Реферат: на тему: “ Ассоциации как эвристики”

Министерство образования Российской Федерации

Ульяновский Государственный Технический Университет

Кафедра: Вычислительная техника

РЕФЕРАТ

на тему:

“Ассоциации как эвристики”

Выполнил: студент группы ЭВМдм-51

Власов И.В.

Проверил: Соснин П.И.

Ульяновск 2002

ВВЕДЕНИЕ

Множество толкований эвристики говорит о разном содержании, которое вкладывают авторы различных концепций в данное понятие. При этом общим и бесспорным является то, что во всех случаях эвристика неразрывно связывается с творческой деятельностью, с творчеством.

Общими звеньями, связывающими в единую цепь понятия "эвристика" и "творчество", являются представления о нетривиальности, неординарности, новизне и уникальности. Применительно к понятию "творчество" такими качествами характеризуется результат творческой деятельности, применительно к эвристике - методы и средства получения этого результата.

Потребность в эффективных приемах и методах активизации творческого мышления возникла очень давно, хотя до недавнего времени инженерный труд рассматривался как процесс, носящий исключительно рациональный характер, лишенный эмоциональной окраски. Вместе с тем, эффективность труда инженера, конструктора, исследователя, разработчика определяется не только уровнем знаний и опыта (необходимое условие), но и богатством воображения, развитостью фантазии. умением абстрагироваться, "видеть в обычном необычное и в необычном обычное". "Воображение - по словам А. Эйнштейна, - важнее знания, ибо знание ограничено. Воображение же охватывает все на свете, стимулирует прогресс и является источником его эволюции". Воображение (фантазия) - психический процесс, состоящий в создании образов на основе переработки прошлых восприятий.

Развитие этих качеств у создателей новой техники является важным фактором в преодолении инертности мышления и ускорения поиска решений поставленных задач. С этой целью используются различные эвристические приемы в виде ассоциаций, аналогий, контрольных вопросов, приемов устранения технических противоречий.

АССОЦИАЦИИ КАК ЭВРИСТИКИ.

Эвристика - специальные методы, используемые в поисках открытия нового, основанные на общем опыте решения родственных задач в условиях большого выбора вариантов (эвристические методы).

Название науки эвристики происходит от всем известного восклицания Архимеда: Эврика! Нашёл!

Эвристика – наука, изучающая продуктивное творческое мышление (эвристическая деятельность).

Эвристический метод применяется также для задач на распознавание образов. Решение в подобных случаях опять-таки ищут не на основе формальных методов, логически выведенных из различных гипотез, а используя аналогии, ассоциации. Именно по аналогии со схемами работы нервных клеток головного мозга построен персептрон - прибор, имитирующий глаз человека.

В NeuroDiscovery впервые использована архитектура растущей нейронной сети для реализации оригинальной модульной ассоциативной памяти. Такая память выполняет автоматическую кластеризацию и эффективное распределение запоминаемых данных между модулями нейронной сети. Доступ к данным, осуществляемый по схеме бинарного дерева, обеспечивает минимальное время ассоциативного поиска в больших базах данных.

Высокая оперативность и отсутствие жестких ограничений на объем хранимой информации позволяет использовать модульную ассоциативную память NeuroDiscovery для решения широкого круга задач, таких как:

- ассоциативный поиск и восстановление неполных данных в базах видеоданных, геоинформационных системах;

- выявление фальшивых банкнот, подделок в документах, идентификации подписей;

- идентификация личности по биометрическим данным, отпечаткам пальцев, отпечаткам голоса;

- идентификация кодов, в криптографии, в системах сжатия данных.

Проектирование и распознавание графических объектов на основе применения методов ассоциативного поиска, моделей Маркова и нейросетей.

Ассоциативный компьютер, в отличие от персонального компьютера, связан с разработкой нового поколения интеллектуальных информационных систем, нацеленных, в основном, не на повышение мощности и быстродействия, а на ассистирование человеку и поддержку принятия решений в условиях неопределенности, неполноты и, возможно, противоречивости ситуации в задаче принятия решений. Основой для функционирования ассоциативного компьютера являются немонотонные логики и ассоциативные методы на базе нейросетей.

В качестве объектов проектирования и распознавания используются графические образы, поскольку когнитивная графика больше соответствует "правополушарному" способу мышления человека.

Самым известным методом интуитивного поиска решений является мозговой штурм. Этот метод предполагает искать новое, разделяя во времени процессы выдвижения идей и их оценки. Основные усилия авторы многочисленных вариантов этого метода прикладывали к обеспечению интенсивной генерации идей. С этой целью предлагалось обеспечить коллективное выдвижение идей, снять всякую критику в процессе их поиска, разрешалось предлагать непроверенные и фантастические идеи.

В особое направление вылилось создание списков вопросов, имеющих эвристическую ценность и стимулирующих у решающего появление неожиданных ассоциаций и аналогий.

