Зараждането на изследователската дейност по изкуствен интелект в България

 

 

Научното направление «изкуствен интелект» (ИИ) започна да се развива активно след появата на първите компютри и свързаните с тях информационни технологии. Тази дейност стартира в много страни и научни общности с надеждата за бързи положителни резултати. Такива резултати имаше, но те не бяха нито така бързи, нито дотолкова ефективни, както се искаше на тогавашните изследователи.

Много скоро работещите в областта на ИИ се разделиха на две, почти равни по брой, непрекъснато спорещи общности – привърженици на силния тезис на ИИ и тези, които отричат възможността за реализирането му. Те бяха привърженици на слабия тезис на ИИ. В първия случай се предполага, че е възможно тотално моделиране на мозъчната дейност на човека, а във втория случай се допуска възможността за създаване на програмни продукти, които само частично моделират човешкото поведение. Споровете се засилиха след лансирания от философите експеримент за „китайската стая”, от която следва, че съвременните компютърни информационни технологии се свеждат само до обработка на символи – букви и числа, без при това да се досгигне до моделиране на същността на човешкия разум. Тези спорове продължават и понастоящем, което не пречи да се работи успешно в рамките на слабия тезис на ИИ. Чрез средствата на компютърните информационни технологии са създадени огромен брой програмни продукти и системи в най-различни области на материалното производство и обществената практика. Почти е очевидно, че тази дейност ще продължи да се развива с нарастващи темпове.

Исторически с проблемите на ИИ първи започнаха да се занимават изследователи от държави с развита наука. Когато премина първата вълна от излишен оптимизъм и се разбра, че са нужни много по-мощни компютърно-комуникационни системи и значими нови изследователски резултати, то проблемите на ИИ започнаха постепенно да навлизат в тематиката на все повече учени и специалисти от различни страни.

⁂

Интересът към изкуствения интелект (ИИ) в България се заражда почти едновременно с останалите европейски страни и с известно закъснение след САЩ. Първоначално ИИ се разглежда като нова модерна технология. Към направлението ИИ започват да се причисляват експертни системи, логически методи за извличане на знания и оптимални решения в различни видове дискретни компютърни игри.

Тези изследвания се осъществяват първоначално в научните звена на Българската академия на науките – Института по математика (ИМ), Института по техническа кибернетика (ИТК), преобразуван през 1978 г. в Институт по техническа кибернетика и роботика (ИТКР), Центъра за научна информация, Центъра по наукознание и Института по Философия. Това е така, защото БАН е най-мощната българска комплексна научна организация за фундаментални изследвания и на нея се полага да се заеме с решаването на изключително сложните и труднорешими задачи на едно ново научно направление като изкуствения интелект. По-късно, в началото на 80-те години на миналото столетие, подобни изследвания постепенно започват да се осъществяват и във ВМЕИ „Ленин” (понастоящем ТУ – София), Централния институт по Изчислителна техника (ЦИИТ), Централния Институт по Комплексна автоматизация (ЦНИКА).

През 1968 г. в Института по математика при БАН, в сектора „Математическо осигуряване” се започва дейност по компютърна реализация на интелектуална игра, по евристично програмиране и по усвояване на езиците „Лисп” и „Пролог”. Използва се транслатор „Адлес”. В друга група от същия сектор, под ръководството на доц. В. Томов се осъществява дейност по аналитични преобразувания (САП) [1], които са специализирани в различни математични области (неопределени интеграли, рационални функции, матрици, верижни дроби). Създадена е съответна експертна система и са разработени езикови средства за използване на математическо знание със системата Reduce-2 – за аналитични преобразувания. Същата група разработва система за разпознаване и класификация на археологическа керамика, в която се използват продукционни правила. Осъществяват се стъпки по използването на новосъздадената теория на Л. Заде за размитите множества.

През 1965 г. в ИМ при БАН е създадена група по машинен превод, която се ръководи от д-р А. Людсканов [3]. Започва се с проектиране на алгоритми за творчески процеси, оптимални стратегии за машинен превод и др.

През 1978 г. в Института по математика при БАН се оформя група по математична лингвистика, ръководена от доц. д-р Радко Павлов, чийто усилия са насочени към лингвистично осигуряване на диалога „човек-компютър” на естествен език [4]. Залага се на използването на разширени мрежи на преход – така наречените АТН-граматики и на тази основа се разработват алгоритми за анализ и синтез на фрази в българския език. Разработва се автоматизирана среда за програмиране на алгоритми на основата на АТН-формализми. Като инструментално средство се използва системата М1-1 на език, близък до българския. От доц. Р. Павлов и доц. д-р Г. Ангелова е проектиран лингвистичен процесор чрез базов софтуерен продукт [4].

