История развития искусственного интеллекта. История ии

Стала очень популярной. Но что такое ИИ на самом деле? Каких результатов он уже достиг, и в каком направлении будет развиваться в будущем? Вокруг этой темы ведется много споров. Сначала неплохо выяснить, что мы понимаем под интеллектом.

Интеллект включает в себя логику, самосознание, обучаемость, эмоциональное познание, творчество и способность решать разного рода задачи. Он свойственен как людям, так и животным. Мы с ранних лет изучаем окружающий мир, в течение всей жизни методом проб и ошибок обучаемся необходимым навыкам, набираем опыт. Таков естественный интеллект.

Когда мы говорим об искусственном интеллекте, то имеем в виду, созданную человеком «умную» систему, которая обучается с помощью алгоритмов. В основе его работы лежат все те же методы: исследование, обучение, анализ и т. д.

К Ключевые события в истории ИИ

История ИИ (или по крайней мере обсуждения ИИ) началась почти сто лет назад.

Р Россумские универсальные роботы (R.U.R)

В 1920 г. чешский писатель Карел Чапек написал научно-фантастическую пьесу "Rossumovi Univerz?ln? roboti«(Россумские универсальные роботы). Именно в этом произведении впервые было использовано слово «робот», которое обозначало живых человекоподобных клонов. По сюжету в далеком будущем на фабриках научились производить искусственных людей. Сначала эти «репликанты» работали на благо людей, но потом подняли восстание, которое привело к вымиранию человечества. С этих пор тема ИИ стала чрезвычайно популярной в литературе и кинематографе, которые в свою очередь оказали большое влияние на реальные исследования.

А Алан Тьюринг

Английский математик, один из пионеров в области вычислительной техники Алан Тьюринг в годы Второй мировой войны внес значительный вклад в развитие криптографии. Благодаря его исследованиям удалось расшифровать код машины Enigma, широко применявшейся нацистской Германией для шифровки и передачи сообщений. Через несколько лет после окончания Второй мировой произошли важные открытия в таких областях, как неврология, информатика и кибернетика, что подтолкнуло ученого к идее создания электронного мозга.

Вскоре ученый предложил тест, целью которого является определение возможности искусственного машинного мышления, близкого к человеку. Суть данного теста заключается в следующем: Человек (С) взаимодействует с одним компьютером (А) и одним человеком (В). Во время разговора он должен определить с кем он общается. Компьютер должен ввести человека в заблуждение, заставив сделать неверный выбор. Все участники теста не видят друг друга.

Д Дартмутская конференция и первая «зима» ИИ

В 1956 г. прошла первая в истории конференция по вопросу ИИ, в которой приняли участие ученые ведущих технологических университетов США и специалисты из IBM. Событие имело большое значение в формировании новой науки и положило началу крупных исследований в данной области. Тогда все участники были настроены крайне оптимистично.

Начались 1960-е, но прогресс в создании искусственного интеллекта так и не двинулся вперед, энтузиазм начал спадать. Сообщество недооценило всю сложность поставленной задачи, в результате оптимистические прогнозы специалистов не оправдались. Отсутствие перспектив в этой области заставило правительства Великобритании и США урезать финансирование исследований. Этот промежуток времени считается первой «зимой» ИИ.

Э Экспертные системы (ЭС)

После продолжительного застоя, ИИ нашел свое применение в так называемых экспертных системах.

ЭС - это программа, которая может ответить на вопросы или решить задачу из конкретной области. Тем самым они заменяют настоящих специалистов. ЭС состоит из двух подпрограмм. Первая называется базой знаний и содержит необходимую информацию по данной области. Другая же программа называется механизмом вывода. Она применяет информацию из базы знаний в соответствии с поставленной задачей.

ЭС нашли свое применение в таких отраслях, как экономическое прогнозирование, медицинское обследование, диагностика неисправностей в технических устройствах и т. п. Одной из известных на сегодняшний день ЭС является проект WolframAlpha, созданный для решения задач по математике, физике, биологии, химии и многим другим наукам.

В конце 80-х – начале 90-х с появлением первых настольных ПК от Apple и IBM, интерес со стороны публики и инвесторов к ИИ стал падать. Началась новая «зима»…

Deep Blue

После долгих лет взлетов и падений произошло значимое событие для ИИ: 11 мая 1997 года шахматный суперкомпьютер Deep Blue, разработанный компанией IBM, обыграл чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова в матче из шести партий со счетом 3? на 2?.

В Deep Blue процесс поиска по дереву шахматных ходов был разбит на три этапа. Прежде всего, главный процессор исследовал первые уровни дерева шахматной игры, затем распределял конечные позиции между вспомогательными процессорами для дальнейшего исследования. Вспомогательные процессоры углубляли поиск еще на несколько ходов, а далее раздавали свои конечные позиции шахматным процессорам, которые, в свою очередь, осуществляли поиск на последних уровнях дерева. Оценочная функция Deep Blue была реализована на аппаратном уровне - шахматных процессорах. В конструкцию аппаратной оценочной функции было заложено около 8000 настраиваемых признаков позиции. Значения отдельных признаков объединялись в общую оценку, которая затем использовалась Deep Blue для оценки качества просматриваемых шахматных позиций.

В 1997 году Deep Blue по мощности находился на 259-м месте (11,38 GFLOPS). Для сравнения: в настоящее время самый производительный суперкомпьютер имеет 93,015 GFLOPS.

XXI век

За последние два десятилетия интерес к ИИ заметно вырос. Рынок технологий ИИ (оборудование и софт) достиг 8 миллиардов долларов и, по прогнозам специалистов из IDC, вырастет до 47 миллиардов к 2020 году.

Этому способствует появление более быстрых компьютеров, стремительное развитие технологий машинного обучения и больших данных .

Использование искусственных нейронных сетей упростило выполнение таких задач, как обработка видеоизображения, текстовый анализ, распознавание речи , причем уже существующие методы решения задач совершенствуются с каждым годом.

Проекты DeepMind

В 2013 году компания DeepMind представила свой проект, в котором обучила ИИ играть в игры для консоли Atari так же хорошо, как человек, и даже лучше. Для этого был использован метод глубинного обучения с подкреплением, позволивший нейросети самостоятельно изучить игру. В начале обучения система ничего не знала о правилах игры, используя на входе только пиксельное изображение игры и информацию о получаемых очках.

Помимо этого, DeepMind разрабатывает ИИ для обучения более сложным играм, таким как Starcraft 2. Эта стратегия реального времени также является одной из самых популярных кибердисциплин в мире. В отличие от классических видеоигр, здесь доступно гораздо больше возможных действий, мало информации об оппоненте, возникает необходимость анализировать десятки возможных тактик. На данный момент ИИ справляется только с простыми мини-задачами, например созданием юнитов.

Нельзя не упомянуть про другой проект DeepMind под названием AlphaGo. В октябре 2015 года система одержала победу над чемпионом Европы по го Фань Хуэем со счетом 5:0. Спустя год в Южной Корее прошел новый матч, где противником AlphaGo стал один из лучших игроков в мире Ли Седоль. Всего было сыграно пять партий, из которых AlphaGo выиграл только четыре. Несмотря на высокий уровень продемонстрированных навыков, программа все же ошиблась во время четвертой партии. В 2017 году вышел фильм про AlphaGo, который мы рекомендуем к просмотру. Недавно DeepMind объявила о создании нового поколения AlphaGo Zero. Теперь программа обучается, играя против самой себя. После трех дней тренировок AlphaGo Zero выиграла у своей предыдущей версии со счетом 100:0.

Заключение

До сих пор системы ИИ являются узкоспециализированными, то есть справляются с задачами лучше человека только в конкретных областях (например, игра в го или анализ данных). Нам еще далеко до создания общего (полноценного) искусственного интеллекта, который был бы способен полностью заменить человеческий разум и которому была бы под силу любая интеллектуальная задача.