Метод гирлянд ассоциаций используется для целенаправленного генерирования ассоциаций, которые изобретатели используют в своем творческом процессе в качестве подсказок для генерирования новых идей. В отличие от существующих модификаций, данный метод в настоящее время расширен рядом дополнительных процедур: метофорическим описанием и анализом проблемной ситуации, построением этимологических и парадигматических гроздей понятий и их интерпретаций.

Прежде чем перейти конкретно к методу гирлянд случайностей и ассоциаций мы попытаемся выяснить, что такое ассоциации, гирлянды ассоциаций и ассоциативные приемы.

АССОЦИАЦИЯ

Ассоциация – связь между отдельными представлениями, при которой одно из представлений вызывает другое.

Под ассоциацией понимается отражение в сознании человека взаимосвязи между предметами, явлениями действительности и психическими восприятиями, ощущениями, двигательными актами, представлениями и т.д. Ассоциации, как правило, появляются без активного восприятия. Оригинальность, сочность и яркость ассоциаций зависит от интересов человека, его индивидуальных особенностей, реакций и моментального направления сознания.

Исследования психологов показали, что возможности человека генерировать ассоциации ограничиваются лишь фактором времени, поэтому ассоциации можно рассматривать как источник дополнительной информации, которую можно использовать в творческом процессе.

АССОЦИАЦИИ В ТВОРЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

Основная цель генерирования ассоциаций заключается в том, чтобы "расшатать" стереотипные представления о совершенствуемом объекте, активизировать фантазию и воображение, перекинуть "мостик" к искомым аналогиям. Ассоциации в творческом поиске выступают как прямые "подсказки", как аналогии или как средства смотрения аналогии между наблюдаемым объектом и объектом совершенствования, объектом изобретения. Последнее свойство ассоциаций наиболее ценно и обладает большой эвристической силой. Так в примере с "арахнавтикой", наверное, для того, чтобы у Дедала родилась идея использовать нити в качестве парашюта, необходимо было стечение двух обстоятельств: наблюдение летящего на паутине паучка и возникновение ассоциации с летящим парашютистом. Именно в тех случаях, когда аналогия находится по ассоциативной связи, решения отличаются неожиданностью и оригинальностью.

КЛАССИФИКАЦИЯ АССОЦИАЦИЙ

Различают ассоциации по сходству, контрасту и смежности.

Ассоциации по сходству могут быть использованы как исходные данные для приемов эвристической инверсии (обращения, поиска от конца к началу), по смежности - для приемов преобразования в пространстве и времени.

Все примеры генерирования ассоциаций можно разделить на две группы: приемы свободных ассоциаций и направленных детерминированных ассоциаций.

К свободным ассоциациям относят такие, генерирование которых производится без каких-либо ограничений смыслового или грамматического характера. При этом ассоциации могут быть выражены именем существительным, глаголом, прилагательным, наречием, группой слов в виде метафоры, поговорки, пословицы, каламбура и т.д.

Генерирование направленных ассоциаций ограничивается определенными заранее заданными условиями.

К таким условиям, например, можно отнести генерирование ассоциаций по контрасту, выраженных только глаголом и т.д., или ассоциацией по сходству, также выраженных словами определенной части речи или символами, знаками и т.д.

ГЕНЕРИРОВАНИЕ АССОЦИАЦИЙ

Генерирование, как свободных, так и направленных ассоциаций основывается на быстрой реакции на слово раздражитель. Реакция человека на слово-раздражитель является глубоко индивидуальной и зависит от его интеллекта, темперамента, условий, психофизиологического состояния и т.д.

Ассоциации можно генерировать в виде группы на одно слово раздражитель и виде связанной последовательности - "гирлянды", когда ассоциация, вызванная словом-раздражителем, является в свою очередь, словом-раздражителем для последующей ассоциации.

Генерирование группы ассоциаций может быть полезным как при поиске новых технических решений, так и на стадии постановки задачи для более глубокого анализа объекта, выявления всех возможных признаков и свойств этого объекта.

Гирлянда ассоциаций может рассматриваться как эвристический прием, используемый для ухода от традиционных, стереотипных сравнений и аналогий и нахождения взаимосвязи (аналогий) между объектом и отдаленным понятием (ассоциацией). Этот прием может быть полезен при поиске новых функций свойств и качеств объекта.

МЕТОД ГИРЛЯНД СЛУЧАЙНОСТЕЙ И АССОЦИАЦИЙ

1. Алгоритм метода

Этап 1. Определение синонимов объекта

Этап 2. Выбор случайных объектов

Этап 3. Составление комбинаций из элементов гирлянды синонимов объекта и элементов гирлянды случайных объектов

Комбинации составляются из двух элементов путем попытки объединения каждого синонима рассматриваемого объекта с каждым случайным объектом.

