Бонгард, Михаил Моисеевич

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Михаил Моисеевич Бонгард
Bongard002.jpg
Советский ученый, д.т.н., биофизик, кибернетик
Дата рождения:

26 ноября 1924(1924-11-26)

Место рождения:

Москва, СССР

Дата смерти:

20 октября 1971(1971-10-20) (46 лет)

Место смерти:

горы Памиро-Алая, горный узел Матча

Научная сфера:

Биофизика, Математическая кибернетика

Место работы:

Институт биофизики Академии Наук СССР, Институт проблем передачи информации АН СССР

Альма-матер:

физический факультет МГУ

Известен как:

Автор трудов по физиологии зрения,
пионерских работ в области моделирования процессов восприятия на ЭВМ.
Один из основоположников теории распознавания образов.

Михаил Моисеевич Бонгард (полная фамилия Бонгард-Полонский, 1924—1971) — выдающийся советский кибернетик, один из основоположников теории распознавания образов, автор фундаментальных работ в области цветоразличения, выдающийся исследователь процессов восприятия и адаптивного поведения. М. М. Бонгард — один из основателей (наряду с М. Л. Цетлиным) научной школы, круг интересов которой составляли проблемы математического моделирования в биологии, физиологии, медицине и этологии. Достижения этой школы в области индуктивного формирования понятий, моделей зрения, коллективного поведения автоматов на протяжении вот уже сорока лет составляют передний край мировой науки.

Область научных интересов[править | править вики-текст]

Биография[править | править вики-текст]

Михаил Моисеевич Бонгард родился 26 ноября 1924 года в Москве. Отец — Моисей Ильич Полонский. Мать — Дора Израилевна Бонгард (1900—1972).

В 1941 году окончил 182-ю среднюю школу Москвы и поступил на Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова. Во время войны перед призывом в Красную армию некоторое время обучался в Свердловском университете. В 18 лет попал на фронт. Служил на передовой в пехоте, воевал автоматчиком на танке. После ранения под Невелем продолжил учебу на физфаке МГУ.

В 1949 г. М. М. Бонгард окончил физический факультет МГУ по кафедре теории колебаний. (Его дипломная работа, которая составляла новое слово в теории и практике анализа спектров сигналов, занимала на бумаге менее 5 страниц. Это обстоятельство в будущем иногда служило «методом воспитания» его молодых сотрудников). Его как выпускника кафедры теории колебаний распределили на Шиховскую балалаечную фабрику. Но там не знали, что с таким специалистом делать, и он устроился лектором в Московский планетарий — при его интеллекте он легко и вполне профессионально входил в любую новую для него область науки.

В начале пятидесятых М. М. Бонгард становится сотрудником созданной С. В. Кравковым лаборатории биофизики зрения Института биологической физики АН СССР (Сергей Васильевич Кравков — выдающийся психофизиолог, 1893—1951). В то время лабораторией биофизики зрения заведовал Г. К. Гуртовой, а с 1954 г. — проф. Н. Д. Нюберг (гимназический товарищ А. Н. Колмогорова).

В 1953 году М. М. Бонгард проводит измерения реакций на зрительном нерве лягушки, разрабатывает метод объективной колориметрии для выделения вклада цветовых каналов. В первой половине 50-х впервые в мире Бонгардом и Смирновым было показано, что многомерная информация может передаваться по одному нервному волокну. Обнаружение этого факта имело большое значение в связи с вопросами кодировки сигналов в нервных волокнах.

С 1958 г., первым в Советском Союзе, Бонгард начал занимается моделированием физиологических процессов на компьютере. Он пишет программы для М-2 — одной из первых ЭВМ в СССР. (Машина М-2 была разработана в Лаборатории электросистем Энергетического института АН СССР под руководством И. С. Брука и М. А. Карцева).

В 1961—62 учебном году М. Л. Цетлин, М. М. Бонгард и В. И. Варшавский организовали в Комарово (под Ленинградом) первую в СССР зимнюю школу-семинар по теории автоматов и распознаванию образов. Эта школа, получившая название Комаровской, собиралась ежегодно на 10—14 дней и проработала 10 лет.