Перевел статью Лев Альхазред

Интеллектуальные информационные системы в управлении знаниями

Введение

Основное назначение информационных систем в экономике – это своевременное представление необходимой информации ЛПР для принятия им адекватных и эффективным решений при управлении процессами, ресурсами, финансовыми транзакциями, персоналом или организацией в целом. Однако в процессе развития информационных технологий, исследования операций и технологий моделирования, а также с возрастанием потребителей информационно – аналитической поддержки самих ЛПР, все больше проявлялась потребность в системах, не только представляющих информацию, но и выполняющих некоторый ее предварительный анализ, способных давать некоторые советы и рекомендации, осуществлять прогнозирование развития ситуаций, отбирать наиболее перспективные альтернативы решений, т.е. поддерживать решения ЛПР, взяв на себя значительную часть рутинных операций, а также функции предварительного анализа и оценок.

Информационная система поддержки решений (ИСПР) связывает интеллектуальные ресурсы управленца со способностями и возможностями компьютера для улучшения качества решений. Эти системы предназначены для менеджеров, принимающих управленческие решения в условиях полуструктурированных и слабо определенных задач.

Таким образом, дальнейшее развитие ИСПР привело к созданию интеллектуальной информационной СПР.

Интеллектуальные информационные технологии (ИИТ) (Intellectualinformation technology, IIT) - это информационные технологии, помогающие человеку ускорить анализ политической, экономической, социальной и технической ситуации, а также - синтез управленческих решений.

Использование ИИТ в реальной практике подразумевает учет специфики проблемной области, которая может характеризоваться следующим набором признаков:

· качество и оперативность принятия решений;

· нечеткость целей и институциальных границ;

· множественность субъектов, участвующих в решении проблемы;

· хаотичность, флюктуируемость и квантованность поведения среды;

· множественность взаимовлияющих друг на друга факторов;

· слабая формализуемость, уникальность, нестереотипность ситуаций;

· латентность, скрытость, неявность информации;

· девиантность реализации планов, значимость малых действий;

· парадоксальность логики решений и др.

ИИТ формируются при создании информационных систем и информационных технологий для повышения эффективности управления знаниями, принятия решений в условиях, связанных с возникновением проблемных ситуаций. В этом случае любая жизненная или деловая ситуация описывается в виде некоторой познавательной модели (когнитивной схемы, архетипа, фрейма и пр.), которая впоследствии используется в качестве основания для построения и проведения моделирования, в том числе - компьютерного.

I. История развития Интеллектуальных информационных систем

История Интеллектуальных информационных систем (ИИС) начинается с середины XX века, что связано с развитием Искусственного интеллекта как нового научного направления, появлением термина «Artificial Intelligence».

Предпосылки развития искусственного интеллекта в СССР и России появляются уже в XIX веке, когда Коллежский советник Семён Николаевич Корсаков (1787-1853) ставил задачу усиления возможностей разума посредством разработки научных методов и устройств, перекликающуюся с современной концепцией искусственного интеллекта, как усилителя естественного. В 1832 г. С. Н. Корсаков опубликовал описание пяти изобретённых им механических устройств, так называемых «интеллектуальных машин», для частичной механизации умственной деятельности в задачах поиска, сравнения и классификации. В конструкции своих машин Корсаков впервые в истории информатики применил перфорированные карты, игравшие у него своего рода роль баз знаний, а сами машины по существу являлись предшественниками экспертных систем. «Интеллектуальные машины» позволяли находить решения по заданным условиям, например определять наиболее подходящие лекарства по наблюдаемым у пациента симптомам заболевания. В СССР работы в области искусственного интеллекта начались в 1960-х гг. В Московском университете и Академии наук был выполнен ряд пионерских исследований, возглавленных В. Пушкиным и Д. А. Поспеловым. В 1964 г. была опубликована работа ленинградского логика С. Маслова «Обратный метод установления выводимости в классическом исчислении предикатов», в которой впервые предлагался метод автоматического поиска доказательства теорем в исчислении предикатов. В 1966 г. В. Ф. Турчиным был разработан язык рекурсивных функций Рефал. До 1970-х гг. в СССР все исследования ИИ велись в рамках кибернетики. По мнению Д. А. Поспелова, науки «информатика» и «кибернетика» были в это время смешаны, по причине ряда академических споров. Только в конце 1970-х в СССР начинают говорить о научном направлении «искусственный интеллект» как разделе информатики. При этом родилась и сама информатика, подчинив себе прародительницу «кибернетику». В конце 1970-х создаётся толковый словарь по искусственному интеллекту, трёхтомный справочник по искусственному интеллекту и энциклопедический словарь по информатике, в котором разделы «Кибернетика» и «Искусственный интеллект» входят наряду с другими разделами в состав информатики.

История ИИТ начинается с середины 1970-х годов и связывается с совместным практическим применением интеллектуальных информационных систем, систем искусственного интеллекта, систем поддержки решений и информационных систем. История ИИТ связана также с развитием трех научных направлений: компьютерной философии, компьютерной психологии и продвинутой компьютерной науки (Advanced computer science) и дополняется прогрессом в создании:

1. ситуационных центров

2. информационно-аналитических систем

3. инструментариев эволюционных вычислений и генетических алгоритмов

4. систем поддержки общения человека с компьютером на естественном языке

5. когнитивным моделированием

6. систем автоматического тематического рубрицирования документов

7. систем стратегического планирования

8. инструментариев технического и фундаментального анализа финансовых рынков

9. систем менеджмента качества

10. систем управления интеллектуальной собственностью и др.

Искусственный интеллект как наука был основан тремя поколениями исследователей.

В Табл.1.1. представлены ключевые события в истории ИИ и инженерии знаний, начиная с первой работы У. Маккалока и У. Питса в 1943 г. и до современных тенденций в комбинированных усилиях экспертных систем, нечеткой логики и нейронных вычислений в современных системах, основанных на знаниях, способных осуществлять вычисления при помощи слов.

Таблица 1.1.

Краткий перечень главных событий в истории ИИ и инженерии знаний

Таким образом, исторически разработки в области ИИ велись в двух основных направлениях:

Первое направление связано с попытками разработки ин­теллектуальных машин путем моделирования их биологического прототипа - человеческого мозга. Сейчас это направление возрож­дается на основе развития современных аппаратных и программ­ных средств (микрочипы на основе нечеткой логики, распределенные многопроцессорные системы, многоагентные системы, мягкие вычисления, генетические алгоритмы и нейронные сети и т.д.).

Второе направление связано с разработками методов, приемов, специализированных устройств и программ для компью­теров, обеспечивающих решение сложных математических и ло­гических задач, позволяющих автоматизировать отдельные ин­теллектуальные действия человека (системы, основанные на знаниях, экспертные системы, прикладные интеллектуальные системы).

Эти два направления как бы определяют программу минимум и программу максимум, между которыми и лежит область сегодняшних исследований и разработок систем ИИ. Работы по разработке программного и аппаратного обеспечения ИИ выделены в отдельную область.

Похожая информация.

Понятие искусственный интеллект (ИИ или AI) объединяет в себе не только технологии, позволяющие создавать интеллектуальные машины (включая компьютерные программы). ИИ – это также одно из направлений научной мысли.

Искусственный интеллект — определение

Интеллект – это психическая составляющая человека, которая обладает следующими способностями:

• приспособленческая;
• обучаемость посредством накопления опыта и знаний;
• способность применять знания и навыки для управления окружающей средой.

Интеллект объединяет в себе все способности человека к познанию действительности. При помощи него человек мыслит, запоминает новую информацию, воспринимает окружающую среду и так далее.

Под искусственным интеллектом понимается одно из направлений информационных технологий, которое занимается изучением и разработкой систем (машин), наделенных возможностями человеческого интеллекта: способность к обучению, логическому рассуждению и так далее.

В настоящий момент работа над искусственным интеллектом проводится путем создания новых программ и алгоритмов, решающих задачи так же, как это делает человек.

В связи с тем, что определение ИИ эволюционирует по мере развития этого направления, необходимо упомянуть AI Effect. Под ним понимается эффект, который создает искусственный интеллект, достигнувший некоторого прогресса. Например, если ИИ научился выполнять какие-либо действия, то сразу подключаются критики, которые доказывают, что эти успехи не свидетельствуют о наличии мышления у машины.