В същата лаборатория са осъществени изследвания за моделиране и структурно описание на българския героичен епос, като е реализирана система за правно-информационно търсене „Спринт”.

В сектор „Математическа логика” се осъществяват дейности по формализацията на логически и алгоритмични процеси, свързани с проблемите на ИИ. Специално внимание се обръща на логически схеми, които по-реалистично отразяват използваните методи в интелектуалната дейност за търсене и отразяване на истината. Изследвани са класически схеми на предикатното смятане с по-богат синтаксис, получен чрез добавяне на квантори за заместване. Използват се многозначни изоморфизми в теорията на моделите и теорията на изчислимостта. Осъществени са изследвания за машинната проверка и машинното търсене на доказателства, както и върху възможностите за използване на размити множества и някои вероятностни структури.

Под ръководството на акад. Азаря Поликаров в Центъра за научна информация (ЦНИ) при БАН години наред научна група работи по философски проблеми на ИИ и по интензификацията на научните изследвания чрез системи с ИИ. Акад. А. Поликаров обръща внимание на изключителната роля на ИИ за философското осмисляне на съвременните тенденции в областта на точните, естествените и обществените науки. В тях са изследвани логическите структури при решаване на научните проблеми и елементи на евристиките. В своя фундаментален труд „Методология на научното познание” от 1972 г. [6] той обръща сериозно внимание на методологичните проблеми на ИИ, както и на така наречените хипотетико-дедуктивни модели с мултидисциплинарен подход към евристиките.

В изградения във ВМЕИ „Ленин” (ТУ-София) Център по приложна математика в средата на 80-те години на миналия век се разработва интелектуална система за програмиране с възможности за възприемане на ограничен естествен език, реагиране на указания от типа „как”, наличие на собствена база от знания. Предвиден е диалог с потребителя при липсата на достатъчно нформация. В същия център е проектиран паралелен компютър със структура на хипердърво, който може достатъчно добре да се използва в системите с ИИ. В рамките на същия център, под ръководството на проф. д.т.н. Людмил Даковски се формира група по ИИ.

Към проблематиката на ИИ постепенно започват да се приобщават и редица други звена на БАН. В центъра по наукознание се работи по изследването на евристичните и творчески процеси на човека и възможностите за тяхното компютърно моделиране. В института по философия на БАН се осъществява изследователска дейност по някои свързани с ИИ философски проблеми на математиката и кибернетичното моделиране.

През втората половина на 70-те години на миналото столетие в Института по техническа кибернетика (ИТК) на БАН се създава секция по автоматизацията на интелектуалната дейност, ръководена от доц. д-р В. Сгурев. В секцията е утвърдена проблематика в значителна степен покриваща направлението „изкуствен интелект”. При реорганизирането на ИТК в ИТКР при БАН, тази проблематика преминава към новото направление „Информатика” и секция „Кибернетични системи”, ръководени също от доц. д-р В. Сгурев.

Значителна част от изследователската дейност на секция „Кибернетични системи” в ИТКР при БАН е свързана с различни аспекти на диагностичната дейност, както и със създаването на различни интелигентни системи. Това е следствие преди всичко от целенасочената дейност на ИТКР по изследване и разработка на роботи и персонални компютри, по внедряването им в серийните прозводства, както и от разширяващото се разработване и внедряване на сложни технически системи. За решаване на такива задачи е разработена проблемно-независимата експертна система DIGS [7]. В нея са вградени инструментални средства, които позволяват тя бързо и ефективно да се пренастройва за диагностична дейност от една техническа система към друга. Това се осъществява чрез съответна промяна в системата на някои параметри, както и чрез смяната на експертните знания. Разработен е мрежов модел, който отразява връзките и взаимодействията между отделните параметри на диагностицираните технически системи. DIGS е ориентирана към платформата на съществуващите по онова време персонални компютри и прилаганите в тях операционни системи и програмни инструментални средства. За реализирането на експертната система са подбрани и адаптирани подходящи версии на езика „Пролог”. Решени са и някои проблеми по имплементацията на Пролог-оператора и е осъществено разширение на същия език с оглед по-доброто му използване в платформите на персоналните компютри [8].

В същата секция са осъществени теоретични и приложни изследвания и са създадени методи и системи за: възможности и ограничения на ИИ; разпознаване на автомобилните номера; документооборот с автоматично разпознаване на текста; диагностика на промишлен робот и планиране на неговата дейност; мрежово-потокова реализация на каузиални процеси за извличане на нови знания; техническа диагностика на хардуера на 16-битов персонален компютър.

