Тема 5.3 Понятие целесообразности поведения автомата.

Оценивая поведение автоматов, конструкцию которых мы будем обсуждать позднее, мы будем часто говорить о целесообразности поведения. Сначала обсудим это понятие с точки зрения житейской логики.

Лиса вернулась с богатой добычей. Часть ее насытила лисий выводок, а оставшуюся пищу лиса прячет «на черный день». Тщательно роет яму, кладет в нее мясо и засыпает ее землей. Наблюдая за поведением лисицы, можно прийти к выводу, что цель действий лисицы порождена ее «интеллектом». Столь целесообразно и «разумно» ее поведение.

Но судьба нашей героини оказалась не очень счастливой. Она попала в западню и стала жительницей зоопарка. Теперь ей уже не приходится тратить силы на добывание пищи. Ее кормят служители. Но что делать лисице, когда пищи избыток? Конечно, прятать! И лиса скребет когтями бетонный пол вольера, а через некоторое время, когда «яма» готова, «прячет» в нее мясо. И после этого перестает замечать остаток трапезы, который, конечно, так и остается лежать на полу вольера. Лиса просто игнорирует его, не видит «зарытое» мясо. То, что в привычной для животного среде выглядело целесообразным, в условиях другой реальности становится лишенным каких-либо черт разумности.

Такие узко специализированные действия, тесно связанные с типовой ситуацией в окружающем мире, принято называть рефлексами. Чем проще организован организм, тем жестче схема рефлекса. Тем нелепее выглядит его поведение в изменившейся среде.

Как же оценивать целесообразность поведения искусственно сконструированных автоматов? Для этого заменим наш автомат устройством равновероятного выбора действий. На каждом шаге своего функционирования этот механизм, никак не учитывая приходящих на его вход сигналов «штраф» - «поощрение», с одинаковой вероятностью, равной 1/n, выбирает одно из доступных ему действий.

Значение М^* позволяет интерпретировать понятие целесообразного поведения следующим образом. Будем говорить, что автомат ведет себя целесообразно, если накопленный ею суммарный штраф меньше, чем в случае использования механизма равновероятного выбора действий. А нецелесообразным будем считать такое поведение, при котором этот суммарный штраф больше или равен М^*.

Пусть, например, в опыте Трондайка Р_п = 0, 9, а Р_л = 0, 4. Если бы крыса заранее знала эти вероятности, то она, конечно, всегда бы предпочитала бежать в левый коридор. Если при наших значениях вероятностей штрафов за действия крысу поставить в условия равновероятностного выбора, то суммарное значение штрафа для нее будет равно

М = 0, 5*0, 9 + 0, 5*0, 4 = 0, 65

А наилучшим поведением будет то, при котором суммарный штраф достигнет своего минимума (при выборе только левого коридора). В этом случае

М = 0*0, 9 + 1*0, 4 = 0, 4

Опишем структуру технических устройств, обеспечивающих целесообразное поведение в любой априорно неизвестной стационарной среде.