Сегодня развитие искусственного интеллекта идет по двум независимым направлениям:

• нейрокибернетика;
• логический подход.

Первое направление предусматривает исследование нейронных сетей и эволюционных вычислений с точки зрения биологии. Логический подход подразумевает разработку систем, которые имитируют интеллектуальные процессы высокого уровня: мышление, речь и так далее.

Первые работы в области ИИ начали вести в середине прошлого века. Пионером исследований в этом направлении стал Алан Тьюринг , хотя определенные идеи начали высказывать философы и математики в Средние века. В частности, еще в начале 20-го века была представлена механическое устройство, способное решать шахматные задачи.

Но по-настоящему это направление сформировалось к середине прошлого столетия. Появление работ по ИИ предваряли исследования о природе человека, способах познания окружающего мира, возможностях мыслительного процесса и других сферах. К тому времени появились первые компьютеры и алгоритмы. То есть, был создан фундамент, на котором зародилось новое направление исследований.

В 1950 году Алан Тьюринг опубликовал статью, в которой задавался вопросами о возможностях будущих машин, а также о том, способны ли они обойти человека в плане разумности. Именно этот ученый разработал процедуру, названную потом в его честь: тест Тьюринга.

После опубликования работ английского ученого появились новые исследования в области ИИ. По мнению Тьюринга, мыслящей может быть признана только та машина, которую невозможно при общении отличить от человека. Примерно в то же время, когда появилась статься ученого, зародилась концепция, получившая название Baby Machine. Она предусматривала поступательное развитие ИИ и создание машин, мыслительные процессы которых сначала формируются на уровне ребенка, а затем постепенно улучшаются.

Термин «искусственный интеллект» зародился позднее. В 1956 году группа ученых, включая Тьюринга, собралась в американском университете Дартмунда, чтобы обсудить вопросы, связанные с ИИ. После той встречи началось активное развитие машин с возможностями искусственного интеллекта.

Особую роль в создании новых технологий в области ИИ сыграли военные ведомства, которые активно финансировали это направление исследований. Впоследствии работы в области искусственного интеллекта начали привлекать крупные компании.

Современная жизнь ставит более сложные задачи перед исследователями. Поэтому развитие ИИ ведется в принципиально других условиях, если сравнивать их с тем, что происходило в период зарождения искусственного интеллекта. Процессы глобализации, действия злоумышленников в цифровой сфере, развитие Интернета и другие проблемы – все это ставит перед учеными сложные задачи, решение которых лежит в области ИИ.

Несмотря на успехи, достигнутые в этой сфере в последние годы (например, появление автономной техники), до сих пор не утихают голоса скептиков, которые не верят в создание действительно искусственного интеллекта, а не очень способной программы. Ряд критиков опасается, что активное развитие ИИ вскоре приведет к ситуации, когда машины полностью заменят людей.

Направления исследований

Философы пока не пришли к единому мнению о том, какова природа человеческого интеллекта, и каков его статус. В связи с этим в научных работах, посвященных ИИ, встречается множество идей, повествующих, какие задачи решает искусственный интеллект. Также отсутствует единое понимание вопроса, какую машину можно считать разумной.

Сегодня развитие технологий искусственного интеллекта идет по двум направлениям:

1. Нисходящее (семиотическое). Оно предусматривает разработку новых систем и баз знаний, которые имитируют высокоуровневые психические процессы типа речи, выражения эмоций и мышления.
2. Восходящее (биологическое). Данный подход предполагает проведение исследований в области нейронных сетей, посредством которых создаются модели интеллектуального поведения с точки зрения биологических процессов. На базе этого направления создаются нейрокомпьютеры.

Определяет способность искусственного интеллекта (машины) мыслить так же, как человек. В общем понимании этот подход предусматривает создание ИИ, поведение которого не отличается от людских действий в одинаковых, нормальных ситуациях. По сути, тест Тьюринга предполагает, что машина будет разумной лишь в том случае, если при общении с ней невозможно понять, кто говорит: механизм или живой человек.

Книги в жанре фантастика предлагают другой метод оценки возможностей ИИ. Настоящим искусственный интеллект станет в том случае, если он будет чувствовать и сможет творить. Однако этот подход к определению не выдерживает практического применения. Уже сейчас, например, создаются машины, которые обладают способностью реагировать на изменения окружающей среды (холод, тепло и так далее). При этом они не могут чувствовать так, как это делает человек.

Символьный подход

Успех в решении задач во многом определяется способностью гибко подходить к ситуации. Машины, в отличие от людей, интерпретируют полученные данные единым образом. Поэтому в решении задач принимает участие только человек. Машина проводит операции на основании написанных алгоритмов, которые исключают применение нескольких моделей абстрагирования. Добиться гибкости от программ удается путем увеличения ресурсов, задействованных в ходе решения задач.

Указанные выше недостатки характерны для символьного подхода, применяемого при разработке ИИ. Однако данное направление развития искусственного интеллекта позволяет создавать новые правила в процессе вычисления. А проблемы, возникающие у символьного подхода, способны решить логические методы.

Логический подход

Этот подход предполагает создание моделей, имитирующих процесс рассуждения. В его основе заложены принципы логики.

Данный подход не предусматривает применение жестких алгоритмов, которые приводят к определенному результату.

Агентно-ориентированный подход

Он задействует интеллектуальных агентов. Этот подход предполагает следующее: интеллект представляет собой вычислительную часть, посредством которой достигаются поставленные цели. Машина играет роль интеллектуального агента. Она познает окружающую среду при помощи специальных датчиков, а взаимодействует с ней посредством механических частей.

Агентно-ориентированный подход уделяет основное внимание разработке алгоритмов и методов, которые позволяют машинам сохранять работоспособность в различных ситуациях.

Гибридный подход

Этот подход предусматривает объединение нейронных и символьных моделей, за счет чего достигается решение всех задач, связанных с процессами мышления и вычислений. Например, нейронные сети могут генерировать направление, в котором двигается работа машины. А статическое обучение предоставляет тот базис, посредством которого решаются задачи.

Согласно прогнозам экспертов компании Gartner , к началу 2020-х годов практически все выпускаемые программные продукты будут использовать технологии искусственного интеллекта. Также специалисты предполагают, что около 30% инвестиций в цифровую сферу будут приходиться на ИИ.

По мнению аналитиков Gartner, искусственный интеллект открывает новые возможности для кооперации людей и машин. При этом процесс вытеснения человека ИИ невозможно остановить и в будущем он будет ускоряться.

В компании PwC считают, что к 2030 году объем мирового валового внутреннего продукта вырастет примерно на 14% за счет быстрого внедрения новых технологий. Причем примерно 50% прироста обеспечит повышение эффективности производственных процессов. Вторую половину показателя составит дополнительная прибыль, полученная за счет внедрения ИИ в продукты.

Первоначально эффект от использования искусственного интеллекта получит США, так как в этой стране созданы лучшие условия для эксплуатации машин на ИИ. В дальнейшем их опередит Китай, который извлечет максимальную прибыль, внедряя подобные технологии в продукцию и ее производство.

Эксперты компании Saleforce заявляют, что ИИ позволит увеличить доходность малого бизнеса примерно на 1,1 триллиона долларов. Причем произойдет это к 2021 году. Отчасти добиться указанного показателя удастся за счет реализации решений, предлагаемых ИИ, в системы, отвечающие за коммуникацию с клиентами. Одновременно с этим будет улучаться эффективность производственных процессов благодаря их автоматизации.

Внедрение новых технологий также позволит создать дополнительные 800 тысяч рабочих мест. Эксперты отмечают, что указанный показатель нивелирует потери вакансий, произошедшие из-за автоматизации процессов. По прогнозу аналитиков, основанных на результатах опроса среди компаний, их расходы на автоматизацию производственных процессов к началу 2020-х годов возрастут примерно до 46 миллиардов долларов.

