выход Свет. 3 Выход; Текущая, запись
До: Нелинейное. устройство До: Фотодетектор До: Оптическая.
Система
Рис. 10.26. Представление в виде фреймов оптической системы, приведенной
на рис, 10.25,
Г лава 10. Оптика и символьные вычисления
?27
Пользователь: "Да". , !
Располагая этой дополнительной информацией, система сделает заключение,
что фактически причина поломки связана с устройством.
