ПРОБЛЕМЫ, ПРОЕКТЫ И РЕШЕНИЯ

(Приложение 20)

 

Наша концепция проекта "Россия третьего тысячелетия" базируется на четырех основных моментах:

- интегральное и полное информационное обеспечение на базе интеллектуального рабочего места исследователя (НСС, СИС) всего Проекта;

- опора на этические нормы русской культуры и семантико-креативное богатство ее языка (естественный инструментарий и информационное пространство);

- фундаментальная и всесторонняя проработка всех аспектов любой решаемой проблемы в рамках Проекта и выделение текущей приоритетности выполнения его задач; одна из них - задача "Выхода России из кризиса";

- результатом деятельности группы в Проекте должна быть интеллектуальная и научно-техническая продукция только самого высокого уровня (заведомо превышающая мировой уровень).

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГРУППЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА

(ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ)

При проведении фундаментальных исследований первой и главной целью является осознание философии данной ПО (полной функциональной взаимосвязи явлений в рамках конкретной ПО и контексте эволюции Вселенной) .

Целью деятельности группы должно быть как можно большее стратегическое поле видения Проекта. Эта цель должна ясно осознаваться всеми членами группы. Для каждого конкретного дела должен быть разработан четкий план-график с возможными многовариантными подходами, технологиями и решениями. В качестве фоновых задач Проекта для ресурсного пополнения группы будут рассматриваться текущие актуальные задачи по интеллектуальной обработке информации.

Ресурсов всегда не хватает для оптимального выполнения задач проекта. Это нормальная, практически единственно возможная ситуация. Поэтому необходимо ранжировать очередность постановок и решения различных задач проекта.

От этапа к этапу реализации проекта его стоимость будет возрастать в 5-10 раз. Поэтому для большей эффективности, особенно в исследовательских задачах, первые этапы надо дублировать, запуская параллельно несколько возможных решений (например, 10 НИР, 5 макетов и 2 опытных образца). Избыточность на ранних стадиях обычно много дешевле по сравнению с необходимой избыточностью на завершающих стадиях.

Лидер каждой подгруппы должен обладать позитивным мышлением, чтобы исключить иждивенческое, пассивное настроение при выполнении своего фронта работ.

Проект должен распадаться на некоторое число конкретных и ясно формулируемых задач. В рамках каждой задачи будут проводиться исследования с целью создания новых знаний и разработок - как практического приложения этих знаний. Необходимо также предусмотреть возможное развитие и перерастание Проекта в Программу, представляющую совокупность проектов - "Информацион-ная Вселенная".

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА

Основной целью проекта является создание на основе нейросемантических структур представления информации (НСС) прототипа интеллектуальных информационных устройств (СИС) нового типа. Характерной особенностью этих СИС будет самоорганизация и обучаемость - базовые механизмы их настройки на любую предметную область.

Такой подход существенно расширит класс пользователей, так как для эффективной эксплуатации таких систем достаточно будет быть профессионалом только в своей предметной области. В зависимости от уровня профессионализма и умения обучать, пользователь сможет построить соответствующего качества интеллектуальную информационную систему о его предметной области. Таким образом механизм обучения полностью вытеснит процесс алгоритмирования при создании прикладных информационных систем. При этом отпадет необходимость в освоении сегодняшнего "обязательного набора" специальных знаний в области вычислительной техники (операционные системы, языки программирования, СУБД и др.), а также в создании коалиции со специалистами в области информатики (системного анализа, алгоритмирования, программирования и т.д.), что на сегодня является одной из сложнейших задач. Сам пользователь с помощью СИС уже сможет решать поставленную проблему и доводить полученный результат не только до вида законченного информационного продукта, но и создавать материальные образцы своих решений (СИС также связана и с автоматизированным производством). Практически СИС будет выполнять функции по интеграции всех специалистов ("высокоинтеллектуальных" - секретаря, лаборанта, техника и т.д.) в ориентированной интеллектуальной среде.

Работая с единой базой знаний, специалисты разных предметных областей автоматически будут использовать интегрированные данные и методы друг друга, что исключит дублирование работ и позволит легко образовывать коллективы специалистов самых разных направлений с полным информационным согласованием их работ.

