JPH0553812A - Information processing system - Google Patents

Information processing system

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Publication number
JPH0553812A
JPH0553812A JP3215545A JP21554591A JPH0553812A JP H0553812 A JPH0553812 A JP H0553812A JP 3215545 A JP3215545 A JP 3215545A JP 21554591 A JP21554591 A JP 21554591A JP H0553812 A JPH0553812 A JP H0553812A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
working memory
symbol
neural network
rule
production
Prior art date
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Pending
Application number
JP3215545A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Hatano
寿昭 波田野
Kazuhito Haruki
和仁 春木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to GB9218264A priority patent/GB2259155B/en
Publication of JPH0553812A publication Critical patent/JPH0553812A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0265Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
    • G05B13/027Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion using neural networks only

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an information processing system which effectively integrates a knowledge processor and a neural circuit network and does not require the change of a program corresponding to an application. CONSTITUTION:This system is equipped with a working memory 132 enabling the recording of a symbol and the reference/deletion of this recorded symbol, production memory 133 to record a rule for reloading the symbol recorded in the working memory 132, inference engine 132 to reload the recording of the working memory 132 while referring to the recording of the working memory 132 and the rule of the production memory 133, analyzers 11 and 12 to convent an input signal into a symbol by using neural circuit networks N1 and N2 and to record the symbol in the working memory 132 while integrating these neural circuit networks N1 and N2, control executing device 14 to output signals while referring to the recording of the working memory 132, and inference control neural circuit network 16 to control the inference engine 131.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は情報処理システムに関
し、特に神経回路網と知識処理装置を統合して構成した
情報処理システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing system, and more particularly to an information processing system which is constructed by integrating a neural network and a knowledge processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、エキスパートシステムに代表さ
れる知識処理装置は、知識を記号により表現することを
原則としているため、このような知識処理装置を用いて
情報処理システムを構成する場合、情報処理システムの
処理対象として画像信号や計測器からの信号などのセン
サリデータが含まれていると、それらのセンサリデータ
を記号を基にしてルールとして表現するのが困難であ
り、また、知識処理装置自身に学習機能を持たせ、情報
処理能力、情報処理精度などの向上を図ることも困難で
ある。
2. Description of the Related Art Generally, since a knowledge processing device represented by an expert system generally represents knowledge by a symbol, in the case of configuring an information processing system using such a knowledge processing device, information processing is performed. If sensory data such as image signals and signals from measuring instruments are included in the processing target of the system, it is difficult to express these sensory data as rules based on symbols, and knowledge processing It is also difficult to improve the information processing ability and information processing accuracy by providing the device itself with a learning function.

【0003】そこで、従来、上記問題を解決する1つの
方法として、エキスパートシステムに代表される知識処
理装置に学習機能を有する神経回路網を組み合わせる構
成が考えられている。
Therefore, conventionally, as one method for solving the above problem, a configuration has been considered in which a neural network having a learning function is combined with a knowledge processing device represented by an expert system.

【0004】しかし、従来の装置は、知識処理装置に神
経回路網が組み込まれる形式がとられており、容易に知
識処理装置と神経回路網とを分離することができず、ア
プリケーションに応じてプログラム全体を作り直さなけ
ればならないという不都合があった。
However, the conventional apparatus has a form in which the neural network is incorporated in the knowledge processing apparatus, and the knowledge processing apparatus and the neural network cannot be easily separated, and the program can be programmed according to the application. There was the inconvenience of having to recreate the whole thing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来、知
識処理装置と神経回路網とを容易に分離できる形式で統
合した効率のよいシステムが存在しなかったため、アプ
リケーションに応じてプログラム全体を作り直おさなけ
ればならないという不都合があった。
As described above, there has been no conventional efficient system in which the knowledge processing device and the neural network are integrated in a form that can be easily separated. Therefore, the entire program is created according to the application. There was the inconvenience of having to fix it.

【0006】そこで、この発明は、知識処理装置と神経
回路網とを有効に統合し、アプリケーションに応じてプ
ログラム全体を変更する必要のない情報処理システムを
提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an information processing system in which the knowledge processing device and the neural network are effectively integrated so that it is not necessary to change the entire program according to the application.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、記号の記録およびこの記録した記号の
参照、削除が可能なワーキングメモリと、前記ワーキン
グメモリに記録した記号を書き換えるルールを記録する
プロダクションメモリと、前記ワーキングメモリの記録
および前記プロダクションメモリのルールを参照して前
記ワーキングメモリの記録を書き換える推論エンジン
と、入力信号を記号に変換して前記ワーキングメモリに
記録する信号処理手段と、前記ワーキングメモリの記録
を参照して信号を出力する信号出力手段と、前記推論エ
ンジンを制御する制御手段とを具備した情報処理システ
ムにおいて、前記信号処理手段、前記信号出力手段、前
記制御手段の少なくとも1つを神経回路網を用いた方法
で構成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a working memory capable of recording a symbol, referring to and deleting the recorded symbol, and a rule for rewriting the symbol recorded in the working memory. A production memory for recording, an inference engine for rewriting the recording of the working memory with reference to the recording of the working memory and the rules of the production memory, and a signal processing means for converting an input signal into a symbol and recording it in the working memory. An information processing system comprising signal output means for outputting a signal with reference to the record of the working memory, and control means for controlling the inference engine, the signal processing means, the signal output means, and the control means Characterized by configuring at least one by a method using a neural network To.