Технологията на изграждане на експертни системи за оценка надеждността на изделията е една от основните задачи на секция „Системни изследвания” на ИТКР при БАН, ръководена от доц. д-р Иван Попчев. Цели се оказването на методична и експертна помощ на потребителя при оценката на надеждността на дадено изделие, както и вземането на решения на основата на проведения анализ. Осъществени са изследвания за начините за представяне и обработка на знанията, както и за вземане на решения. Разработени са съответни програмни продукти и системи, които могат да се използват за моделиране и подпомагане на процесите за вземане на решения.

Проблематиката на секция „Управление на роботи” към ИТКР при БАН е насочена основно към създаване на обща методология и програмно осигуряване на системи за управление в които се съдържат елементи на ИИ [9]. Създадена е програмната система REX, предназначена за проектиране на системи за управление в режим реално време. На нейна основа е разработена многонивова система за управление на роботи. REX е изградена на модулен принцип и позволява относително независимо проектиране на отделните нива. Тя има редица модули, всеки от които отговаря за отделно ниво на управлението.

От изпълняващия длъжността директор на ИТКР при БАН и ръководител на направление „Информатика” доц. д-р Васил Сгурев и доц. д-р Б. Петков от ЦНИ при БАН е инициирана идеята да се организира в България международна конференция по ИИ, на която да бъдат канени изтъкнати чуждестранни учени. Целта е да се даде тласък на българските изследвания в областта на ИИ. През септември 1984 г. в гр. Варна – Златни пясъци, под името AIMSA (изкуствен интелект, методология, системи и приложения) се проведе първата конференция AIMSA’84. Тя беше активно подпомогната от проф. Волфганг Бибел от Германската федерална република, председател на ECCAI (Европейски координационен комитет по изкуствен интелект). Трудовете на конференцията бяха издадени от издателство „Норд-Холанд” под редакцията на В. Бибел и Б. Петков. Конференцията предизвика широк отзвук основно в източноевропейските страни. Беше решено международната конференция AIMSA да се провежда регулярно през една година под егидата на ECCAI.

Ръководството на ИТКР при БАН организира българска група по ИИ (БГИИ), която под ръководството на доц. д-р В. Сгурев направи необходимите стъпки за членство в ECCAI. Поради липсата на юридически статут в България за неправителственаи организацияи (НПО), групата беше регистрирана в МВР. На поредното заседание на ECCAI в Брайтън (Великобритания), в присъствието на делегация от ИТКР при БАН, българската група по ИИ беше официално приета за член на тази организация. В работата на тази група години наред най-активно участие взеха доц. Данаил Дочев, доц. Генадий Агре, доц. Здравко Марков и др. Тяхната дейност в органиизрането на поредицата от конференции AIMSA е твърде значимо.

Особено успешна беше Втората международна конференция AIMSA’86. Тя се проведе от 16 до 19 септември 1986 г. във Варна – Златни пясъци, под егидата на ECCAI. Председател на международния програмен комитет беше проф. Филип Жоран – директор на лабораторията по информатика и изкуствен интелект в Гренобъл, Франция. В конференцията взеха участие 289 души от 17 страни сред които 80 чуждестранни участници. Трудовете на AIMSA’86 бяха издадени от издателство „Норд-Холанд”, под редакцията на Ф. Жоран и В. Сгурев. Бяха приети 91 доклада, групирани в шест направления. Особено голям интерес предизвика участието в тази конференция на известния учен от Великобритания и водещ изследовател при създаването на езика „Пролог” проф. Роберт (Боб) Ковалски. Той беше поканен като пленарен лектор на тема: „Използване на логиката като формализъм за представяне на знания”. Други два пленарни доклада бяха изнесени от проф. В. Бибел за „Дедуктивния подход за генериране на знания” и от проф. Алън Бирман за „Машина за обработка на реч за съвместно решаване на проблеми”. И тримата пленарни докладчици взеха активно участие в дискусията за бъдещето на ИИ.

В работата на конференцията взе участие внушителна група учени от Изчислителния център на Академията на науките (АН) на СССР: акад. Гермоген Поспелов, проф. Дмитри Поспелов, доц. д-р Владимир Хорошевски, проф. д.н. Генадий Осипов и др.

Конференцията AIMSA’86 се проведе при силно доминиране на логическия подход в ИИ, вероятно под влиянието на внушителното присъствие на основателя на това научно направление – проф. Р. Ковалски.