Для достижения поставленной перед проектом цели необходимо реализовать несколько крупных этапов:

- концептуально проработать весь проект на общефилософском, научно-техническом и этическом уровнях, т.к. при его успешной реализации возможны коренные изменения нашего мировоззрения;

- разработать программную модель крупномасштабной ассоциативной памяти на нейроподобных элементах, имеющую удовлетворительные технические характеристики (время доступа, надежность и др.) при объемах информации интегрированной базы знаний в десятки и тысячи Терабайт (современная микроэлектронная технология уже позволяет строить по предлагаемому в книге принципу (НСС) запоминающие устройства данной емкости);

- разработать аппаратную реализацию модели крупномасштабной ассоциативной памяти (при этом время доступа /реакции/ сократится до 10-3 - 10-6 сек и существенно возрастет глубина ассоциативной обработки информации);

- разработать модель СИС на ЭВМ;

- разработать модель саморазвивающейся социально-экономической структуры на базе концепции доминирования интеллектуально-информационного ресурса (ИИР), в которой в качестве инструментария будет использоваться СИС.

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате выполнения проекта будут разработаны:

- научно-техническая концепция компьютеров нового типа (нейросемантических информационных систем);

- модель крупномасштабной ассоциативной памяти;

- прикладные пакеты программ ассоциативной обработки информации (распознавание образов, хранение и передача информации, дешифровка текстов, базы знаний и т.д.);

- аппаратный прототип крупномасштабной ассоциативной памяти;

- модель самообучающейся нейроподобной интеллектуальной информационной системы (СИС);

- прикладные системы самообучающихся СИС (экспертные системы на базе СИС, системы работы со сложноформализуемой информацией и др.);

- математический аппарат "эвристической логики" для СИС;

- научно-техническая концепция природы информации и интеллектуально-информационного ресурса в сегодняшней деятельности человека;

- стратегия дальнейшего развития проекта в виде саморазвивающейся социально-экономической структуры (проект "Информоград").

СРОКИ РАБОТЫ.

Начало: 2003-2004 год,

Окончание: 2006-2007 год.

СОИСПОЛНИТЕЛИ.

Фундаментальные исследования, а также проработка программных средств и прототипов технических средств осуществляются в ИПУ РАН.

Разработка инструментального программного обеспечения и технических средств будет осуществляться совместно ИПУ РАН и сторонними организациями.

Разработка прикладных систем будет осуществляться совместно ИПУ РАН, сторонними организациями и представителями от организаций пользователей.

ЭТАПЫ И СРОКИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ОЖИДАЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ, ИХ ГОТОВНОСТЬ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Этап 1.

Разработка принципов и концепции построения пилотного варианта модели крупномасштабной ассоциативной памяти должны быть завершены через полгода после начала осуществления проекта.

Этап 2.

Разработка концепции и построение пилотного варианта модели самообучающейся нейроподобной интеллектуальной информационной системы (СИС) должны быть завершены через полтора года после начала осуществления проекта.

Этап 3.

Разработка концепции саморазвивающейся социально-экономической структуры на базе концепции интеллектуально-информационного ресурса должна быть завершена через два года после начала осуществления проекта.

По мере выполнения этапов проекта будет появляться возможность практической реализации наработок проекта, выполнение которых предполагается уже на коммерческой основе, как для их самофинансирования, так и для реинвестиций в развитие всего Проекта.

Параллельное выполнение конкретных практических работ и научно-технических работ Проекта будет оказывать благотворное взаимовлияние. В качестве таких предполагаемых практических работ после завершения первого этапа Проекта будут созданы пакеты прикладных программ по:

- ассоциативной обработке информации,

- дешифровке текстов,

- построению крупномасштабных семантических полей (напр., художественных текстов русского и других языков), -

- а также базы знаний различных предметных областей и т.д.

Затем с начала 2007 года предполагается начать разработки прикладных систем на базе самообучающейся СИС (экспертные системы на базе СИС, системы работы со сложноформализуемой информацией и др.).

ИМЕЮЩИЙСЯ У ИСПОЛНИТЕЛЕЙ ЗАДЕЛ

К настоящему времени группа располагает проработанной теорией и программно реализованной моделью ядра ассоциативной памяти на моделируемых нейросемантических N-элементах, поддерживающих растущую нейросемантическую структуру. Экспериментально исследованные характеристики модели дают все основания для запуска полномасштабных работ в развитии этого направления. Намечены первые разработки практического плана (автоматическая структуризация текста больших и сверхбольших объемов, обработка коммуникационной информации /напр., Интернет/ и др.). Концептуально проработан начальный этап разворачивания проекта. Сотрудники имеют большой опыт по созданию крупномасштабных информационных систем управления, успешно функционирующих в народном хозяйстве.