В России также ведутся работы в области ИИ. На протяжении 10 лет государство профинансировало более 1,3 тысячи проектов в данной сфере. Причем большая часть инвестиций пошло на развитие программ, не связанных с ведением коммерческой деятельности. Это показывает, что российское бизнес-сообщество пока не заинтересовано во внедрении технологий искусственного интеллекта.

В общей сложности на указанные цели в России инвестировали порядка 23 миллиардов рублей. Размер государственных субсидий уступает тем объемам финансирования сферы ИИ, которые демонстрируют другие страны. В США на эти цели каждый год выделяют порядка 200 миллионов долларов.

В основном в России из госбюджета выделяют средства на развитие технологий ИИ, которые затем применяются в транспортной сфере, оборонной промышленности и в проектах, связанных с обеспечением безопасности. Это обстоятельство указывает на то, что в нашей стране чаще инвестируют в направления, которые позволяют быстро добиться определенного эффекта от вложенных средств.

Приведенное выше исследование также показало, что в России сейчас накоплен высокий потенциал для подготовки специалистов, которые могут быть задействованы в разработке технологий ИИ. За 5 последних лет обучение по направлениям, связанным с ИИ, прошли примерно 200 тысяч человек.

Технологии ИИ развиваются в следующих направлениях:

• решение задач, позволяющих приблизить возможности ИИ к человеческим и найти способы их интеграции в повседневность;
• разработка полноценного разума, посредством которого будут решаться задачи, стоящие перед человечеством.

В настоящий момент исследователи сосредоточены на разработке технологий, которые решают практические задачи. Пока ученые не приблизились к созданию полноценного искусственного разума.

Разработкой технологиями в области ИИ занимаются многие компании. «Яндекс» не один год применяет их в работе поисковика. С 2016 года российская IT-компания занимается исследованиями в области нейронных сетей. Последние изменяют характер работы поисковиков. В частности, нейронные сети сопоставляют введенный пользователем запрос с неким векторным числом, который наиболее полно отражает смысл поставленной задачи. Иными словами, поиск ведется не по слову, а именно по сути информации, запрашиваемой человеком.

В 2016 году «Яндекс» запустил сервис «Дзен» , который анализирует предпочтения пользователей.

У компании Abbyy недавно появилась система Compreno . При помощи нее удается понять на естественном языке написанный текст. На рынок также сравнительно недавно вышли и другие системы, основанные на технологиях искусственного интеллекта:

1. Findo. Система способна распознавать человеческую речь и занимается поиском информации в различных документах и файлах, используя при этом сложные запросы.
2. Gamalon. Эта компания представила систему со способностью к самообучению.
3. Watson. Компьютер компании IBM, использующий в процессе поиска информации большое количество алгоритмов.
4. ViaVoice. Система распознавания человеческой речи.

Крупные коммерческие компании не обходят стороной достижения в области искусственного интеллекта. Банки активно внедряют подобные технологии в свою деятельность. При помощи систем, основанных на ИИ, они проводят операции на биржах, ведут управление собственностью и выполняют иные операции.

Оборонная промышленность, медицина и другие сферы внедряют технологии распознавания объектов. А компании, занимающие разработкой компьютерных игр, применяют ИИ для создания очередного продукта.

В течение нескольких последних лет группа американских ученых ведет работу над проектом NEIL , в рамках которого исследователи предлагают компьютеру распознать, что изображено на фотографии. Специалисты предполагают, что таким образом они смогут создать систему, способную самообучаться без внешнего вмешательства.

Компания VisionLab представила собственную платформу LUNA , которая может в режиме реального времени распознавать лица, выбирая их из огромного кластера изображений и видеороликов. Данную технологию сегодня применяют крупные банки и сетевые ретейлеры. При помощи LUNA можно сопоставлять предпочтения людей и предлагать им соответствующие товары и услуги.

Над подобными технологиями работает российская компания N-Tech Lab . При этом ее специалисты питаются создать систему распознавания лиц, основанную на нейронных сетях. По последним данным, российская разработка лучше справляется с поставленными задачами, чем человек.

По мнению Стивена Хокинга, развитие технологий искусственного интеллекта в будущем приведет к гибели человечества. Ученый отметил, что люди из-за внедрения ИИ начнут постепенно деградировать. А в условиях естественной эволюции, когда человеку для выживания необходимо постоянно бороться, этот процесс неминуемо приведет к его гибели.

В России положительно рассматривают вопрос внедрения ИИ. Алексей Кудрин однажды заявил о том, что использование таких технологий позволит примерно на 0,3% от ВПП уменьшить расходы на обеспечение работы государственного аппарата. Дмитрий Медведев предрекает исчезновение ряда профессий из-за внедрения ИИ. Однако чиновник подчеркнул, что использование таких технологий приведет к бурному развитию других отраслей.

По данным экспертов Всемирного экономического форума, к началу 2020-х годов в мире из-за автоматизации производства рабочих мест лишаться около 7 миллионов человек. Внедрение ИИ с высокой долей вероятности вызовет трансформацию экономики и исчезновение ряда профессий, связанных с обработкой данных.

Эксперты McKinsey заявляют, что активнее процесс автоматизации производства будет проходить в России, Китае и Индии. В этих странах в ближайшее время до 50% рабочих потеряют свои местах из-за внедрения ИИ. Их место займут компьютеризированные системы и роботы.

По данным McKinsey, искусственный интеллект заменит собой профессии, предусматривающие физический труд и обработку информации: розничная торговля, гостиничный персонал и так далее.

К середине текущего столетия, как полагают эксперты американской компании, число рабочих мест во всем мире сократится примерно на 50%. Места людей займут машины, способные проводить аналогичные операции с той же или более высокой эффективностью. При этом эксперты не исключают варианта, при котором данный прогноз будет реализован раньше указанного срока.

Другие аналитики отмечают вред, который могут нанести роботы. Например, эксперты McKinsey обращают внимание на то, что роботы, в отличие от людей, не платят налоги. В результате из-за снижения объемов поступлений в бюджет государство не сможет поддерживать инфраструктуру на прежнем уровне. Поэтому Билл Гейтс предложил ввести новый налог на роботизированную технику.

Технологии ИИ повышают эффективность работы компаний за счет снижения числа совершаемых ошибок. Кроме того, они позволяют повысить скорость выполнения операций до того уровня, который не может достигнуть человек.