В 1961 г. за покорение пика Коммунизма (7495 м) в составе команды под руководством Е. Тамма (будущего начальника Первой советской экспедиции на Эверест в 1982 году) Михаил Моисеевич получает золотую медаль Чемпионата СССР в классе высотных восхождений.

В 1961 г. под руководством Бонгарда разработана программа «Кора» (как часть программы «Геометрия»). Программа «Кора» нашла применение, в частности, для распознавания нефтеносных пластов. Школе Бонгарда принадлежит приоритет в практическом применении методов распознавания образов для незрительных задач.

«…задача „Коры“ — поиск разделяющего правила после того, как найдены операторы, дающие достаточно четкие (коротко кодируемые) характеристики объекта или его частей. При этом несущественна структура операторов и то, как они найдены. Их мог в готовом, окончательном виде придумать человек („Арифметика“), они могут иметь некоторые степени свободы, закрепляемые в ходе определенных стадий обучения („Геометрия“)…».

Описание алгоритма «Кора» впоследствии войдет во все русскоязычные учебники и лекционные курсы по распознаванию образов.

В 1963 г. Бонгард переходит на работу в Институт проблем передачи информации АН СССР. В этом году по инициативе Нюберга, в связи с переездом Института биофизики из Москвы в Пущино, в ИППИ была организована «Лаборатория переработки информации в органах чувств». Сотрудники «Лаборатории биофизики зрения» Института биофизики АН СССР перешли в новую лабораторию в полном составе.

В 1963 г. в сборнике «Проблемы кибернетики» М. М. Бонгард публикует статью «О понятии „полезная информация“». Ценность информации после получения сообщения связывается с увеличением вероятности достижения некоторой цели (например, точности распознавания). Величина «полезной информации» по Бонгарду может иметь отрицательное значение, то есть может быть измерена и дезинформация. Глава 7-я вышедшей позднее книги Бонгарда «Проблема узнавания» посвящена развитию этой темы.

В 1967 г. он публикует свой главный труд — книгу «Проблема узнавания». В ней нашли отражение результаты многолетней работы собранного Бонгардом творческого коллектива, в который входили М. Н. Вайнцвайг, В. В. Максимов, М. С. Смирнов, Г. М. Зенкин, А. П. Петров и другие ученые. Эта монография на протяжении вот уже сорока лет является настольной книгой российских и многих зарубежных ученых в области Искусственного Интеллекта.

В 1970 г. книга была издана в английском переводе под названием «Pattern Recognition». Значительная часть книги посвящена важнейшей в теории распознавания образов теме — процедурам выявления информативных признаков путём индуктивного обучения.

В книге описаны эксперименты с компьютерными программами распознавания «Арифметика» и «Геометрия». В этих экспериментах впервые исследовалась задача преобразования пространства первичных признаков (пространства рецепторов) в такое пространство, где поверхность, разделяющая классы, достаточно проста. На основе первичных признаков объектов генерировались вторичные признаки как функции от первичных, из которых отбирались наиболее информативные. Окончательно задачи классификации решались в сформированном признаковом пространстве.

Впервые рассматривается проблема переобучения. Уникальность книги Бонгарда состоит, в частности, и в том, что методы распознавания, изложенные в ней, не ограничены узкими рамками так называемой «гипотезы компактности».

В «Приложении» Бонгард приводит «Задачник для узнающей программы» — 100 задач для оценки уровня качества и «способностей» программ распознавания для зрительных (визуальных) образов. Все эти задачи относительно легко решаются человеком. Однако пока сообщений об устройстве соревнований с человеком по их автоматическому решению не поступало (хотя попытки создания таких решающих программ позже предпринимались, — в частности, В. В. Максимовым и независимо от него Г. Фундалисом). Эти задачи, получившие известность как тесты Бонгарда, несомненно, являются объективным способом сравнения интеллектуальности искусственных распознающих систем.

С 1967 по 1971 гг. Михаил Моисеевич возглавлял Лабораторию переработки информации в органах чувств Института проблем передачи информации АН СССР.

