Микола Амосов - основоположник бiокiбернетичних технологiй
Матерiал пiдготовлен к.т.н.О.М.Касаткiним и к.т.н.Л.М.Касаткiной, спiвробiтниками вiддiлу "Нейромережевi технологiї обробки iнформацiї" Мiжнародного науково-навчального центра iнформацiйних технологiй i систем НАН України (першими аспiрантами М.М.Амосова в областi кiбернетики).	"Бiблiя" вiддiлу бiокiбернетики Специфiка школи М.М.Амосова Мережа iнформацiйних моделей (М-мережа) Робототехнiчний перiод Нейрокомп'ютери Учитель Моделювання в соцiологiї Iлюстрацiї. Лiтература. Додатковi матерiали.

Мережа iнформацiйних моделей (М-мережа)

Теоретичнi положення М.М.Амосова про механiзми переробки iнформацiї мозком i принципи породження складних психiчних функцiй були використанi при створеннi особливого класу нейроподiбної мережi, що одержала назву "М-мережа". М-мережа як iнструмент моделювання механiзмiв переробки iнформацiї була запропонована О. i Л.  Касаткiними у 1966 р. Елементи М-мережi вiдповiдають цiлiсним нейронним ансамблям i описуються як нелiнiйнi перетворювачi аналогової iнформацiї. Кожному елементу ставиться у вiдповiднiсть визначене поняття; зв'язки мiж елементами вiдображають взаємозв'язок i взаємовплив зв'язаних з такими поняттями реальними чи вiртуальними об'єктами, явищами, подiями тощо. Таким чином, М-мережа розширює можливостi нейронних мереж за рахунок привнесення ряду властивостей семантичних мереж.

Основна особливiсть М-мережi полягає в тому, що на множинi її вузлiв i зв'язкiв визначенi операцiї передачi активностi - чисельної величини, що характеризує поточне значення актуальностi чи цiнностi iнформацiйних дискретiв, що представленi вузлами мережi . У кожен момент часу стан М-мережi може бути описаний розподiлом активностi її вузлiв. Спецiальна процедура здiйснює трансформацiю i передачу активностi вiд одних вузлiв до iнших по iснуючим мiж вузлами спрямованим зв'язкам. Кожен зв'язок має вагу i може бути посилюючим чи гальмуючим. За частиною вузлiв М-мережi фiксується статус вхiдних (рецепторних) i вихiдних (эффекторних). Центральна частина М-мережi, у якiй вiдбувається власне обробка iнформацiї, що надходить по рецепторних входах, вiдображає знання i мiркування людини-фахiвця в рамках деякої предметної областi. Iстотну роль у роботi М-мережi грає система СУТ. У кожен момент часу СУТ видiляє найбiльш активний вузел, тобто найбiльш актуальну iнформацiю, пiдсилюючи її вплив на наступнi процеси в мережi. Вибiр СУТ одного з вихiдних вузлiв iнтерпретується як прийняття рiшення, що вiдповiдає семантицi цього вузла.

Розробленi в цей перiод комп'ютернi моделi iнтелектуальної поведiнки РЕМ (1965-1967 р.) i МОД (1968-1971 р.) дозволили продемонструвати принципову можливiсть створення нейромереж, що iмiтують механiзми, якi породжують складнi психiчнi функцiї. Зокрема, були промодельованi механiзми породження i впливу емоцiй на формування поведiнкових актiв. РЕМ i МОД створювалися як прообрази iнтегральних роботiв, здатних самостiйно оцiнювати власний стан (стан свого "тiла") i стан навколишнього середовища, планувати свою поведiнку i приймати необхiднi рiшення для реалiзацiї чи корекцiї плану. Моделi РЕМ i МОД були першими серйозними спробами вiдобразити засобами нейромережi психологiчнi аспекти поведiнки вищих тварин i людини.

Структура М-мережi РЕМа складалася з взаємозалежних пiдструктур, що реалiзують функцiї сприйняття, понятiйних узагальнень, емоцiйних оцiнок i прийняття рiшень. Це була перша спроба модельної реалiзацiї гiпотези М.М.Амосова. Не було ясно, чи удасться взагалi потрiбним образом органiзувати М-мережу, наскiльки складною буде задача її "настроювання" для одержання скiльки-небудь розумної поведiнки, чи дасть потрiбний ефект робота СУТ. Вiдповiдi на цi питання можна було одержати тiльки шляхом створення функцiонально неспецiалiзованої моделi. Саме тому i був обраний "роботний" сюжет - пересування в умовному клiтинному середовищi, що мiстить "небезпечнi" i "кориснi" для РЕМа об'єкти, тобто "побутову" поведiнку. Вiдповiднiсть моделi щодо гiпотези М.М.Амосова оцiнювалась по двох критерiях: доцiльнiсть зовнiшнiх проявiв поведiнки (власне, пересування) i доцiльнiсть "внутрiшнiх" реакцiй, тобто спонукальних мотивiв вибору тiєї чи iншої дiї. Змiною структури М-мережi (чи тiльки ваг окремих зв'язкiв) створювалися рiзнi типи "особистостi" РЕМа - агресивний, спокiйний, боягузливий. У ходi експерименту структура М-мережi не змiнювалася. Експериментiв було проведено досить багато, що в той час (1966-1967 р.) було непросто - "М-220" була єдиною "великою" обчислювальною машиною в Iнститутi кiбернетики i "одержати" машинний час було досить складно. Але пiсля РЕМа стало вже ясно, що на основi гiпотези М.М.Амосова дiйсно можна створювати нейромережевi структури, що породжують розумну поведiнку, i, що бiльш цiкаво, розумну мотивацiю цiєї поведiнки.

Наступна модель (МОД) була вже реалiзована на бiльш потужнiй i швидкодiючiй ЦОМ "БЭСМ-6", але оскiльки i сама модель була бiльш складною, навiть порiвняно простi експерименти з нею як i ранiше тривали вiд 1.5 до 2 годин машинного часу. Основна вiдмiннiсть вiд РЕМа складалося в здатностi МОД планувати своє пересування i навчатися в процесi взаємодiї iз середовищем.