Брянский государственный технический университет Кафедра «Компьютерные технологии и системы» Введение в интеллектуальные системы Лектор: Шкаберин В.А. ЛИТЕРАТУРА 1. 2. 3. 4. 5. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский.-СПб.: Питер, 2001.-384 с.: ил. Искусственный интеллект: В 3 кн. Кн. 1. Системы общения и экспертные системы: Справочник / Под ред. Э.В. Попова.- М.: Радио и связь, 1990.-464 с.: ил. Искусственный интеллект.-В 3-х кн. Кн. 2. Модели и методы: Справочник/ Под ред. Д.А. Поспелова.-М.: Радио и связь, 1990.-304 с.: ил. П. Уинстон. Искуственный интеллект / Пер. с англ. В.Л.Стефанюка под ред. Д.А. Поспелова.- М.: Издательство «Мир», 1980.-520 с. Питер Джексон. Введение в экспертные системы.: Пер. с англ.: Уч. пос.-М.: Издательский дом «Вильямс», 2001.624 с.: ил.-Парал. тит. англ. СОДЕРЖАНИЕ: Краткая история искусственного интеллекта Предмет исследования и основные направления исследований в области искусственного интеллекта Трудно формализуемые задачи проектирования Краткая история искусственного интеллекта Идея создания искусственного подобия человека для решения сложных задач и моделирования человеческого разума возникла с древнейших времен (механическая статуя бога Амона в древнем Египте, бог Гефест в мифологии ковал человекоподобные существаавтоматы, Буратино и др.). Первые теоретические работы в области искусственного интеллекта Родоначальник искусственного интеллекта – средневековый испанский философ, математик и поэт Раймонд Луллий в XIII веке попытался создать механическую машину для решения различных задач на основе разработанной им всеобщей классификации понятий. Луллий Раймонд (1235 - 1316) Первые теоретические работы в области искусственного интеллекта (2) В XVIII веке Лейбниц и Декарт независимо друг от друга продолжили эту идею, предложив универсальные языки классификации всех наук. Готфрид Лейбниц (1646-1716) Рене Декарт (1596 – 1650) Рождение искусственного интеллекта как научного направления произошло после создания ЭВМ в 40-х годах XX века. В это время Норберт Винер создал основополагающие работы по кибернетике. Норберт Винер (1894 - 1964) Рождение термина «искусственный интеллект» Термин ИИ – (AI – artifical intelligence (intelligence умение рассуждать разумно)) предложен в 1956 г. на семинаре в Дартсмутском колледже (США). В 1969 г. в Вашингтоне состоялась I Международная объединенная конференция по искусственному интеллекту. Она и узаконила в своем названии термин «искусственный интеллект». Направления искусственного интеллекта 1. Нейрокибернетика 2. Кибернетика «черного ящика» Зарождение нейрокибернетики Основная идея нейрокибернетики «Единственный объект, способный мыслить, человеческий мозг. Поэтому любое «мыслящее устройство» должно воспроизводить структуру человеческого мозга». Основная идея нейрокибернетики (2) Нейрокибернетика ориентирована на программно-аппаратное моделирование структур, подобных структуре мозга. Основа человеческого мозга – нейроны. Усилия сосредоточены на создании элементов, аналогичных нейронам, и их объединении в функционирующие системы. Эти системы называют нейронными сетями или нейросетями. Создание первых нейросетей Первые нейросети созданы Френком Розенблаттом и МакКаллоком в 1956-1965 гг. Это были попытки смоделировать человеческий глаз и его взаимодействие с мозгом. Созданное устройство называлось персептроном и умело различать буквы алфавита. Персептивная модель (персептрон) Создание нейрокомпьютеров и транспьютеров В 1980-х годах в Японии в рамках проекта «ЭВМ V поколения» был создан первый нейрокомпьютер, или компьютер IV поколения. Появились транспьютеры – параллельные компьютеры с большим количеством процессоров. Транспьютерная технология – один из десятка новых подходов к аппаратной реализации нейросетей, которые моделируют иерархическую структуру мозга человека. Основная область применения нейрокомпьютеров – задачи распознавания образов, например идентификация объектов по результатам аэрофотосъемки из космоса. Подходы к созданию нейросетей Аппаратный – создание компьютеров, нейрочипов, микросхем, реализующих необходимые алгоритмы. Программный – создание программ и инструментариев, рассчитанных на высокопроизводительные компьютеры. Сети создаются в памяти компьютера. Гибридный – часть вычислений выполняют специальные платы расширений, часть – программные средства. Кибернетика «Черного ящика» Основная идея кибернетики «черного ящика» «Не имеет значение, как устроено «мыслящее» устройство. Главное, чтобы на заданные входные воздействия оно реагировало так же, как человеческий мозг». Основная идея кибернетики «черного ящика» (2) Главная ориентация этого направления ИИ – поиски алгоритмов решения интеллектуальных задач на существующих моделях компьютеров. Существенный вклад в становление новой науки внесли Джон Маккарти (автор первого языка для задач ИИ- ЛИСП), Марвин Минский (автор идеи фреймовой модели представления знаний), Саймон, Шоу и др. В 1956-1963 г.г. активно велись поиски моделей и алгоритмов человеческого мышления и разработки первых программ на их основе. Были созданы и опробованы различные подходы: Модель лабиринтного поиска (конец 50-х годов). Задача представлялась как некоторое пространство состояний в форме графа, в котором проводится поиск оптимального пути от входных данных к результирующим. Для решения практических задач не нашли широкого применения. Программы описаны в первых учебниках по ИИ – они играют в 15, в шашки, шахматы и др. Эвристическое программирование (начало 60-х годов) – разработка стратегии действий на основе известных, заранее заданных эвристик. Эвристика – правило, теоретически необоснованное, позволяющее сократить количество переборов в пространстве поиска. Использование методов математической логики (1963-1970 г.г.) для решения задач ИИ. Робинсон разработал метод резолюций, который позволяет автоматически доказывать теоремы при наличии набора исходных аксиом. Отечественный ученый Маслов Ю.С. предложил обратный вывод, решающий аналогичную задачу другим способом. На основе метода резолюций француз Альбер Кольмероэ в 1973 г. создал язык логического программирования Пролог. Ньюэл, Саймон и Шоу создали программу «Логик-теоретик», которая доказывала школьные теоремы. Однако логические модели имеют существенные ограничения по классам решаемых задач, т.к. реальные задачи часто не сводятся к набору аксиом и человек не использует классическую логику. В США появились первые коммерческие системы, основанные на знаниях, или экспертные системы (середина 1970-х годов). На смену поиска универсального алгоритма мышления пришла идея моделировать конкретные знания специалистов-экспертов. Стал применяться новый подход к решению задач искусственного интеллекта – представление знаний. Это существенный прорыв в развитие практических приложений искусственного интеллекта. Созданы программы MYCIN (медицина), DENDRAL (химия). Финансирование осуществляется Пентагоном и др. В конце 70-х в Японии объявлено о начале проекта машин V поколения, основанных на знаниях. Проект рассчитывался на 10 лет и включал много квалифицированных специалистов. В результате создан громоздкий и дорогой ПРОЛОГо- подобный язык, не получивший широкого признания. Были достигнуты результаты в различных прикладных задачах, японская ассоциация ИИ насчитывала к середине 90-х годов 40 тыс. чел. Начиная с середины 1980-х годов растут капиталовложения в ИИ, создаются промышленные экспертные системы, ИИ становится одной из наиболее перспективных и престижных областей информатики (computer science). История искусственного интеллекта в России В 1954 г. в МГУ начал свою работу семинар «Автоматы и мышление» под руководством академика Ляпунова А. А. (1911-1973), одного из основателей российской кибернетики. В этом семинаре принимали участие физиологи, лингвисты, психологи, математики. Принято считать, что именно в это время родился искусственный интеллект в России. Как и за рубежом, выделились два основных направления - нейрокибернетики и кибернетики «черного ящика». В 1954-1964 гг. создаются отдельные программы и проводятся исследования в области поиска решения логических задач. В Ленинграде (ЛОМИ - Ленинградское отделение математического института им. Стеклова) создается программа АЛПЕВ ЛОМИ, автоматически доказывающая теоремы. Она основана на оригинальном обратном выводе Маслова, аналогичном методу резолюций Робинсона. Среди наиболее значимых результатов, полученных отечественными учеными в 60-е годы, следует отметить алгоритм «Кора» Михаила Моисеевича Бонгарда, моделирующий деятельность человеческого мозга при распознавании образов. Большой вклад в становление российской школы ИИ внесли выдающиеся ученые Цетлин М.Л., Пушкин В.Н., Гаврилов М.А, чьи ученики и явились пионерами этой науки в России (например, знаменитая Гавриловская школа). В 1965-1980 гг. происходит рождение нового направления - ситуационного управления (соответствует представлению знаний, в западной терминологии). Основателем этой научной школы стал проф. Поспелов Д.