Во второй половине 60-х под руководством М. М. Бонгарда начата разработка модели «Животное», изучающей адаптивное поведение искусственных организмов, живущих на разбитой на клетки плоскости и обладающих рядом конкурирующих между собой потребностей. В проекте «Животное» модель адаптивного поведения обладала иерархией целей и подцелей. Этот проект не был реализован в полноценной модели, и заложенные в нем интересные и остроумные идеи еще ждут своего воплощения. Об актуальности проекта свидетельствует то, что в 2006 г. две статьи по проекту «Животное» за авторством М. М. Бонгарда, И. С. Лосева, В. В. Максимова, М. С. Смирнова вышли повторно (спустя 30 лет после их опубликования) в сборнике «От моделей поведения к искусственному интеллекту» (под ред. Редько В. Г., ИОНТ РАН).

В начале августа 1971 года Михаил Моисеевич (друзья звали его Мика) погиб в горах Памиро-Алая (горный узел Матча). Он шёл в связке с альпинистом Олегом Куликовым, они поскользнулись на ледовом склоне. Что и как случилось с Микой и Олегом, рассказал Евгений Игоревич Тамм в своих «Записках Альпиниста».

Сестра матери — актриса театра «Габима» Эстер Израилевна Бонгард — была замужем за режиссёром и театральным педагогом Борисом Вершиловым.


Публикации[править | править вики-текст]

  • Бонгард М. М. Проблема узнавания.— М.: Физматгиз, 1967.
  • Бонгард М. М. Колориметрия на животных // Доклады АН СССР.— 1955.— Т. 103.— № 2.— С. 239—242.
  • Бонгард М. М., Смирнов М. С. Сущность некоторых новых опытов по цветному зрению // Физика в школе.— 1961.— № 1.— С. 5-15.
  • Бонгард М. М. Моделирование процесса узнавния на цифровой счетной машине // Биофизика.— 1961.— Вып. 4.— № 2.— с. 17
  • Бонгард М. М. Моделирование процесса обучения узнаванию на универсальной вычислительной машине // Биологические аспекты кибернетики. Сб. статей.— М.: Изд. АН СССР, 1962.
  • Бонгард М. М. О понятии «полезная информация» // Проблемы кибернетики. 9.— М., 1963.
  • Бонгард М. М., Смирнов М. С. О «кожном зрении» Р. Кулешовой // Биофизика.— 1965.— Т. 10.— вып. 1.— С. 48-54.
  • Бонгард М. М., Вайнцвайг М. Н., Губерман Ш. А. Извекова М. Л., Смирнов М. С. Использоание обучающейся программы для выявления нефтеносных пластов // Геология и геофизика.— 1966.— № 6.
  • Бонгард М. М., Вайнцвайг М. Н. Об оценках ожидаемого качества признаков // Проблемы кибернетики.— 1968.— вып. 20
  • Бонгард М. М., Голубцов К. В. О типах горизонтального взаимодействия, обеспечивающих нормальное видение перемещающихся по сетчатке изображений (моделирование некоторых функций зрения человека) // Биофизика.— 1970.— Вып. 2.— № 15.— с. 361—373.
  • Адельсон-Вельский Г. М., Бонгард М. М., Лавров С. С. Эвристическое программирование // Вторая всесоюзная конференция по программированию (ВКП-2), Новосибирск.— 1970.
  • Bongard M. M. Pattern Recognition.— New York: Spartan Books, 1970.
  • Нюберг Н. Д., Бонгард М. М., Николаев П. П. О константности восприятия окраски // Биофизика.— 1971.— Т.16.— Вып. 2.
  • Бонгард М. М., Лосев И. С., Смирнов М. С. Проект модели организации поведения — Животное // Моделирование обучения и поведения.— М.: Наука, 1975.
  • Бонгард М. М., Лосев И. С., Максимов В. В., Смирнов М. С. Формальный язык описания ситуаций, использующий понятие связи // Моделирование обучения и поведения.— М.: Наука, 1975.

Ссылки[править | править вики-текст]