【0008】[0008]

【作用】入力信号を記号に変換してワーキングメモリに
記録する信号処理手段と、ワーキングメモリの記録を参
照して信号を出力する信号出力手段と、推論エンジンを
制御する制御手段との内の少なくとも1つを神経回路網
を用いた方法で構成する。これにより知識処理装置と神
経回路網とを有効に統合した柔軟かつ適応的な情報処理
システムが構成できる。
At least one of the signal processing means for converting the input signal into a symbol and recording it in the working memory, the signal output means for outputting the signal with reference to the recording in the working memory, and the control means for controlling the inference engine. One is constructed by a method using a neural network. This makes it possible to construct a flexible and adaptive information processing system in which the knowledge processing device and the neural network are effectively integrated.

【0009】[0009]

【実施例】以下、この発明に係わる情報処理システムの
一実施例を図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an information processing system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1は、この発明の情報処理システムの一
実施例をブロック図で示したものである。この図1に示
す実施例は、図2に示すような仮想的な制御問題のもと
に構成されたものである。そこで、まず、図2に示す仮
想的な制御問題について説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the information processing system of the present invention. The embodiment shown in FIG. 1 is constructed under the virtual control problem as shown in FIG. Therefore, first, the virtual control problem shown in FIG. 2 will be described.

【0011】図2において、2人の人間h1とh2の間
にモータで駆動されるキャスターが付いたテーブルTが
あり、このテーブルTの上には食べ物Fが乗っている。
テーブルTは人間h1よりの位置X1、人間h2よりの
位置X2、それらの中間の位置X0の3つの位置を移動
する。人間h1はテーブルTが位置X1にきたときテー
ブルTの上の食べ物Fを食べることができ、人間h2は
テーブルTが位置X2にきたときテーブルTの上の食べ
物Fを食べることができるとする。人間h1、h2には
それぞれ脳波測定器S1、S2が取り付けられている。
この制御問題の目的は脳波測定器S1、S2の出力から
イライラしている方の人間を検出してその人間の方にテ
ーブルTを移動させてテーブルT上の食べ物Fを与えて
イライラを自動的に解消させるテーブルTのコントロー
ラを構築することにある。
In FIG. 2, there is a table T having casters driven by a motor between two persons h1 and h2, and a food F is placed on the table T.
The table T moves to three positions, a position X1 from the human h1, a position X2 from the human h2, and a position X0 intermediate between them. It is assumed that the human h1 can eat the food F on the table T when the table T comes to the position X1, and the human h2 can eat the food F on the table T when the table T comes to the position X2. Brain wave measuring devices S1 and S2 are attached to the humans h1 and h2, respectively.
The purpose of this control problem is to detect an annoyed person from the outputs of the electroencephalogram measuring devices S1 and S2, move the table T to the person and give food F on the table T to automatically annoy the annoyed person. The purpose is to build a controller for the table T to be solved.

【0012】このコントローラの設計者は次の4つの規
則をコントローラに組み込みたいと考えているとする。
Assume that the controller designer wants to incorporate the following four rules into the controller.

【0013】R1:人間h1がイライラしたらテーブル
Tを位置X1に移動させる。
R1: When the human h1 is irritated, the table T is moved to the position X1.

【0014】R2:人間h2がイライラしたらテーブル
Tを位置X2に移動させる。
R2: When the person h2 is irritated, the table T is moved to the position X2.

【0015】R3:テーブルTが位置X1にあったらテ
ーブルTを位置X0に戻す。
R3: When the table T is at the position X1, the table T is returned to the position X0.

【0016】R4:テーブルTが位置X2にあったらテ
ーブルTを位置X0に戻す。
R4: When the table T is at the position X2, the table T is returned to the position X0.

【0017】また、人間h1とh2の各人に対してイラ
イラしている状態と平常の状態の脳波パターンを示すデ
ータベースD1、D2が予め分かっているとする。
It is also assumed that the databases D1 and D2 showing the brain wave patterns of the annoyed state and the normal state for the humans h1 and h2 are known in advance.