А. Были разработаны специальные модели представления ситуаций - представления знаний [Поспелов, 1986]. В ИПМ АН СССР был создан язык символьной обработки данных РЕФАЛ [Тургин, 1968]. Поспелов Дмитрий Александрович Огромную роль в борьбе за признание ИИ в нашей стране сыграли академики А.И. Бергн и Г.С. Поспелов. Поспелов Гермоген Сергеевич 1914 - 1998 Только в 1974 году при Комитете по системному анализу при президиуме АН СССР был создан Научный совет по проблеме «Искусственный интеллект», его возглавил Г. С. Поспелов, его заместителями были избраны Д. А. Поспелов и Л. И. Микулич. В состав совета входили на разных этапах М. Г. Гаазе-Рапопорт, Ю. И. Журавлев, Л. Т. Кузин, А. С. Нариньяни, Д. Е. Охоцимский, А. И. Поло-винкин, О. К. Тихомиров, В. В. Чавчанидзе. По инициативе Совета было организовано пять комплексных научных проектов, которые были возглавлены ведущими специалистами в данной области. Проекты объединяли исследования в различных коллективах страны: «Диалог» (работы по пониманию естественного языка, руководители А. П. Ершов, А. С. Нариньяни), «Ситуация» (ситуационное управление, Д. А. Поспелов), «Банк» (банки данных, Л. Т. Кузин), «Конструктор» (поисковое конструирование, А. И. Половинкин), «Интеллект робота» (Д. Е. Охоцимский). В 1980-1990 гг. проводятся активные исследования в области представления знаний, разрабатываются языки представления знаний, экспертные системы (более 300). В 1988 г. создается АИИ - Ассоциация искусственного интеллекта. Ее членами являются более 300 исследователей. Президентом Ассоциации единогласно избирается Д. А. Поспелов, выдающийся ученый, чей вклад в развитие ИИ в России трудно переоценить. Крупнейшие центры - в Москве, Петербурге, Переславле-Залесском, Новосибирске. В научный совет Ассоциации входят ведущие исследователи в области ИИ - В. П. Гладун, В. И. Городецкий, Г. С. Осипов, Э. В. Попов, В. Л. Стефанюк, В. Ф. Хорошевский, В. К. Финн, Г. С. Цейтин, А. С. Эрлих и другие ученые. В рамках Ассоциации проводится большое количество исследований, организуются школы для молодых специалистов, семинары, симпозиумы, раз в два года собираются объединенные конференции, издается научный журнал. Уровень теоретических исследований по искусственному интеллекту в России ничуть не ниже мирового. К сожалению, начиная с 80-х гг. на прикладных работах начинает сказываться постепенное отставание в технологии. На данный момент отставание в области разработки промышленных интеллектуальных систем составляет порядка 3-5 лет. Предмет исследования и основные направления исследований в области искусственного интеллекта Понятие «ИИ» Искусственный интеллект – это одно из направлений информатики, целью которого является разработка аппаратно-программных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои, традиционно считающиеся интеллектуальными задачи, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка. Искусственный интеллект – это область информатики, которая занимается разработкой интеллектуальных компьютерных систем, т.е. систем, обладающих возможностями, которые мы традиционно связываем с человеческим разумом, - понимание языка, обучение, способность рассуждать, решать проблемы и т.д. (Барр и Файгенбаум, 1981 г.) Исследования в области искусственного интеллекта направлены на разработку программ, решающих такие задачи, с которыми сейчас лучше справляется человек, поскольку они требуют вовлечения таких функций головного мозга человека, как способность к обучению на основе восприятия, особой организации памяти и способности делать выводы на основе суждений. Основные направления исследований в области искусственного интеллекта Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях. Программное обеспечение систем искусственного интеллекта Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод Интеллектуальные роботы Обучение и самообучение Распознавание образов Новые архитектуры компьютеров Игры и машинное творчество 1. Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях (knowledge-based systems) Это основное направление в области разработки систем искусственного интеллекта. Оно связано с разработкой моделей представления знаний, созданием баз знаний, образующих ядро экспертных систем. В последнее время включает в себя модели и методы извлечения и структурирования знаний и сливается с инженерией знаний. 2. Программное обеспечение систем ИИ (software engineering for Al) В рамках этого направления разрабатываются специальные языки для решения интеллектуальных задач, в которых традиционно упор делается на преобладание логической и символьной обработки над вычислительными процедурами. Эти языки ориентированы на символьную обработку информации - LISP, PROLOG, SMALLTALK, РЕФАЛ и др. Помимо этого создаются пакеты прикладных программ, ориентированные на промышленную разработку интеллектуальных систем, или программные инструментарии искусственного интеллекта, например КЕЕ, ART, G2 [Хейес-Рот и др., 1987; Попов, Фоминых, Кисель, Шапот, 1996]. Достаточно популярно также создание так называемых пустых экспертных систем или «оболочек» - KAPPA, EXSYS, Ml, ЭКО и др., базы знаний которых можно наполнять конкретными знаниями, 3. Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод (natural language processing) Начиная с 50-х годов одной из популярных тем исследований в области ИИ является компьютерная лингвистика, и, в частности, машинный перевод (МП). Уже первая программа в области естественно-языковых (ЕЯ) интерфейсов - переводчик с английского на русский язык - продемонстрировала неэффективность первоначального подхода, основанного на пословном переводе. Однако еще долго разработчики пытались создать программы на основе морфологического анализа. Неплодотворность такого подхода связана с очевидным фактом: человек может перевести текст только на основе понимания его смысла и в контексте предшествующей информации, или контекста. Иначе появляются переводы в стиле «Моя дорогая Маша - my expensive Masha». В дальнейшем системы МП усложнялись и в настоящее время используется несколько более сложных моделей: применение так называемых «языков-посредников» или языков смысла, в результате происходит дополнительная трансляция «исходный язык оригинала - язык смысла - язык перевода»; ассоциативный поиск аналогичных фрагментов текста и их переводов в сдециальных текстовых репозиториях или базах данных; структурный подход, включающий последовательный анализ и синтез естественноязыковых сообщений. Традиционно такой подход предполагает наличие нескольких фаз анализа: 1. Морфологический анализ - анализ слов в тексте. 2. Синтаксический анализ - разбор состава предложений и грамматических связей между словами. 3. Семантический анализ - анализ смысла составных частей каждого предложения на основе некоторой предметно-ориентированной базы знаний. 4. Прагматический анализ - анализ смысла предложений в реальном контексте на основе собственной базы знаний. Синтез ЕЯ-сообщений включает аналогичные этапы, но несколько в другом порядке. 4. Интеллектуальные роботы (robotics) Идея создания роботов далеко не нова. Само слово «робот» появилось в 20-х годах, как производное от чешского «робота» - тяжелой грязной работы. Его автор - чешский писатель Карел Чапек, описавший роботов в своем рассказе «Р.У.Р». Роботы - это электротехнические устройства, предназначенные для автоматизации человеческого труда. Можно условно выделить несколько поколений в истории создания и развития робототехники: I поколение. Роботы с жесткой схемой управления. Практически все современные промышленные роботы принадлежат к первому поколению. Фактически это программируемые манипуляторы. II поколение. Адаптивные роботы с сенсорными устройствами. Есть образцы таких роботов, но в промышленности они пока используются мало. III поколение. Самоорганизующиеся или интеллектуальные роботы. Это - конечная цель развития робототехники. Основные нерешенные проблемы при создании интеллектуальных роботов - проблема машинного зрения и адекватного хранения и обработки трехмерной визуальной информации. В настоящее время в мире изготавливается более 60 000 роботов в год. Актуальность создания интеллектуальных мобильных роботов Автономные интеллектуальные мобильные роботы предназначены для автоматической работы в заранее неопределенных условиях внешней среды. Они могут применяться в различных областях человеческой деятельности и могут решать различные задачи. Например, доставлять грузы, перемещать различные предметы, производить разведку, производить какую-либо технологическую операцию на большом пространстве (например, уборку помещения) и т.