Conceptualization of intelligent control system for humanitarian demining robotic complexes based on verbal methods.

Abstract

Introduction. Humanitarian demining is characterized by growing attention to the problems of creating and using robotic systems. The most important aspect of their use is the control method. Problem Statement. At present, the fi rst generation robotic complexes (controlled devices) have been the most common, the second generation complexes (semi-autonomous devices) have been improving. To switch to the third generation complexes (autonomous devices), it is necessary to develop intelligent control systems based on artificial intelligence technologies. The most used for system development are quantitative methods, but such models are “black box models” that do not provide complete clarity about their behavior. Purpose. To develop conceptual model of intelligent control systems for humanitarian demining robotic complexes based on verbal methods. Materials and Methods. Formal logic methods, verbal analysis qualitative methods, and BPMN. Results. Conceptual model of intelligent control systems for humanitarian demining robotic complexes and sym bolic models of representing relevant declarative and procedural knowledge based on verbal methods have been developed. Conclusions. The conceptual model makes it possible to formulate Symbolic Models in the notations of selected verbal methods. At the decision-making level, the ordinary classifi cation method by denotation of the terms used by experts in the selected subject area has been chosen. At the executive level, the BPMN method has been chosen to create process diagrams in graphical notation. The verbal methods make it possible to create “white-box models” that unambiguously interpret the dependence of output and input variables and to explain the model behavior. Symbolic models in the notations of selected verbal methods allow the implementation of an intelligent control systems for a specifi c humanitarian demining robotic complex. Вступ. Для гуманітарного розмінування характерним є зростання уваги до проблем створення та застосування робототехнічних комплексів, надважливим аспектом використання яких є спосіб здійснення управління. Проблематика. На сьогодні найбільш поширеними є комплекси 1-го покоління (керовані пристрої), удосконалюються комплекси 2-го покоління (напівавтономні пристрої), а для переходу до комплексів 3-го покоління (автономних пристроїв) необхідно розробляти інтелектуальні системи управління на базі технологій штучного інтелекту. Кількісні методи є найбільш поширеними щодо побудови подібних систем, але отримані моделі є «моделями чорної скриньки», які не дають повної ясності щодо своєї поведінки. Мета. Розробка концептуальної моделі інтелектуальних систем управління робототехнічними комплексами гуманітарного розмінування на основі вербальних методів. Матеріали й методи. Застосовано методи формальної логіки, якісні методи вербального аналізу, BPMN. Результати. Розроблено концептуальну модель інтелектуальної системи управління робототехнічними комплексами гуманітарного розмінування та символічні моделі представлення відповідних декларативних і процедуральних знань на основі вербальних методів. Висновки. Пропонована концептуальна модель дозволяє сформулювати символічні моделі в нотаціях обраних вербальних методів. На рівні прийняття рішень обрано метод ординарної класифікації, де нотацією є терміни, які використовуються експертами в обраній предметній галузі. На виконавчому рівні обрано метод BPMN для створення діаграм процесів у графічній нотації. Обрані вербальні методи дозволяють створювати «моделі білої скриньки», що однозначно трактує залежність вихідних і вхідних змінних та пояснює поведінку моделі. Символічні моделі в нотаціях обраних вербальних методів дозволяють реалізацію інтелектуальної системи управління конкретним робототехнічним комплексом гуманітарного розмінування.