【0018】図3は、このようなコントローラを設計す
るコントローラ構築装置の一例を示したもので、このコ
ントローラ構築装置は、神経回路網定義機能100、プ
ロダクションルール定義機能200、推論制御定義機能
300、変換機能400を有している。コントローラの
設計者は各機能を呼び出すことでコントローラの設計を
行う。
FIG. 3 shows an example of a controller construction device for designing such a controller. This controller construction device comprises a neural network definition function 100, a production rule definition function 200, an inference control definition function 300, It has a conversion function 400. The controller designer designs the controller by calling each function.

【0019】神経回路網定義機能100は、所望の神経
回路網を構築するための機能である。具体的には神経回
路網の名称、学習データを指定することで神経回路網を
構築する。例えば、図2に示した脳波測定器S1、S2
の出力を入力して人間h1、h2がそれぞれイライラし
ているか正常であるかを示す記号を出力する神経回路網
N1およびN2を構築する場合、神経回路網N1および
N2の名称を指定するとともに、学習データとして、人
間h1のイライラしている状態と平常の状態の脳波パタ
ーンを示すデータベースD1および人間h2のイライラ
している状態と平常の状態の脳波パターンを示すデータ
ベースD2を指定し、神経回路網定義機能100は図4
に示すようなプロセスを生成する。
The neural network defining function 100 is a function for constructing a desired neural network. Specifically, the neural network is constructed by specifying the name of the neural network and learning data. For example, the electroencephalogram measuring devices S1 and S2 shown in FIG.
When constructing the neural networks N1 and N2 that input the output of the above and outputs the symbols indicating whether the humans h1 and h2 are irritated or normal, respectively, while specifying the names of the neural networks N1 and N2, As the learning data, the database D1 showing the brain wave patterns of the human h1 in the annoyed state and the normal state and the database D2 showing the brain wave patterns of the human h2 in the annoyed state and the normal state are designated, and the neural network is specified. The definition function 100 is shown in FIG.
Generate a process as shown in.

【0020】ここで、神経回路網N1構成用プロセス1
01はデータベースD1を参照して神経回路網N1を構
築し、神経回路網N2構成用プロセス102はデータベ
ースD2を参照して神経回路網N2を構築する。また、
神経回路網N1構成用プロセス101および神経回路網
N2構成用プロセス102は神経回路網N1および神経
回路網N2を構築する際に必要に応じて神経回路網構築
エキスパートシステム103を呼び出す。
Here, the process 1 for constructing the neural network N1
Reference numeral 01 refers to the database D1 to construct the neural network N1, and the neural network N2 configuration process 102 refers to the database D2 to construct the neural network N2. Also,
The neural network N1 construction process 101 and the neural network N2 construction process 102 call the neural network construction expert system 103 as needed when constructing the neural network N1 and the neural network N2.

【0021】プロダクションルール定義機能200は、
後述するプロダクションメモリ133に記録するプロダ
クションルールを定義する機能である。プロダクション
ルールは後述するワーキングメモリ132に記録される
記号に基づきワーキングメモリ132に記録される記号
の書き換えを行うルールである。ワーキングメモリ13
2には次の3種類の記号が記録される。
The production rule definition function 200 is
It is a function of defining a production rule to be recorded in a production memory 133 described later. The production rule is a rule for rewriting the symbol recorded in the working memory 132 based on the symbol recorded in the working memory 132 described later. Working memory 13
The following three types of symbols are recorded in 2.

【0022】単純記号:プロダクションルールだけが参
照する記号。
Simple symbol: A symbol that is referenced only by production rules.

【0023】実行記号:物理的なアクションを実行する
ための記号で、この記号がプロダクションメモリ132
に記録されると、この記号に対応した物理的なアクショ
ンが実行される。
Execution symbol: A symbol for executing a physical action, which is the production memory 132.
When recorded in, the physical action corresponding to this symbol is executed.

【0024】解釈記号:対象の物理的な挙動の監視結果
に対応して書き換えられる記号で、プロダクションルー
ルによっては書き換えることのできない記号。 図2に示した制御問題の目的を達成するためにプロダク
ションメモリ133に記録されるプロダクションルール
は、 R1:h1&X0→+X1−X0 R2:h2&X0→+X2−X0 R3:X1 →+X0−X1 R4:X2 →+X0−X2 となる。ここで+はワーキングメモリ132に記録する
ことを意味し、−はワーキングメモリ132から削除さ
れることを意味する。
Interpretation symbol: a symbol that can be rewritten according to the result of monitoring the physical behavior of the target, and cannot be rewritten according to the production rule. In order to achieve the purpose of the control problem shown in FIG. 2, the production rule recorded in the production memory 133 is R1: h1 & X0 → + X1-X0 R2: h2 & X0 → + X2-X0 R3: X1 → + X0-X1 R4: X2 → It becomes + X0-X2. Here, + means recording in the working memory 132, and-means being deleted from the working memory 132.