Предполагается, что организованная группа будет выполнять роль ведущего разработчика проекта, проводя подготовку создания пилотных моделей и подсистем проекта, и передавать их для дальнейшей разработки промышленных образцов и тиражирования соисполнителями.

ИМЕЮЩИЕСЯ В РАСПОРЯЖЕНИИ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

Группа оснащена помещением и современной вычислительной техникой, включая большие вычислительные системы (VAX-8800, IBM 9370) и супер-ЭВМ. Программные реализации проекта будут эксплуатироваться на базе больших вычислительных систем, спецпроцессоров и ПЭВМ в зависимости от требований (объем информации и время реакции) задач конкретных предметных областей.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА

Детальный план будет конкретизирован после согласования технического задания по каждому разделу и определения общего объема финансирования. Общие соображения по срокам и стоимости выполнения этапов проекта приведены в следующем разделе.

РЕСУРСЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА

Возможны различные источники финансирования проекта: государственные учреждения, российские фонды и российские коммерческие структуры, подключаемые на этапе практической реализации проекта. Объем стартового финансирования, необходимый для реализации этапов, связанных с проведением фундаментальных работ, составляет (в руб./курса 2000г/):

первый этап 2003-2004 - 12 млн. руб.

второй этап 2004-2006 - 45 млн. руб.

третий этап 2006-2007 - 50 млн. руб.

четвертый этап с 2007 года - полное самофинансирование дальнейшего развития проекта.

В стоимость включены только расходы на разработку и изготовление пилотных систем проекта. Заметим, что стоимости аналогичных проектов за рубежом оцениваются на 2-3 порядка выше.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

При автоматизации решения практически любых задач встает проблема создания информационной системы (ИС), эффективно работающих со сложноструктурируемой (слабоформализуемой) информацией больших и сверхбольших объемов, задача по структуризации этой информации, проблема ее ввода, а также проблема интерфейса при неформализуемости потребностей (пожеланий) пользователя. Все это приводит к тому, что при современной парадигме автоматизации информационных процессов, требующей полной формализации всех процессов, конкретные системы либо не выходят за рамки пилотных систем, либо становятся "прокрустовым ложем" для пользователя. В результате потенциальные возможности автоматизации информационных процессов оказываются практически недостижимыми и классу пользователей (весьма ограниченному в силу сложности требований "элементарной" компьютерной грамотности) приходится довольствоваться "крохами" от потенциальных возможностей информатизации.

Смена парадигмы алгоритмирования на парадигму обучения информационных систем, которая для человека является более привычной и удобной, расширит класс пользователей "до всех желающих". Удовлетворительные технические и психо-инженерные характеристики информационных систем на базе идей нейрокомпьютинга позволят высококлассному специалисту в своей предметной области непосредственно без привлечения промежуточных звеньев (программистов, лаборантов, ...) и в чрезвычайно ограниченные сроки создавать задуманный продукт в окончательном виде.

Ориентация на интеллектуально-информационный ресурс (ИИР) во всех сферах человеческой деятельности - от науки до бытовой практики - предоставит человеку большие потенциальные возможности, которые будут тем больше, чем больше будет величина оперируемого информационного ресурса.

Группой разработаны механизмы и методы для оценки величины интеллектуально-информационного ресурса, основанные на иерархически-сетевом способе представления информации. Выбор критерия (интеллектуально-информационный ресурс), наличие метода его оценки (сумма элементов иерархически-сетевой структуры) и способа его порождения (СИС) - это необходимые и достаточные условия для успешного (само)развития любой системы. Эти три компоненты к настоящему моменту уже достаточно хорошо проработаны нашей группой.

Реализация подобной концепции даст лавинообразный, уже на начальном этапе выход интеллектуально-информационного ресурса (информационного продукта), являющегося ресурсо- и энергомалоемким, экологически чистым, на что и ориентируются передовые страны "запада", для которых сегодня доля информационного ресурса в ВНП становится доминирующей и составляет до 35-45%; в дальнейшем эта пропорция только усилится.

НАРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Знание (наука) - Свобода и Творчество человека. Продуктивность земледелия до 1800 года была такова, что чтобы прокормить все население, 90% его членов должны были работать на фермах. Сегодня сельскохозяйственное население, например в США, составляет уже менее 3%. Те, кто пытаются урезать ассигнования на науку сегодня, ограничивают свободу наших детей в будущем.

В качестве второго примера "за здравие науки" можно привести Японию. Почти не имея природных ресурсов, а опираясь только на информационные, она сегодня располагает второй по величине экономикой и уже опередила США по объему ВНП на душу населения.

80-е годы Япония прошла под флагом развития высоких технологий, выдвинув государственную программу ускоренного развития - стратегию технополисов (это 19 городов науки по всей Японии, первый технополис Цукуба). В развитие этой стратегии в 1993 году Япония провела выставку под названием "Информационные города", определив это направление как генеральное.

Применительно к России несколько таких социумов (проект "Информоград") как очаги информатизации, разрастаясь и сливаясь воедино, смогли бы в течение нескольких лет вывести Россию в лидирующую группу экономически развитых стран.

Успешная реализация предложенного в настоящей заявке проекта даст модель развития информационного общества применительно к России. При этом будут:

- реализованы новые методы хранения и интеллектуальной обработки больших и сверхбольших объемов информации,

- предложены для народного хозяйства высокие технологии (в области информатики),

- предложена модель саморазвивающейся социально-экономической структуры.

За счет реализации на практике разработок данного проекта будут получены достаточно большие средства (финансовые ресурсы), которые позволят перевести дальнейшее развитие проекта на полное самофинансирование.

ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ РАБОТЫ С НСС

Практический опыт работы экспериментальной программной модели НСС с информацией из различных предметных областей убедили в ее практической работоспособности и чрезвычайной важности развития этого направления ИС.

Используемая авторами модель НСС была опробована на следующих типах практической текстовой информации:

- задача диагностирования состояния двигателя по спектру его вибраций (класс "телеметрической информации");

- построение ассоциативной вопросно-ответной системы на произвольном языке с произвольной (реальной) грамматикой для автоматизированного анализа текстов периодической печати, поступающих по информационным каналам (телетайпы, ...) текстов (класс "реальнотекстовой информации");

- обработка генетического материала (кластеризация фрагментов ДНК) с целью выделения иерархических кластерных структур (класс "хаотической информации, белый шум");

- "задача коммивояжера". По задаваемому пользователем графу задачи строился НСС. Пользователь выбирал начальный узел и запускал модель НСС. При этом, модель НСС сначала (почти сразу) выдает одну из минимального пучка возможных - траекторию, затем следующую, более короткую и т.д. Модель НСС достаточно эффективно решает задачу для 8-10 узлов за времена, существенно меньшие, чем требуется для классических алгоритмов. Работа в этом направлении еще продолжается, полные результаты будут доложены позднее (класс "реальнотекстовой информации");

- Проводятся подготовительные работы по решению задачи прогнозирования курса валют;

- ...

ПРЕДПОЛАГАЕМЫЕ ПЕРВЫЕ ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРУПНОМАСШТАБНОЙ АССОЦИАТИВНОЙ ПАМЯТИ НА БАЗЕ НСС:

- системы ассоциативной обработки информации с произвольными ассоциативными признаками;

- системы криптографического сжатия информации (телеметрической) в каналах связи;

- задача автоматизированного перевода. Переход от "пословного перевода" (подстрочника, максимальное качество для ограниченных предметных областей не превышает 60-90%) к полноконтекстному переводу ~ 100% качества.

Создание автоматизированной информационной системы (АИС), построенной на базе НСС, и являющейся моделью крупномасштабной ассоциативной памяти. Начиная с объемов в 107 - 109 байт такая АИС уже становится коммерчески конкурентоспособной. Одно из первых ее применений - это информационное обеспечение аналитических центров национальных концернов России.

Второе направление этого этапа работ - концептуальная разработка саморазвивающихся социально-экономических структур, проект "Информоград". В основе работ этого направления лежит понятие интеллектуально-информационного ресурса (ИИР). "Информоград" - это уже комплексное решение вопросов экономики, политики, ... на базе ИИР. Результаты этой работы частично использовались в 1990 году при концептуальной проработке информатизации гор. Обнинска Московской области.

 

назад    на уровень вверх    вперед

Вернуться на главную

Hosted by uCoz