Этап 4. Составление перечня признаков случайных объектов

Определяются признаки случайно выбранных объектов с возможно большим количеством признаков в течение ограниченного времени (минуты). Успех поиска в значительной мере зависит от широты охвата признаков случайных объектов, поэтому целесообразно перечислять как основные, так и второстепенные признаки.

Для удобства составляется таблица признаков, в одном столбце которой указаны по порядку случайные объекты, а в другом (напротив) - признаки этих случайных объектов.

Этап 5. Генерирование идей путем поочередного присоединения к техническому объекту и его синонимам признаков случайно выбранных объектов

Этап 6. Генерирование гирлянд ассоциаций

Поочередно из признаков случайных объектов, выявленных на четвертом шаге, генерируют гирлянды свободных ассоциаций. Для каждого из отдельных признаков они могут быть практически неограниченной длины, поэтому генерирование следует ограничить по времени или количеству элементов гирлянды.

Замечание: Если генерирование гирлянд ассоциаций проводится коллективно, то каждый член коллектива занимается этим самостоятельно.

Этап 7. Генерирование новых идей

К элементам гирлянд синонимов технического объекта пытаются присоединить элементы гирлянд ассоциаций.

Этап 8. Выбор альтернативы

На этом шаге решается вопрос - продолжать генерирование гирлянд ассоциаций или их уже достаточно для отбора полезных идей.

Замечание: Если по предварительной оценке таких идей мало, можно продолжить создание гирлянд ассоциаций, начиная с какого-нибудь нового элемента гирлянд, созданных на шестом шаге и действуя подобным же образом.

Этап 9. Оценка и выбор рациональных вариантов идей

Среди множества нерациональных, тривиальных и даже нелепых идей, как правило, всегда находятся оригинальные и рациональные. Если в течение короткого времени можно найти несколько десятков вариантов решения, то вполне удовлетворит
положение, при котором хотя бы несколько вариантов покажутся
полезными.

Этап 10. Выбор варианта

Замечание: Нередко говорят об "оптимальных" вариантах, но забывают указать, относительно кого или чего они оптимальны.

2. Пример использования из первоисточника

Чтобы продемонстрировать метод гирлянд ассоциаций поставим решить задачу расширения ассортимента часового завода и возьмем для модернизации такой объект как часы.

1. На первом шаге мы получим гирлянду синонимов слова часы: часы - будильник - секундомер - хронометр.

2. На втором шаге выберем пять случайных объектов, например: кассета, подснежник, транспарант, постель, войлок.

3. На третьем шаге получаем следующую комбинацию синонимов и случайных объектов: часы с кассетой, часы с подснежником, часы на транспаранте, часы в постели, часы в войлоке, будильник с кассетой, будильник для постели, будильник с войлоком, секундомер с кассетой и т.д.

4. На четвертом шаге получим таблицу случайных объектов и их признаков:

CЛУЧАЙНЫЙ ОБЪЕКТ / ПРИЗНАКИ

5. Комбинируя модернизируемый предмет и его синоним с признаками случайных объектов получаем: пластмассовые часы, хрупкий будильник, голубые часы, музыкальные часы, маленькие часы, будильник с запахом, большие часы, тяжелый будильник, красочный секундомер, чистые часы, мягкий будильник, теплые часы, широкий секундомер, теплый секундомер, плотные часы, колючий будильник и т.д.

6. На данном шаге будем генерировать гирлянды свободных ассоциаций, основой которых будут признаки случайных объектов:

ПРИЗНАК / Собственно гирлянда ассоциаций:

7. Синтезируя гирлянду ассоциаций и синонимы модернизируемого предмета получим следующие комбинации: часы в ручке, огненные часы, стеклянные часы, водные часы, солнечные часы, часы в духах, женские часы, цветные часы, спортивные часы, призовые часы, стеклянный будильник, водный будильник, призовой будильник, водный секундомер, компьютерный секундомер.

8. На данном шаге мы решаем не продолжать процесс генерирования идей, т.к. их уже достаточно.

9. Выбирая из множества идей только рациональные и отсеивая те решения, которые уже воплощены в жизнь (будильник с кассетой, часы с музыкой, женские часы, подводные часы, спортивные часы, часы в ручке и т.д.), получим следующие комбинации:

Будильник с запахом, часы в духах, солнечные часы, теплые часы, стеклянные часы, призовые часы, компьютерный секундомер.

10. На последнем этапе выбор решений производит заказчик, которым является матушка Жизнь, а значит, никто не скажет точно, какое из предложенных решений сделает блестящую карьеру.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как уже говорилось, эффективность всех эвристических приемов, в том числе и ассоциаций, проявляется не столько в обеспечении прямого выхода на искомое решение, сколько в подготовке психики человека к моменту "озарения", в установлении связи между сознанием и подсознанием и подключением интуиции.

Конечно, нельзя не видеть огромные возможности ассоциаций для развития творческих задатков: памяти, остроты мышления, воображения, а использование метафорических ассоциаций развивает, кроме того, образность мышления.

ССЫЛКИ