【0025】また、h1、h2は解釈記号で、イライラ
の状態になるとワーキングメモリ132に記録される記
号であり、この記号は平常の状態になるとワーキングメ
モリ132から削除される。
Further, h1 and h2 are interpretation symbols, which are recorded in the working memory 132 when the state becomes irritated, and these symbols are deleted from the working memory 132 when the state becomes normal.

【0026】また、X0、X1、X2は実行記号で、こ
の記号がワーキングメモリ132に記録されると、テー
ブルTに対してその位置に移動するように制御信号が送
られる。
Further, X0, X1 and X2 are execution symbols, and when these symbols are recorded in the working memory 132, a control signal is sent to the table T so as to move to that position.

【0027】推論制御定義機能300は、後述するプロ
ダクションシステム13で2以上のルールが同時に成立
した場合の競合解消戦略を指定するための機能である。
この競合解消戦略は神経回路網を指定することにより行
うことができ、この場合は図5に示すように推論制御定
義機能300を神経回路網定義機能100に代えること
ができ、その場合、上述した神経回路網定義機能100
が再び呼び出されることになる。
The inference control definition function 300 is a function for designating a conflict resolution strategy when two or more rules are simultaneously established in the production system 13 described later.
This conflict resolution strategy can be performed by designating a neural network, in which case the inference control defining function 300 can be replaced by the neural network defining function 100 as shown in FIG. Neural network definition function 100
Will be called again.

【0028】変換機能400は、神経回路網定義機能1
00により構築した神経回路網、プロダクションルール
定義機能200により定義したプロダクションルール、
推論制御定義機能300で定義した競合解消戦略を1つ
にまとめる機能である。この変換機能400により、神
経回路網定義機能100により構築した神経回路網、プ
ロダクションルール定義機能200により定義したプロ
ダクションルール、推論制御定義機能300で定義した
競合解消戦略を1つにまとめることにより、図2に示し
た制御問題の目的を達成するシステムを構築することが
でき、図1はこのようにして構築された情報処理装置の
一実施例を示す。
The conversion function 400 is a neural network definition function 1
, A neural network constructed by 00, a production rule defined by the production rule definition function 200,
This is a function to combine the conflict resolution strategies defined by the inference control definition function 300 into one. By this conversion function 400, the neural network constructed by the neural network definition function 100, the production rule defined by the production rule definition function 200, and the conflict resolution strategy defined by the inference control definition function 300 are put together into one figure. It is possible to construct a system that achieves the purpose of the control problem shown in FIG. 2, and FIG. 1 shows an embodiment of the information processing apparatus constructed in this way.

【0029】図1において、解釈器11は、人間h1の
脳波を測定する脳波測定器S1の出力を入力し、この脳
波測定器S1の出力から人間h1がイライラしているか
否かを判定し、イライラしていると判定すると、プロダ
クションシステム13のワーキングメモリ132に解釈
記号“h1”を記録し、イライラしていないとプロダク
ションシステム13のワーキングメモリ132からこの
解釈記号“h1”を削除する。ここで、人間h1がイラ
イラしているか否かの判定は解釈器11に組み込まれた
神経回路網N1により行う。この神経回路網N1はすで
に図4で説明したように神経回路網定義機能100によ
り構築されたものである。
In FIG. 1, the interpreter 11 inputs the output of the electroencephalogram measuring device S1 for measuring the electroencephalogram of the human h1 and judges from the output of the electroencephalogram measuring device S1 whether the human h1 is irritated, If it is determined to be irritated, the interpretation symbol “h1” is recorded in the working memory 132 of the production system 13, and if not irritated, the interpretation symbol “h1” is deleted from the working memory 132 of the production system 13. Here, it is determined by the neural network N1 incorporated in the interpreter 11 whether or not the human h1 is irritated. This neural network N1 is constructed by the neural network defining function 100 as already described with reference to FIG.

