Микола Амосов - основоположник біокібернетичних інформаційних технологій
Матеріал підготовлено к.т.н. О.М.Касаткіним і к.т.н. Л.М.Касаткіною, співробітниками відділу "Нейромережеві технології обробки інформації" Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій і систем НАН України (першими аспірантами М.М.Амосова в галузі кібернетики).	"Біблія" відділу біокібернетики Специфіка школи М.М.Амосова Мережа інформаційних моделей (М-мережа) Робототехнічний період Нейрокомп'ютери Учитель Моделювання в соціології Ілюстрації. Література. Додаткові матеріали.

Мережа інформаційних моделей (М-мережа)

Теоретичні положення М.М.Амосова про механізми переробки інформації мозком і принципи породження складних психічних функцій були використані при створенні особливого класу нейроподібної мережі, що одержала назву "М-мережа". М-мережа як інструмент моделювання механізмів переробки інформації була запропонована О. і Л.  Касаткіними у 1966 р. Елементи М-мережі відповідають цілісним нейронним ансамблям і описуються як нелінійні перетворювачі аналогової інформації. Кожному елементу ставиться у відповідність визначене поняття; зв'язки між елементами відображають взаємозв'язок і взаємовплив зв'язаних з такими поняттями реальними чи віртуальними об'єктами, явищами, подіями тощо. Таким чином, М-мережа розширює можливості нейронних мереж за рахунок привнесення ряду властивостей семантичних мереж.

Основна особливість М-мережі полягає в тому, що на множині її вузлів і зв'язків визначені операції передачі активності - чисельної величини, що характеризує поточне значення актуальності чи цінності інформаційних дискретів, що представлені вузлами мережі. У кожен момент часу стан М-мережі може бути описаний розподілом активності її вузлів. Спеціальна процедура здійснює трансформацію і передачу активності від одних вузлів до інших по існуючим між вузлами спрямованим зв'язкам. Кожен зв'язок має вагу і може бути посилюючим чи гальмуючим. За частиною вузлів М-мережі фіксується статус вхідних (рецепторних) і вихідних (эффекторних). Центральна частина М-мережі, у якій відбувається власне обробка інформації, що надходить по рецепторних входах, відображає знання і міркування людини-фахівця в рамках деякої предметної області. Істотну роль у роботі М-мережі грає система підсилення-гальмування (СПГ). У кожен момент часу СПГ виділяє найбільш активний вузол, тобто найбільш актуальну інформацію, підсилюючи її вплив на наступні процеси в мережі. Вибір СПГ одного з вихідних вузлів інтерпретується як прийняття рішення, що відповідає семантиці цього вузла.

Розроблені в цей період комп'ютерні моделі інтелектуальної поведінки РЕМ (1965-1967 р.) і МОД (1968-1971 р.) дозволили продемонструвати принципову можливість створення нейромереж, що імітують механізми, які породжують складні психічні функції. Зокрема, були промодельовані механізми породження і впливу емоцій на формування поведінкових актів. РЕМ і МОД створювалися як прообрази інтегральних роботів, здатних самостійно оцінювати власний стан (стан свого "тіла") і стан навколишнього середовища, планувати свою поведінку і приймати необхідні рішення для реалізації чи корекції плану. Моделі РЕМ і МОД були першими серйозними спробами відобразити засобами нейромережі психологічні аспекти поведінки вищих тварин і людини.

Структура М-мережі РЕМа складалася з взаємозалежних підструктур, що реалізують функції сприйняття, понятійних узагальнень, емоційних оцінок і прийняття рішень. Це була перша спроба модельної реалізації гіпотези М.М.Амосова. Не було ясно, чи удасться взагалі потрібним чином організувати М-мережу, наскільки складною буде задача її "настроювання" для одержання скільки-небудь розумної поведінки, чи дасть потрібний ефект робота СПГ. Відповіді на ці питання можна було одержати тільки шляхом створення функціонально неспеціалізованої моделі. Саме тому і був обраний "роботний" сюжет - пересування в умовному клітинному середовищі, що містить "небезпечні" і "корисні" для РЕМа об'єкти, тобто "побутову" поведінку. Відповідність моделі щодо гіпотези М.М.Амосова оцінювалась за двома критеріями: доцільність зовнішніх проявів поведінки (власне, пересування) і доцільність "внутрішніх" реакцій, тобто спонукальних мотивів вибору тієї чи іншої дії. Зміною структури М-мережі (чи тільки ваги окремих зв'язків) створювалися різні типи "особистості" РЕМа - агресивний, спокійний, боягузливий. У ході експерименту структура М-мережі не змінювалася. Експериментів було проведено досить багато, що в той час (1966-1967 р.) було непросто - "М-220" була єдиною "великою" обчислювальною машиною в Інституті кібернетики і "одержати" машинний час було досить складно. Але після РЕМа стало вже ясно, що на основі гіпотези М.М.Амосова дійсно можна створювати нейромережеві структури, що породжують розумну поведінку, і, що більш цікаво, розумну мотивацію цієї поведінки.

Наступна модель (МОД) була вже реалізована на більш потужній і швидкодіючій цифровій обчислювальній машині "БЭСМ-6", але оскільки і сама модель була більш складною, навіть порівняно прості експерименти з нею як і раніше тривали від 1,5 до 2 годин машинного часу. Основна відмінність від РЕМа складалося в здатності МОД планувати своє пересування і навчатися в процесі взаємодії із середовищем.