п. Подобные системы готовы заменить человека при выполнении сложных технологических операциях, связанных с повышенным риском или с работой в экстремальных средах, например, в условиях повышенной радиации, давлении или безвоздушном пространстве, а также заменить человеческий труд на непопулярных профессиях. Робот-вертолет Mantis (2003 г.) Австралийские инженеры из организации CSIRO разработали роботвертолёт Mantis ("Богомол"), который способен к автономному полёту - впервые - без использования системы глобального позиционирования (GPS). Высота "Богомола" 0,5 метра, а длина 1,5 метра. При этом новый вертолёт в 4-5 раз легче, чем любой другой беспилотный летательный аппарат, и стоит значительно дешевле. Хотя роботом можно управлять дистанционно, в полёте машина может полагаться исключительно на свой компьютерный мозг и видеокамерыглаза. Специально для вертолёта разработана система инерционного восприятий (Inertial Sensing System) с микроэлектромеханическими датчиками, сделанными из лёгкого сплава магния. Роботы-солдаты Talon,SWORDS (2004 г.) Солдаты с дистанционным управлением появились на свет в результате совместных действий армии США и маленькой компании из Массачусетса под названием Foster-Miller. Эта фирма была в ноябре прошлого года куплена QinetiQ Group PLC, которая, в свою очередь, принадлежит министерству обороны Великобритании (MOD) и американскому холдингу Carlyle Group. Всё началось с роботов, именуемых "Когтями" (TALON). Они находятся на военной службе с 2000 года, побывали в Боснии, Афганистане и том же Ираке, работали своими механическими руками на развалинах ВТЦ после терактов 11 сентября. Их задачами были: обнаружение и обезвреживание взрывчатки вместе с наблюдением за неприятием. И военные качеством выполнения этих задач были довольны. Однако через некоторое время армейские чиновники и сотрудники Foster-Miller, по их же словам, получили известие от солдат. Дескать, нравятся нам "Когти", спору нет, но давайте дадим им хоть какое-нибудь оружие. Идя навстречу пожеланиям военнослужащих, инженеры из армейского арсенала в Нью-Джерси (Picatinny Arsenal) и Foster-Miller всего за шесть месяцев и $2 миллиона вооружили роботов. Так "Когти" превратились в "Мечи" (SWORDS - Special Weapons Observation Reconnaissance Detection Systems), специальные системы обнаружения, разведки и наблюдения с оружием. Именно "Мечи" и окажутся в Ираке по весне. В стандартной комплектации у него имеется лёгкий пулемёт M249 калибра 5,56 миллиметров (750 выстрелов в минуту) или "средний" пулемёт M240 калибра 7,62 (7001000 в минуту). Без перезарядки робот может произвести 300 и 350 выстрелов соответственно. Цена одной машины $200 000. Робот-солдат SWORD в действии Робот-таракан InsBot (2003 г.) Разработкой автоматизированного шпиона в тараканьем стане занимаются исследователи из трёх стран - Франции, Бельгии и Швейцарии. Уже сейчас InsBot способен проникать в группы тараканов, влиять на них и изменять их поведение. В течение десятилетия прикинувшийся тараканом лазутчик будет выводить мерзких насекомых из тёмных кухонных закоулков на чистую воду - туда, где они могут быть уничтожены. Разработчики робота-агента мечтают вовсе не о том, чтобы раз и навсегда извести тараканов. Их замыслы глобальнее. Используя роботов, они хотят управлять животными. Интеллектуальный робот-пылесос (2003 г.) 14.01.03 11:16 Компания iRobot выпустила интеллектуальный пылесос, который получил имя Румба (Roomba). На его создание ушло три года и несколько миллионов долларов. Основные задачи, которые были поставлены перед разработчиками - снизить цену робота и максимально уменьшить энергопотребление. Мощность Румбы - всего лишь 30 ватт против типичных 1000 ватт. Робот снабжен пятью щетками, двумя электромоторами для передвижения и еще тремя - для работы щетками. Мощный мотор, засасывающий любую пыль, в Румбе отсутствует. Его замещают щетки с противовращением, собирающие крупный сор, и маломощный вакуумный моторчик. В результате устройство работает от никелевых аккумуляторов. Колеса робота могут поворачиваться в любую сторону, поэтому он может выехать из самых затруднительных положений. Четыре инфракрасных датчика контролируют расстояние до пола и сразу же сообщают системе управления об уклоне или достижении края ступенек. Система контроля состоит из 8-битного 16 МГц микропроцессора, 128 байт памяти и специализированной операционной системы. Стоимость такого роботизированного пылесоса - $199. Интеллектуальный мобильный робот на основе игрушки (Россия, 2002 г.) Данный робот разрабатывается на кафедре "Проблемы управления" МИРЭА. В данной работе целью являлось создания мобильного интеллектуального робота, который бы для начала реализовывал функции движения к целевой точке в среде с препятствиями. Было решено, что робот должен обладать исключительно системой технического зрения. Целевую точку такому роботу можно будет задать тремя способами: лазерной указкой; оператором на карте; дистанционно через Интернет. П уль т упр ав лен ия м о нито р ПК Р о бо т R .A .D .™ LPT БС VGA A u d io O ut S o ft S o und M ic In D E -1 8 T V In LAN С еть П ита ние кам ер ы 5. Обучение и самообучение (machine learning) Активно развивающаяся область искусственного интеллекта. Включает модели, методы и алгоритмы, ориентированные на автоматическое накопление и формирование знаний на основе анализа и обобщения данных [Гаек, Гавранек, 1983; Гладуп, 1994; Финн, 1991]. Включает обучение по примерам (или индуктивное), а также традиционные подходы из теории распознавания образов. В последние годы к этому направлению тесно примыкают стремительно развивающиеся системы data mining - анализа данных и knowledge discovery - поиска закономерностей в базах данных. 6. Распознавание образов (pattern recognition) Традиционно - одно из направлений искусственного интеллекта, берущее начало у самых его истоков, но в настоящее время практически выделившееся в самостоятельную науку. Ее основной подход - описание классов объектов через определенные значения значимых признаков. Каждому объекту ставится в соответствие матрица признаков, по которой происходит его распознавание. Процедура распознавания использует чаще всего специальные математические процедуры и функции, разделяющие объекты на классы. Это направление близко к машинному обучению и тесно связано с нейрокибернетикой. 6. Распознавание образов (pattern recognition) Традиционно - одно из направлений искусственного интеллекта, берущее начало у самых его истоков, но в настоящее время практически выделившееся в самостоятельную науку. Ее основной подход - описание классов объектов через определенные значения значимых признаков. Каждому объекту ставится в соответствие матрица признаков, по которой происходит его распознавание. Процедура распознавания использует чаще всего специальные математические процедуры и функции, разделяющие объекты на классы. Это направление близко к машинному обучению и тесно связано с нейрокибернетикой. 7. Новые архитектуры компьютеров (new hardware platforms and architectures) Самые современные процессоры сегодня основаны на традиционной последовательной архитектуре фон Неймана, используемой еще в компьютерах первых поколений. Эта архитектура крайне неэффективна для символьной обработки. Поэтому усилия многих научных коллективов и фирм уже десятки лет нацелены на разработку аппаратных архитектур, предназначенных для обработки символьных и логических данных. Создаются Пролог- и Лисп-машины, компьютеры V и VI поколений. Последние разработки посвящены компьютерам баз данных, параллельным и векторным компьютерам [Амамия, Танака, 1993]. И хотя удачные промышленные решения существуют, высокая стоимость, недостаточное программное оснащение и аппаратная несовместимость с традиционными компьютерами существенно тормозят широкое использование новых архитектур. 6. Игры и машинное творчество Это, ставшее скорее историческим, направление связано с тем, что на заре исследований ИИ традиционно включал в себя игровые интеллектуальные задачи - шахматы, шашки, го. В основе первых программ лежит один из ранних подходов - лабиринтная модель мышления плюс эвристики. Сейчас это скорее коммерческое направление, так как в научном плане эти идеи считаются тупиковыми. Кроме того, это направление охватывает сочинение компьютером музыки [Зарипов, 1983], стихов, сказок [Справочник по ИИ, 1986] и даже афоризмов [Любич, 1998]. Основным методом подобного «творчества» является метод пермутаций (перестановок) плюс использование некоторых баз знаний и данных, содержащих результаты исследований по структурам текстов, рифм, сценариям и т. п. 6. Другие направления ИИ - междисциплинарная наука, которая, как мощная река по дороге к морю, вбирает в себя ручейки и речки смежных наук. Стоит лишь взглянуть на основные рубрикаторы конференций по ИИ, чтобы понять, насколько широко простирается область исследований по ИИ: генетические алгоритмы; когнитивное моделирование; интеллектуальные интерфейсы; распознавание и синтез речи; дедуктивные модели.