【0030】ここで、神経回路網N1の具体的な構成例
について説明する。データベースD1には人間h1が平
常な時とイライラしている時の脳波のサンプリング波形
が記録されていて、それぞれの波形はn点でサンプリン
グされているとする。このとき、入力層にnの素子、出
力層に2個の素子を持つ3層の層状神経回路網で処理を
行わせることにする。出力層の2個の素子の一方は平常
状態にあることに対応させ、他方はイライラした状態に
あることに対応させる。データベースD1に記録されて
いる脳波のサンプリング波形を、n個のサンプリング点
を入力層のn個の入力用の素子に対応させて神経回路網
に入力する。この入力したサンプリング波形が平常時の
ものである場合には、2個の出力用素子の内の平常時に
対応する素子の出力が高くなり、もう一方のイライラ時
に対応する素子の出力が低くなるように神経回路網を学
習させる。また、入力したサンプリング波形がイライラ
時のものである場合には、2個の出力用素子の内のイラ
イラ時に対応する素子の出力が高くなり、もう一方の平
常時に対応する素子の出力が低くなるように神経回路網
を学習させる。データベースD1に記録されている任意
のサンプリング波形を神経回路網に入力した場合に、そ
の波形が平常時のものであるか、イライラ時のものであ
るかに対応して正しい出力が得られるようになるまで、
上記学習を繰り返す。こうした得られた神経回路網は、
センサS1から直接得られたサンプリング波形を平常状
態、イライラ状態の2つに分類することができる。
Here, a specific configuration example of the neural network N1 will be described. It is assumed that the database D1 records brain wave sampling waveforms when the human h1 is in a normal state and when the person is irritated, and each waveform is sampled at n points. At this time, processing is performed by a three-layered neural network having n elements in the input layer and two elements in the output layer. One of the two elements of the output layer corresponds to a normal state and the other corresponds to a frustrated state. The sampling waveform of the electroencephalogram recorded in the database D1 is input to the neural network with n sampling points corresponding to n input elements in the input layer. If the input sampling waveform is normal, the output of the element corresponding to normal of the two output elements becomes high, and the output of the element corresponding to the other frustration becomes low. Train the neural network. If the input sampling waveform is an irritating one, the output of the element corresponding to the irritating one of the two output elements becomes high, and the output of the other element corresponding to the normal becomes low. To train the neural network. When an arbitrary sampling waveform recorded in the database D1 is input to the neural network, correct output can be obtained according to whether the waveform is normal or frustrated. Until
The above learning is repeated. The resulting neural network is
The sampling waveform obtained directly from the sensor S1 can be classified into two states, a normal state and an irritated state.

【0031】また、解釈器12は、人間h2の脳波を測
定する脳波測定器S2の出力を入力し、この脳波測定器
S2の出力から人間h2がイライラしているか否かを判
定し、イライラしていると判定すると、プロダクション
システム13のワーキングメモリ132に解釈記号“h
2”を記録し、イライラしていないとプロダクションシ
ステム13のワーキングメモリ132からこの解釈記号
“h2”を削除する。ここで、人間h2がイライラして
いるか否かの判定は解釈器12に組み込まれた神経回路
網N2により行う。この神経回路網N2もすでに図4で
説明したように神経回路網定義機能100により構築さ
れたものである。
Further, the interpreter 12 inputs the output of the electroencephalogram measuring device S2 for measuring the electroencephalogram of the human h2, judges from the output of the electroencephalogram measuring device S2 whether the human h2 is irritated, and is irritated. If it is determined that the interpretation symbol “h” is stored in the working memory 132 of the production system 13,
2 ”is recorded, and if it is not irritating, the interpretation symbol“ h2 ”is deleted from the working memory 132 of the production system 13. Here, the determination whether the human h2 is irritating is incorporated in the interpreter 12. The neural network N2 is also constructed by the neural network defining function 100 as already described with reference to FIG.

【0032】プロダクションシステム13は、推論エン
ジン131、ワーキングメモリ132、プロダクション
メモリ133を有し、プロダクションメモリ133に
は、前述したプロダクションルール定義機能200によ
り構築されたプロダクションルール R1:h1&X0→+X1−X0 R2:h2&X0→+X2−X0 R3:X1 →+X0−X1 R4:X2 →+X0−X2 が記録されている。
The production system 13 has an inference engine 131, a working memory 132, and a production memory 133. In the production memory 133, the production rules R1: h1 & X0 → + X1-X0 R2 constructed by the above-described production rule definition function 200. : H2 & X0 → + X2-X0 R3: X1 → + X0-X1 R4: X2 → + X0-X2 is recorded.

