Hybridní inteligentní systémy 2
 x   TIP: Přetáhni ikonu na hlavní panel pro připnutí webu

Hybridní inteligentní systémy 2Hybridní inteligentní systémy 2

 

Hybridní inteligentní systémy 2

Google       zatím neprovedena       14. 9. 2023       195 718×

V technické praxi využíváme často kombinaci různých disciplín umělé inteligence a klasických výpočtů. Takovým systémům říkáme hybridní systémy. V tomto článku se zmíním o určitém typu hybridního systému, který je užitečný ve velmi složitých výrobních procesech.

Částečně definované procesy

V technologické praxi se často setkáváme s procesy, kde některé části dokážeme přesně popsat, zatímco u jiných nedokážeme přesně určit jejich parametry.

Velmi jednoduchým příkladem takového problému je systém interpolace v předchozím článku - Zobrazení grafu s použitim evolučni metody. I když procesy ve výrobě jsou podstatně složitější, uvedený systém ukazuje všechny důležité vlastnosti řešení takových problémů.

Popis typického problému

Základní vlastnosti uvedeného hybridního systému interpolace jsou:

Některá fakta jsou přesně dána

  • Pro interpolaci jsme mezi body zvolili křivku třetího stupně 
  • Pokud křivka prochází určitými body, musí souřadnice bodů splňovat její rovnici.
  • Aby byla křivka plynulá, musí v daných bodech být tečna zprava rovna tečně zleva.

Všechny tyto podmínky vedly na soustavu 4 algebraických rovnic o čtyřech neznámých, jejichž řešení je poměrně jednoduché.

Existují také data, která neznáme nebo nedokážeme určit přesně

  • v daném případě jsme v rovnicích použili neznámé tečny v jednotlivých bodech

Tyto neznámé hodnoty jsme určili evolučním způsobem tak, aby výsledná křivka odpovídala naším požadavkům. Požadavkem v tomto případě byla co nejkratší délka křivky, pro jejíž hodnocení jsme použili s určitým zjednodušením Pythagorovou věru, což je také poměrně jednoduchý vzorec.

Místo evolučního systému bychom mohli použít některou exaktní interpolační metodu popsanou v literatuře, chtěl bych však tady zdůraznit tří aspekty:

  • Popsaná metoda byla pro nás podstatně jednodušší, zejména proto, že jsme měli evoluční systém z jiných projektů
  • Tím, že jsme popsali požadovaný výsledek, podařilo se nám v tomto speciálním případě získat řešení, které nám vyhovovalo více než obecné řešení
  • Systémy v praxi jsou daleko složitější než popsaná interpolace, v těchto případech může být exaktní určení některých parametrů procesu příliš obtížné nebo dokonce zcela nemožné.

První tvrzení je evidentní, jako ukázku druhého může sloužit následující příklad, třetí tvrzení rozvedu dále.

Význam popisu požadovaného výsledku

Popisovaný interpolační systém jsme vytvořili na základě požadavku z praxe. Bylo nutné interpolovat průběh veličiny jako na následujícího obrázku: 

   

Hodnota veličiny mírně kolísala těsně nad minimální hodnotou, pak náhle dosáhla maxima a opět kolísala pod ním, nakonec se vrátila k minimu.

Pro splnění podmínky, že hodnota na grafu nesmí nabývat záporných hodnot nebo překročit maximum, jsme stanovili jako kritérium nejkratší délku cesty. Podrobněji ukazuje problematiku příklad 4 v systému Interpoluj z minulého článku,

V jiných případech nemusí být toto kritérium vhodné. Pokud například chceme dosáhnout hladký průběh křivky, zadáme v kritériu minimální změnu směru a evoluční systém změněnému požadavku vyhoví. Ukazuje to příklad 7.

Částečně definované systémy v praxi

V praxi jsou tyto systémy podstatně složitější. Následující schéma ukazuje, jak může v praxi vypadat takové řešení:

Popis modelu:

Technologický model přebírá z čidel výrobního procesu změřené vstupní hodnoty x1, x2, … xm. Výsledky výpočtu předává výrobnímu procesu jako řídicí veličiny y1, y2, …,  yn.

