О задаче описания ситуации на основе прототипов

Abstract

Использование прототипов для представления ситуации позволяет решить проблему интерпретации ситуаций, возникающую в современных системах ситуационного и когнитивного управления. Решается задача представления сложных ситуаций, характеризуемых множеством неполных дополнительных описаний с помощью нечетких прототипов. Рассматривается случай, когда исходной информацией о ситуации является конечное множество нечетких либо лингвистических оценок значений числовых признаков. Предлагается представлять прототип в виде нечеткого вектора, компоненты которого заданы параметрически. Предложен способ формирования иерархии прототипов по принципу конкретизации, требующий хранения лишь ограниченного множества простых, наиболее общих прототипов. Хранение простых прототипов организовано в виде памяти, адресуемой по содержимому. Для увеличения скорости обращения к памяти решается проблема эффективной оценки расстояния в пространстве прототипов. Сложные составные прототипы формируются динамически на основе вектора активности простых прототипов. Временная сложность соответствующего алгоритма линейно зависит от объема памяти.

Використання прототипів для представлення ситуації дозволяє вирішити проблему інтерпретації ситуацій, що виникає в сучасних системах ситуаційного та когнітивного управління. Вирішується задача представлення складних ситуацій, що характеризуються множиною неповних доповняльних описів, за допомогою нечітких прототипів. Розглядається випадок, коли вихідною інформацією про ситуації є скінченна множина нечітких або лінгвістичних оцінок значень числових ознак. Пропонується представляти прототип у вигляді нечіткого вектора, компоненти якого задані параметрично. Запропоновано спосіб формування ієрархії прототипів за принципом конкретизації, що вимагає зберігання лише обмеженої множини простих, найбільш загальних прототипів. Зберігання простих прототипів організовано у вигляді пам’яті, що адресується за вмістом. Для збільшення швидкості звернення до пам’яті вирішується проблема ефективної оцінки відстані в просторі прототипів. Складні складені прототипи формуються динамічно на основі вектора активності простих прототипів. Часова складність відповідного алгоритму лінійно залежить від обсягу пам’яті.

The use of prototypes for situation representation allows solving the situation interpretation problem in modern situational and cognitive control systems. Here the problem of representation of complex situations characterized by the set of incomplete additional descriptions is solved with help of fuzzy prototypes. The case in which the initial information about the situation is a finite set of fuzzy or linguistic estimations of numerical features is addressed. It is proposed to represent a prototype in the form of a fuzzy vector with parametrically defined components. A method of forming prototypes hierarchy based on specification principle, which only requires storing limited set of simple, the most common prototypes, is proposed. Simple prototypes storing is organized in content addressable memory. To increase the memory access rate the problem of efficient distance estimation in the prototype space is solved. Complex composite prototypes are formed dynamically on the basis of activation vector of the simple prototypes. The time complexity of the corresponding algorithm is linearly dependent on the memory capacity.