【0033】ここで、上記プロダクションルールはIF
…THEN…形式のルールで、R1は、もし、ワーキン
グメモリ132に人間h1がイライラしていることを示
す解釈記号“h1”が記録され、かつ、制御対象である
テーブルTを中央の位置X0に位置させる実行記号“X
0”が記録されていると、ワーキングメモリ132にテ
ーブルTを人間h1寄りの位置X1に移動させる実行記
号“X1”を記録し、実行記号“X0”を削除するルー
ルを示し、R2は、もし、ワーキングメモリ132に人
間h2がイライラしていることを示す解釈記号“h2”
が記録され、かつ、制御対象であるテーブルTを中央の
位置X0に位置させる実行記号“X0”が記録されてい
ると、ワーキングメモリ132にテーブルTを人間h2
寄りの位置X2に移動させる実行記号“X2”を記録
し、実行記号“X0”を削除するルールを示し、R3
は、もし、ワーキングメモリ132に制御対象であるテ
ーブルTを人間h2寄りの位置X2に位置させる実行記
号“X2”が記録されていると、ワーキングメモリ13
2にテーブルTを中央の位置X0に移動させる実行記号
“X0”を記録し、実行記号“X2”を削除するルール
を示し、R4は、もし、ワーキングメモリ132に制御
対象であるテーブルTを人間h1寄りの位置X1に位置
させる実行記号“X1”が記録されていると、ワーキン
グメモリ132にテーブルTを中央の位置X0に移動さ
せる実行記号“X0”を記録し、実行記号“X1”を削
除するルールを示す。
Here, the production rule is IF
In the rule of the THEN ... format, the interpretation symbol “h1” indicating that the person h1 is irritated is recorded in the working memory 132 in the working memory 132, and the table T to be controlled is located at the central position X0. Execution symbol to position "X
If "0" is recorded, the execution symbol "X1" for moving the table T to the position h1 closer to the human h1 is recorded in the working memory 132, and the rule for deleting the execution symbol "X0" is shown. , The interpretation symbol “h2” indicating that the human h2 is irritated in the working memory 132
Is recorded and an execution symbol “X0” for recording the table T to be controlled at the central position X0 is recorded, the table T is stored in the working memory 132 as a human h2.
A rule for recording the execution symbol "X2" to be moved to the closer position X2 and deleting the execution symbol "X0" is shown as R3.
If the execution symbol "X2" for locating the table T to be controlled at the position X2 near the human h2 is recorded in the working memory 132, the working memory 13
2 shows a rule for recording the execution symbol "X0" for moving the table T to the central position X0 and deleting the execution symbol "X2", and R4 is a table to be controlled in the working memory 132. When the execution symbol "X1" located at the position X1 near the h1 is recorded, the execution symbol "X0" for moving the table T to the central position X0 is recorded in the working memory 132, and the execution symbol "X1" is deleted. The rule to do is shown.

【0034】推論エンジン131は、常にワーキングメ
モリ132に記録されている記号を監視し、プロダクシ
ョンメモリ133に記述されているルールで条件部が充
足しているものがあると、そのルールを実行する。
The inference engine 131 constantly monitors the symbols recorded in the working memory 132, and executes the rule if any of the rules described in the production memory 133 satisfies the condition part.

【0035】ルール監視器15は、プロダクションシス
テム13のワーキングメモリ132およびプロダクショ
ンメモリ133を監視し、実行されたルールの番号およ
びワーキングメモリ132の状態を推論制御神経回路網
16に伝達する。
The rule monitor 15 monitors the working memory 132 and the production memory 133 of the production system 13, and transmits the number of the executed rule and the state of the working memory 132 to the inference control neural network 16.

【0036】推論制御神経回路網16は、プロダクショ
ンメモリ133に記録された各ルールに対応する複数の
素子を有し、ルール監視器15からの伝達内容に対応し
て各素子間の連結の強さを変更する。そして、ワーキン
グメモリ132に記録されている事項がプロダクション
メモリ133に記述されているルールの内の2つ以上の
ルールの条件部を同時に充足した場合は、条件部を充足
したルールの内の1つのルールを選択し、この選択結果
を推論エンジン141に伝える競合解消戦略判断を行
う。
The inference control neural network 16 has a plurality of elements corresponding to the respective rules recorded in the production memory 133, and the strength of the connection between the respective elements corresponding to the contents transmitted from the rule monitor 15. To change. Then, when the items recorded in the working memory 132 simultaneously satisfy the condition parts of two or more rules among the rules described in the production memory 133, one of the rules satisfying the condition parts is satisfied. A rule is selected and the result of this selection is transmitted to the inference engine 141 to perform a conflict resolution strategy decision.