Technologický model obsahuje řadu funkcí f1, f2, …, fk, Některé jsou definované teorií, jiné charakteristiky nelze přesně určit. V uvedeném schématu to jsou funkce f1, f2, …, f7. Tyto charakteristiky může definovat analytický model jako sady parametrů p1, p2, …, pk učením z reakce systému. Přitom některé funkce mohou záviset na hodnotách z minulého kroku, jak je například znázorněno na spojnici f7-f2

K učení využívá informací z technologického procesu ve dvou směrech

  • zjišťuje, jak přesně odpovídají odhadované výsledky z´1, z´2 skutečným hodnotám procesu z1, z2
  • porovnává požadované cíle zadané uživatelem u1, u2 skutečně dosaženým cílům u´1, u´2 .

Závěr

Využitím klasických výpočtů dosahujeme zrychlení procesu optimalizace, model umělé inteligence používáme tehdy, když dílčí technologický děj nedokážeme exaktně popsat nebo chceme upřesnit jeho parametry pro dané zařízení.

Demo programy a software zdarma

Další materiály k tématu Umělá inteligence, demo programy k výuce a jednoduché verze inteligentních systémů zdarma naleznete na webové stránce naší firmy www.optiintelligent.cz. Stránku průběžně doplňuji o další výukové materiály.

Literatura

https://cs.wikibooks.org/wiki/Geometrie/Úvod_do_křivek
http://mathonline.fme.vutbr.cz/default.aspx?section=88&server=1&article=88&chapter=94   

×Odeslání článku na tvůj Kindle

Zadej svůj Kindle e-mail a my ti pošleme článek na tvůj Kindle.
Musíš mít povolený příjem obsahu do svého Kindle z naší e-mailové adresy kindle@programujte.com.

E-mailová adresa (např. novak@kindle.com):

TIP: Pokud chceš dostávat naše články každé ráno do svého Kindle, koukni do sekce Články do Kindle.

Hlasování bylo ukončeno    
1 hlas
Google
(fotka) Jaroslav TedaAutor se zabývá vývojem inteligentních softwarových systémů ve firmě OPTI Intelligent s.r.o. Publikoval na seminářích včetně mezinárodních i zahraničních a v časopise Automatizace.
Web    

Nové články

Obrázek ke článku Stavebnice umělé inteligence 1

Stavebnice umělé inteligence 1

Článek popisuje první část stavebnice umělé inteligence. Obsahuje lineární a plošnou optimalizaci.  Demo verzi je možné použít pro výuku i zájmovou činnost. Profesionální verze je určena pro vývojáře, kteří chtějí integrovat popsané moduly do svých systémů.

Obrázek ke článku Hybridní inteligentní systémy 2

Hybridní inteligentní systémy 2

V technické praxi využíváme často kombinaci různých disciplín umělé inteligence a klasických výpočtů. Takovým systémům říkáme hybridní systémy. V tomto článku se zmíním o určitém typu hybridního systému, který je užitečný ve velmi složitých výrobních procesech.

Obrázek ke článku Jak vést kvalitně tým v IT oboru: Naprogramujte si ty správné manažerské kvality

Jak vést kvalitně tým v IT oboru: Naprogramujte si ty správné manažerské kvality

Vedení týmu v oboru informačních technologií se nijak zvlášť neliší od jiných oborů. Přesto však IT manažeři čelí výzvě v podobě velmi rychlého rozvoje a tím i rostoucími nároky na své lidi. Udržet pozornost, motivaci a efektivitu týmu vyžaduje opravdu pevné manažerské základy a zároveň otevřenost a flexibilitu pro stále nové výzvy.

Obrázek ke článku Síla týmů se na home office může vytrácet. Odborníci radí, jak z pracovních omezení vytěžit maximum

Síla týmů se na home office může vytrácet. Odborníci radí, jak z pracovních omezení vytěžit maximum

Za poslední rok se podoba práce zaměstnanců změnila k nepoznání. Především plošné zavedení home office, které mělo být zpočátku jen dočasným opatřením, je pro mnohé už více než rok každodenní realitou. Co ale dělat, když se při práci z domova ztrácí motivace, zaměstnanci přestávají komunikovat a dříve fungující tým se rozpadá na skupinu solitérů? Odborníci na personalistiku dali dohromady několik rad, jak udržet tým v chodu, i když pracovní podmínky nejsou ideální.

Hostujeme u Českého hostingu       ISSN 1801-1586       ⇡ Nahoru Webtea.cz logo © 20032024 Programujte.com
Zasadilo a pěstuje Webtea.cz, šéfredaktor Lukáš Churý