Предисловие

В последнее время тема искусственного интеллекта стала очень популярной. Но что такое ИИ на самом деле? Каких результатов он уже достиг, и в каком направлении будет развиваться в будущем? Вокруг этой темы ведется много споров. Сначала неплохо выяснить, что мы понимаем под интеллектом.

Интеллект включает в себя логику, самосознание, обучаемость, эмоциональное познание, творчество и способность решать разного рода задачи. Он свойственен как людям, так и животным. Мы с ранних лет изучаем окружающий мир, в течение всей жизни методом проб и ошибок обучаемся необходимым навыкам, набираем опыт. Таков естественный интеллект.

Когда мы говорим об искусственном интеллекте, то имеем в виду, созданную человеком «умную» систему, которая обучается с помощью алгоритмов. В основе его работы лежат все те же методы: исследование, обучение, анализ и т. д.

К Ключевые события в истории ИИ

История ИИ (или по крайней мере обсуждения ИИ) началась почти сто лет назад.

Р Россумские универсальные роботы (R.U.R)

В 1920 г. чешский писатель Карел Чапек написал научно-фантастическую пьесу “Rossumovi Univerz?ln? roboti«(Россумские универсальные роботы). Именно в этом произведении впервые было использовано слово «робот», которое обозначало живых человекоподобных клонов. По сюжету в далеком будущем на фабриках научились производить искусственных людей. Сначала эти «репликанты» работали на благо людей, но потом подняли восстание, которое привело к вымиранию человечества. С этих пор тема ИИ стала чрезвычайно популярной в литературе и кинематографе, которые в свою очередь оказали большое влияние на реальные исследования.

А Алан Тьюринг

Английский математик, один из пионеров в области вычислительной техники Алан Тьюринг в годы Второй мировой войны внес значительный вклад в развитие криптографии. Благодаря его исследованиям удалось расшифровать код машины Enigma, широко применявшейся нацистской Германией для шифровки и передачи сообщений. Через несколько лет после окончания Второй мировой произошли важные открытия в таких областях, как неврология, информатика и кибернетика, что подтолкнуло ученого к идее создания электронного мозга.

Вскоре ученый предложил тест, целью которого является определение возможности искусственного машинного мышления, близкого к человеку. Суть данного теста заключается в следующем: Человек (С) взаимодействует с одним компьютером (А) и одним человеком (В). Во время разговора он должен определить с кем он общается. Компьютер должен ввести человека в заблуждение, заставив сделать неверный выбор. Все участники теста не видят друг друга.

Д Дартмутская конференция и первая «зима» ИИ

В 1956 г. прошла первая в истории конференция по вопросу ИИ, в которой приняли участие ученые ведущих технологических университетов США и специалисты из IBM. Событие имело большое значение в формировании новой науки и положило началу крупных исследований в данной области. Тогда все участники были настроены крайне оптимистично.

Начались 1960-е, но прогресс в создании искусственного интеллекта так и не двинулся вперед, энтузиазм начал спадать. Сообщество недооценило всю сложность поставленной задачи, в результате оптимистические прогнозы специалистов не оправдались. Отсутствие перспектив в этой области заставило правительства Великобритании и США урезать финансирование исследований. Этот промежуток времени считается первой «зимой» ИИ.

Э Экспертные системы (ЭС)

После продолжительного застоя, ИИ нашел свое применение в так называемых экспертных системах.

ЭС - это программа, которая может ответить на вопросы или решить задачу из конкретной области. Тем самым они заменяют настоящих специалистов. ЭС состоит из двух подпрограмм. Первая называется базой знаний и содержит необходимую информацию по данной области. Другая же программа называется механизмом вывода. Она применяет информацию из базы знаний в соответствии с поставленной задачей.

ЭС нашли свое применение в таких отраслях, как экономическое прогнозирование, медицинское обследование, диагностика неисправностей в технических устройствах и т. п. Одной из известных на сегодняшний день ЭС является проект WolframAlpha, созданный для решения задач по математике, физике, биологии, химии и многим другим наукам.

В конце 80-х – начале 90-х с появлением первых настольных ПК от Apple и IBM, интерес со стороны публики и инвесторов к ИИ стал падать. Началась новая «зима»…

Deep Blue

После долгих лет взлетов и падений произошло значимое событие для ИИ: 11 мая 1997 года шахматный суперкомпьютер Deep Blue, разработанный компанией IBM, обыграл чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова в матче из шести партий со счетом 3? на 2?.

В Deep Blue процесс поиска по дереву шахматных ходов был разбит на три этапа. Прежде всего, главный процессор исследовал первые уровни дерева шахматной игры, затем распределял конечные позиции между вспомогательными процессорами для дальнейшего исследования. Вспомогательные процессоры углубляли поиск еще на несколько ходов, а далее раздавали свои конечные позиции шахматным процессорам, которые, в свою очередь, осуществляли поиск на последних уровнях дерева. Оценочная функция Deep Blue была реализована на аппаратном уровне - шахматных процессорах. В конструкцию аппаратной оценочной функции было заложено около 8000 настраиваемых признаков позиции. Значения отдельных признаков объединялись в общую оценку, которая затем использовалась Deep Blue для оценки качества просматриваемых шахматных позиций.

В 1997 году Deep Blue по мощности находился на 259-м месте (11,38 GFLOPS). Для сравнения: в настоящее время самый производительный суперкомпьютер имеет 93,015 GFLOPS.

XXI век

За последние два десятилетия интерес к ИИ заметно вырос. Рынок технологий ИИ (оборудование и софт) достиг 8 миллиардов долларов и, по прогнозам специалистов из IDC, вырастет до 47 миллиардов к 2020 году.

Этому способствует появление более быстрых компьютеров, стремительное развитие технологий машинного обучения и больших данных.

Использование искусственных нейронных сетей упростило выполнение таких задач, как обработка видеоизображения, текстовый анализ, распознавание речи, причем уже существующие методы решения задач совершенствуются с каждым годом.

Проекты DeepMind

В 2013 году компания DeepMind представила свой проект, в котором обучила ИИ играть в игры для консоли Atari так же хорошо, как человек, и даже лучше. Для этого был использован метод глубинного обучения с подкреплением, позволивший нейросети самостоятельно изучить игру. В начале обучения система ничего не знала о правилах игры, используя на входе только пиксельное изображение игры и информацию о получаемых очках.

Помимо этого, DeepMind разрабатывает ИИ для обучения более сложным играм, таким как Starcraft 2. Эта стратегия реального времени также является одной из самых популярных кибердисциплин в мире. В отличие от классических видеоигр, здесь доступно гораздо больше возможных действий, мало информации об оппоненте, возникает необходимость анализировать десятки возможных тактик. На данный момент ИИ справляется только с простыми мини-задачами, например созданием юнитов.

Нельзя не упомянуть про другой проект DeepMind под названием AlphaGo. В октябре 2015 года система одержала победу над чемпионом Европы по го Фань Хуэем со счетом 5:0. Спустя год в Южной Корее прошел новый матч, где противником AlphaGo стал один из лучших игроков в мире Ли Седоль. Всего было сыграно пять партий, из которых AlphaGo выиграл только четыре. Несмотря на высокий уровень продемонстрированных навыков, программа все же ошиблась во время четвертой партии. В 2017 году вышел фильм про AlphaGo, который мы рекомендуем к просмотру. Недавно DeepMind объявила о создании нового поколения AlphaGo Zero. Теперь программа обучается, играя против самой себя. После трех дней тренировок AlphaGo Zero выиграла у своей предыдущей версии со счетом 100:0.

Заключение

До сих пор системы ИИ являются узкоспециализированными, то есть справляются с задачами лучше человека только в конкретных областях (например, игра в го или анализ данных). Нам еще далеко до создания общего (полноценного) искусственного интеллекта, который был бы способен полностью заменить человеческий разум и которому была бы под силу любая интеллектуальная задача.

Перевел статью Лев Альхазред

Поддержи проект ai-news рублем. Машины верят в тебя! >>