【0037】プロダクションメモリ133に記述されて
いるルールの内の2つ以上のルールの条件部が充足され
た場合に、推論制御神経回路網16が、条件部の充足さ
れた2つ以上のルールから1つのルールを選択する過程
を更に説明する。プロダクションメモリ133に記述さ
れているルールはR1,R2,R3およびR4の4つで
あり、推論制御神経回路網16には、これら4つのルー
ルにそれぞれ対応した4つの素子がある。ルール監視器
15は競合解消の必要がない間、すなわち、プロダクシ
ョンメモリ133に記述されているルールの内、条件部
が充足されたものが1つである間、そのルールに対応し
た素子の出力を高くする。そして、2以上のルールの条
件部が充足された場合には推論制御神経回路網16を動
作させる。推論制御神経回路網16は、素子間で信号の
やりとりを行い、やがて平衡状態になり、各素子の出力
が一定になる。このとき、条件部の充足された2つ以上
のルールに対応する素子の出力を比べて、最も大きな出
力を持つ素子を見つける。この出力最大の素子に対応す
るルールを選択することで競合解消が行われる。
When the condition parts of two or more rules among the rules described in the production memory 133 are satisfied, the inference control neural network 16 outputs the two or more rules whose condition parts are satisfied. The process of selecting one rule will be further described. The four rules described in the production memory 133 are R1, R2, R3, and R4, and the inference control neural network 16 has four elements corresponding to these four rules. The rule monitor 15 outputs the output of the element corresponding to the rule while there is no need for conflict resolution, that is, while one of the rules described in the production memory 133 satisfies the condition part. Make it higher Then, when the condition parts of two or more rules are satisfied, the inference control neural network 16 is operated. The inference control neural network 16 exchanges signals between the elements and eventually becomes a balanced state, and the output of each element becomes constant. At this time, the outputs of the elements corresponding to the two or more rules satisfying the condition part are compared to find the element having the largest output. The conflict is resolved by selecting the rule corresponding to the element with the maximum output.

【0038】推論エンジン131は、ワーキングメモリ
132に記録される事項がプロダクションメモリ133
に記述されているルールの内の1つのルールの条件部を
充足するならば、そのルールを実行し、プロダクション
メモリ133に記述されているルールの内の2つ以上の
ルールの条件部を充足するならば、推論制御神経回路網
16により、前述の方法で1つのルールを選択し、その
選択したルールを実行する。
In the inference engine 131, the items recorded in the working memory 132 are stored in the production memory 133.
If the condition part of one of the rules described in 1 is satisfied, the rule is executed and the condition parts of two or more of the rules described in the production memory 133 are satisfied. Then, the inference control neural network 16 selects one rule by the method described above and executes the selected rule.

【0039】コントロール制御器14は、プロダクショ
ンシステム13のワーキングメモリ132を監視し、ワ
ーキングメモリ132に実行記号が記録された時点でそ
の記号に対応した制御信号を形成し、この制御信号をテ
ーブルTを駆動する図示しないモータに送出する。
The control controller 14 monitors the working memory 132 of the production system 13, forms a control signal corresponding to the execution symbol when the execution symbol is recorded in the working memory 132, and outputs this control signal to the table T. It is sent to a motor (not shown) to be driven.

【0040】なお、図1において実線でしめす矢印は制
御信号の流れを示し点線でしめす矢印はデータの流れを
示す。
In FIG. 1, solid line arrows indicate the flow of control signals, and dotted line arrows indicate the flow of data.

【0041】このような構成によると、図2に示した制
御問題の目的を達成する制御を実現できる。
With such a configuration, control that achieves the purpose of the control problem shown in FIG. 2 can be realized.

【0042】なお、図1に示した構成において、プロダ
クションシステム13の推論エンジン131の推論に関
し、2つ以上の条件部を同時に充足するルールが存在し
ない蓋然性が高い場合は、ルール監視器15および推論
制御神経回路網18からなる構成を省略することもでき
る。
In the configuration shown in FIG. 1, regarding the inference of the inference engine 131 of the production system 13, when there is a high probability that there is no rule that satisfies two or more condition parts at the same time, the rule monitor 15 and the inference are performed. The configuration of the control neural network 18 can be omitted.

【0043】図6は、このように構成されたこの発明の
他の実施例を示すものである。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention constructed as described above.

【0044】また、図1にコントロール制御器14に神
経回路網を組み込み、この神経回路網により、ワーキン
グメモリ132に記録された実行記号からテーブルTの
制御信号への変換を行うように構成してもよい。
Further, in FIG. 1, a neural network is incorporated in the control controller 14, and the neural network is configured to convert the execution symbols recorded in the working memory 132 into the control signals of the table T. Good.

【0045】図7は、このように構成されたこの発明の
更に他の実施例を示すもので、コントロール制御器14
には神経回路網N3が組み込まれ、コントロール制御器
14は、プロダクションシステム13のワーキングメモ
リ132を監視し、ワーキングメモリ132に実行記号
が記録された時点でその記号に対応した制御信号を神経
回路網N3を用いて形成し、この制御信号をテーブルT
を駆動する図示しないモータに送出する。
FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention constructed as described above, and the control controller 14
The neural network N3 is incorporated in the neural network, and the control controller 14 monitors the working memory 132 of the production system 13, and when the execution symbol is recorded in the working memory 132, the control signal corresponding to the symbol is output to the neural network. It is formed by using N3, and this control signal is transmitted to the table T
To a motor (not shown) that drives the.