До и малко след промените в България през 1989/1990 г. конференциите AIMSA се провеждаха редовно през една година, а именно, през 1988 г., 1990 г., 1992 г. и 1994 г. на същото място във Варна – на Златните пясъци и по същото време – през месец септември. Тези четири конференции се организираха от ИТКР при БАН, а след неговата реорганизация – от Института по информатика (ИИ) при БАН и под егидата на ECCAI. Трудовете на трите конференции AIMSA от 1988 г. до 1992 г. се издадоха от издателството „Норд-Холанд” (North-Holland), а на AIMSA’94 – от издателство World Scientific.

Новите юридически възможности в България позволиха официалното регистриране на българската група по ИИ като Българска асоциация по изкуствен интелект (БАИИ) с председател проф. д.н. В. Сгурев. Тази асоциация беше основен организатор на следващите 11 конференции AIMSA от 1996 г. до 2018 г., всичките под егидата на ECCAI.

От 1994 г. до 2018 г. са проведени без прекъсване общо 17 международни конференции AIMSA. Тази поредица от конференции понастоящем е най-голямата в Българската академия на науките. Тя е изключително голямо постижение за българските учени, защото чрез нея се създаде международна площадка по ИИ, където млади учени си дават срещи с изтъкнати български и чуждестранни изследователи в тази бързо развиваща се и перспективна научна област.

През същия период на миналото столетие българската държава финансира значима научно-изследователска програма, наречена „Мозък”. Нейната основна задача е комплексно изследване на проблемите на мозъка от специалисти по невро-науките, хирурзи, психолози, информатици, математици, инженери и др. Тази програма изигра важна роля по интензифицирането на изследванията по изкуствения интелект в България. В нея взеха участие редица научно-изследователски колективи от БАН, Медицинската академия, университетите и др.

В [10] е даден кратък обзор на изследванията в нашата страна по изкуствен интелект за периода от началните стъпки до 1990-1994 г.

Периодът след 1994 г. и особено през настоящия 21 век се характеризира с ускоряване на изследванията по изкуствен интелект в рамките на европейските програми и съвместно с европейски изследователски организации – институти и университети.

По инициатива на акад. Васил Сгурев, в рамките на Съюза по автоматика и информатика (САИ) „Джон Атанасов” и на IEEE-обществата ‘System, Man and Cybernetics’ (SMC), ‘Computational Intelligence’ и ‘Control Systems’, през 2002 г. беше сложено началото на изключително успешна поредица от IEEE-конференции ‘Intelligent Systems’ (IS). Конференциите се провеждат през всяка четна година. Досега са проведени – от 2002 г. до 2018 г. – общо 9 такива международни конференции.

Ценна помощ за организирането на тази поредица от конференции в областта на изкуствения интелект оказа известният американски учен проф. Лютфи Заде, който беше избран за чуждестранен член на БАН. Той лично присъства на първата IS’02 конференция и беше почетен председател на други такива конференции.

Освен в базата от данни на IEEE, приетите и изнесени доклади на поредицата от конференции по „Интелигентни системи” се издават в отделни томове на хартиен носител от авторитетното издателство „Шпрингер” (Германия).

За неголяма страна като България провеждането на две поредици от международни конференции: по изкуствен интелект (AIMSA) и по интелигентни системи (IS) е значително постижение на професионалната общност в тези две съвременни тясно преплитащи се научни направления.

В заключение може да се отбележи следното:

1. Направлението „Изкуствен интелект” се заражда в Българската академия на науките много скоро след появата му в други страни и едновременно с навлизането на компютърните и информационни технологии и роботиката в различните сфери на науката и стопанската и духовна дейност. Значителна положителна роля за това изигра инициирането и развитието на индустрията на персоналние компютри и промишлените роботи от страна на Института по техническа кибернетика и роботика (ИТКР) при БАН в началото на 80-те години на миналото столетие.
2. През същия период от време изследванията в областта на изкуствения интелект бяха тясно свързани с необходимостта от прилагане на получените теоретични и приложни резултати в индустрията и обществената практика.
3. За стимулирането на изследванията на ИИ положителна роля изигра и националната програма „Мозък”, финансирана и подпомагана от българската държава през 80-те години на миналото столетие.
4. Инициираните в ИТКР при БАН две поредици от международни конференции AIMSA (от 1984 г.), а по-късно и IEEE-поредицата  „Интелигентни системи” (от 2002 г.) изиграха и продължават да играят значителна положителна роля за обмена на идеи и програмни средства както за българските специалисти в ИИ, така и за техните чуждестранни колеги. За това спомогна и продължава да спомага тяхното активно подпомагане от ECCAI и IEEE. Тези поредици от конференции имат своето трайно място в международния календар и досега, а да се надяваме и в бъдеще.

В литературата към настоящата статия е даден списък от публикации по ИИ основно до 1992 г. без да се претендира за пълнота на този списък.

Литература

• [1]. Томов, В., М. Спиридонова, Ал. Гергов, Възможности на съвременните системи за автоматични преобразувания, АСУ, №1, 1983.
• [2]. Томов, В., С. Сахно, Экспериментальная система распознавания и класс функций археологической керамики, в: Сборник докладов конференции по системам для автоматизированного обслуживания, Варна, 3-8 окт. 1983.
• [3]. Ljudskanov, A., Is the Generally Accepted Strategy of Machine Translation Research Optimization, Mechanical Translation, N.Y., 11, 1968, №6, 33-42.
• [4]. Pavlov, R., G. Angelova, On an Approach for Designing Linguistic Processors, in: Proceedings of the World Conference ‘Mathematics in the Service of Men’, Spain, July 1982.
• [5]. Скордев, А., Комбинаторные пространства и рекурсивность в них, С., БАН, 1980.
• [6]. Поликаров А., Методология на научното познание, С., 1972.
• [7]. Sgurev, V., D. Dochev, H. Dichev, G. Agre, Z. Markov, DIGS: A Domain-Independent Expert System for Technical Diagnostics, in: Artificial Intelligence, Methodology and Applications, W. Bibel and P. Petkoff (Eds.), North-Holland, 1985, 137-144.
• [8]. Dochev, D., H. Dichev, Z. Markov, G. Agre, Problems in the Implementation of Prolog Personal Computers, in: AIMSA’84, Varna, Bulgaria, Sept. 1984.
• [9]. Кътов, О., В. Христов, Об использовании методов искуственного интеллекта для создания систем управления роботами, в: Доклады І-ой Международной Конференции по Искуственному Интеллектw, Смоленице (ЧССР), 1980.
• Сгурев, В., Състояния на изследванията върху изкуствения интелект в НР България, Списание на БАН, кн. 3, стр. 12-17, 1986.
• Jorrand, et V. Sgurev (eds.), Artificial Intelligence II – Methodology, systems, applications (AIMSA’86). North-Holland, 1987, рр. 403.
• O’Shea, Т. and V. Sgurev (eds.), Artificial Intelligence Ш. Methodology, Systems, Applications. (AIMSA’88) North-Holland, Amsterdam, 1988, рр. 444.
• Jorrand, and V. Sgurev (eds.), Artificial Intelligence IV-Methodology, Systems, Application. (AIMSA’90) North-Holland, Amsterdam, 1990, рр.433.
• В. du Boulay and V. Sgurev (eds.), Artificial Intelligence V, Methodology, Systems (AIMSA ’92), Applications, North-Holland, 1992, Amsterdam, рр. 273.
• Jorrand, and V. Sgurev (eds). Artificial Intelligence VI-Methodology, Systems, Application (AIMSA’94) World Scientific, 1994, рр.400.
• Сгурев, В., Р. Павлов (ред.), Експертни системи, Hayкa u изкуство, С.,1990, 442 стр.
• Сгурев, В., С. Иванов, Система за управление на електродъгов заваръчен процес, Проблеми на техническата кибернетика и роботика, БАН, No 14, 1982, 56-61.
• Сгурев, В., Д. Дочев, Хр. Дичев, Возможности применения мeтодов искусственного интеллекта при автоматизации инженерной деятельности. Актуални проблеми на науката, No 9, Център за научна информация-БАН, София, 1985, стр.
• Сгурев, В., Д. Мутафов и Г. Глухчев, Некоторые вопросы разработки распознающих систем. Проблемы технической кибернетики и робототехники, БАН, No 24, 1986, 26-29.
• Sgurev,, D. Dochev, H. Dichev, G. Agre, Z. Markov, An Approach to Building а Technical Diagnostic Expert System. Computers and Artificial Intelligence, Vol. 5, No 2, Bratislava, 1986, рр. 103-115.
• Сгурев, В., Втора международна конференция по изкуствен интелект АИМСА’ Списание на БАН, No 2, 1987, 82-85.
• Сгурев, В., Г. Глухчев, Обща схема на информационните процеси в мозъка, Проблеми на техническата кибернетика и роботиката, изд. БАН, No 30, 1990, 9-14.
• Shapiro,, G. Gluhchev, V. Sgurev, Automatic Document Authentication: Approach and Methods. ICDAR’91, 1-st International Conference on Document Analysis and Recognition, Vol. 2, France, 1991, рр. 894 – 902.