【0046】すなわち、図7に示すプロダクションメモ
リ133に記述されているルールの実行記号はX0,X
1,X2の3つだけであるが、X0sとしてゆっくり中
央にテーブルTを戻す、X0fとして素早く中央にテー
ブルTを戻す、といった実行記号を追加した場合には、
テーブルTを駆動するモータに送る制御信号を、実行記
号がX0sであるかX0fであるかによって変える必要
がある。この場合、神経回路網N3により実行記号がテ
ーブルTを駆動するモータの制御信号に変換される。
That is, the execution symbols of the rules described in the production memory 133 shown in FIG. 7 are X0 and X.
There are only three, 1 and X2, but when adding execution symbols such as slowly returning the table T to the center as X0s and quickly returning the table T to the center as X0f,
The control signal sent to the motor driving the table T needs to be changed depending on whether the execution symbol is X0s or X0f. In this case, the neural network N3 converts the execution symbols into control signals for the motors driving the table T.

【0047】このような構成によると、更に広範囲の問
題を柔軟かつ適応的に解決することが可能になる。
With such a configuration, it is possible to solve a wider range of problems flexibly and adaptively.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
知的処理装置に神経回路網を有効に統合して情報処理シ
ステムを構築したので、柔軟かつ適応的な情報処理シス
テムの構築が可能になるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
Since the information processing system is constructed by effectively integrating the neural network in the intelligent processing device, it is possible to construct a flexible and adaptive information processing system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の情報処理システムの一実施例を示す
ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an information processing system of the present invention.

【図2】図1の実施例の対象とする仮想的な制御問題を
説明する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a virtual control problem that is a target of the embodiment of FIG.

【図3】図2に示した仮想的な制御問題を解決するため
のコントローラを設計するコントローラ構築装置の一例
を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a controller construction device that designs a controller for solving the virtual control problem shown in FIG.

【図4】図3に示した神経回路網定義機能の生成する神
経回路網定義プロセスの一例を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a neural network definition process generated by the neural network definition function shown in FIG.

【図5】図3に示した推論制御定義機能の生成する推論
制御定義プロセスの一例を示すブロック図。
5 is a block diagram showing an example of an inference control definition process generated by the inference control definition function shown in FIG.

【図6】この発明の情報処理システムの他の一実施例を
示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the information processing system of the present invention.

【図7】この発明の情報処理システムの更に他の一実施
例を示すブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing still another embodiment of the information processing system according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12 解釈器 13 プロダクションシステム 14 コントロール実行器 15 ルール監視器 16 推論制御神経回路網 100 神経回路網定義機能 200 プロダクションルール定義機能 300 推論制御定義機能 400 変換機能 N1,N2,N3 神経回路網 S1,S2 脳波測定器 T テーブル F 食べ物 h1,h2 人間 11, 12 Interpreter 13 Production system 14 Control executor 15 Rule monitor 16 Inference control neural network 100 Neural network definition function 200 Production rule definition function 300 Inference control definition function 400 Conversion function N1, N2, N3 Neural network S1 , S2 EEG analyzer T table F Food h1, h2 Human

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記号の記録およびこの記録した記号の参
照、削除が可能なワーキングメモリと、 前記ワーキングメモリに記録した記号を書き換えるルー
ルを記録するプロダクションメモリと、 前記ワーキングメモリの記録および前記プロダクション
メモリのルールを参照して前記ワーキングメモリの記録
を書き換える推論エンジンと、 入力信号を記号に変換して前記ワーキングメモリに記録
する信号処理手段と、 前記ワーキングメモリの記録を参照して信号を出力する
信号出力手段と、 前記推論エンジンを制御する制御手段とを具備した情報
処理システムにおいて、 前記信号処理手段、前記信号出力手段、前記制御手段の
少なくとも1つを神経回路網を用いた方法で構成したこ
とを特徴とする情報処理システム。
1. A working memory capable of recording a symbol and referring to and deleting the recorded symbol, a production memory for recording a rule for rewriting the symbol recorded in the working memory, a recording in the working memory and the production memory An inference engine that rewrites the record of the working memory by referring to the rule of 1., a signal processing unit that converts an input signal into a symbol and records the symbol in the working memory, and a signal that outputs a signal by referring to the record of the working memory. In an information processing system including output means and control means for controlling the inference engine, at least one of the signal processing means, the signal output means, and the control means is configured by a method using a neural network. Information processing system characterized by.
JP3215545A 1991-08-27 1991-08-27 Information processing system Pending JPH0553812A (en)

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