Что такое искусственный интеллект (ИИ) (стр. 1 )

Что такое искусственный интеллект (ИИ)

Искусственный интеллект (ИИ) – это научная дисциплина, возникшая в 50-х годах ХХ века на стыке кибернетики, лингвистики, психологии и программирования.

Следует отметить, что строгого (формального, научного) определения понятия «естественный интеллект» не существует. Различают формулировки этого понятия по нескольким направлениям:

·  Философскую

·  Биологическую

·  Психологическую

В философии под интеллектом понимают познание, понимание, рассудочную способность к абстрактно-аналитическому мышлению, к образованию понятий.

В психологии под интеллектом понимают характеристику умственного развития индивидуума. В биологии под интеллектом понимают способность адекватно реагировать (принимать решения) в ответ на изменения окружающей обстановки.

Важно отметить, что интеллектом может обладать не только человек, но и любой объект, обладающий указанными выше качествами – способностью к образованию понятий, абстрактно-аналитическому мышлению, целенаправленному действию (например, некоторые животные).

В отличие от интеллекта, разум – категория сугубо человеческая, опирающаяся на сознание как высшую форму психологической деятельности. Принципиальным моментом в определении разума является его общественный, социальный характер. Отсюда принципиально невозможно моделировать сознание и разум во всей полноте, так как для этого пришлось бы моделировать не только человека, но и всю систему социально-общественных отношений. В то же время моделировать интеллект как один из компонентов психики отдельных индивидуумов вполне возможно.

К этому выводу примыкает еще один: искусственный интеллект – это модель рациональной, мыслительной составляющей психики. Не моделируются эмоции, ощущения, воля, память, чувства и т. п. Машинное сочинение стихов и музыки – это лишь моделирование логического компонента психической деятельности (соблюдение рифмы, размера, законов композиции), сопровождающего эти виды деятельности. Именно с этим связано неудовлетворительное для большинства людей качество машинных сочинений.

Барри и Файгенбаум предложили определение, которое держится более двух десятков лет: «Искусственный интеллект – это область информатики, которая занимается разработкой компьютерных систем, обладающих возможностями, которые традиционно связывают с человеческим разумом: понимание языка, обучение, способность рассуждать, принимать решения, распознавать ситуацию (образы) и т. д.». То есть это такие задачи, с которыми сейчас лучше справляется человек, так как они требуют вовлечения таких функций человеческого мозга, как способность делать выводы, обучаться, использовать интуицию. К примеру, программу, которая выполняет сложную статистическую обработку данных, нельзя рассматривать как исследование в области искусственного интеллекта, так как это вычисления.

Более общее определение: искусственный интеллект – научное направление, связанное с попыткой формализовать мышление человека.

С точки зрения практического подхода можно рассмотреть следующее определение: ИИ – это области исследований, в которой изучаются системы, строящие результирующий вывод для задач с неизвестным алгоритмом решения на основе неформализованной исходной информации, использующей технологии символьного программирования и средства вычислительной техники со специальной (не фон Неймановской) архитектурой.

Существуют разные точки зрения на главное предназначение исследований по ИИ. Но все взгляды сходятся в том, что ИИ должен моделировать (эмулировать) способности человеческого разума и даже их превосходить.

Основные направления ИИ

С самого начала исследования в области ИИ пошли по двум направлениям:

1.  Попытки с помощью моделирования нейронов воспроизвести психофизиологическую деятельность человеческого мозга, то есть воспроизведение техническими средствами принципов функционирования биологических объектов. Направление называется бионическим, или искусственным разумом, или имитационно-ориентированным. Оно активно развивалось на заре кибернетики («мышь» Шеннона, персептрон Розенблата в 1962 г. и т. д.). Оно тесно связано с успехами наук о человеке. «Интеллектуальность» программы является побочным эффектом от получения новых знаний о человеческом мышлении. Сюда относят нейронные модели, многослойные сети, сети Петри. Сейчас это направление обретает второе дыхание в связи с успехами микроэлектроники (нейрокомпьютеры). Однако в связи с недостаточной размерностью реально построенных нейронных сетей и изученных нейрофизиологией объектов на этом пути пока еще получено мало непосредственно ценных для практики результатов.

2.  Второе направление дает хорошее совпадение результатов работы искусственно созданных и естественных интеллектуальных систем, при этом неважно, как это достигается. Это направление связано с развитием ЭВМ и искусством программирования. Его называют машинным интеллектом. Наиболее значимые результаты достигнуты здесь, и мы будем иметь в виду в основном это направление.

Оба подхода действенны, и на разных этапах истории ИИ вносили свой вклад. Возникает философский вопрос: какая из двух программ интеллектуальнее, или что есть мера интеллектуальности: способность играть в шахматы или человекоподобное поведение?

Вариант ответа предложил в 1950 г. Алан Тьюринг, который получил название «Тест Тьюринга», состоящий в следующем. Испытатель через посредника общается с невидимым для него собеседником – человеком или системой. Интеллектуальной может считаться та система, которую испытатель в процессе такого общения не может отличить от человека. Решение задачи по составлению программы для компьютера для того, чтобы он прошел этот тест, требует большого объема работы. Запрограммированный таким образом компьютер должен обладать перечисленными ниже возможностями.

•  Средства обработки текстов на естественных языках, позволяющие успешно общаться с компьютером, скажем на английском языке.

•  Средства представления знаний, с помощью которых компьютер может записать в память то, что он узнает или прочитает.

•  Средства автоматического формирования логических выводов, обеспечивающие возможность использовать хранимую информацию для поиска ответов на вопросы и вывода новых заключений.

•  Средства машинного обучения, которые позволяют приспосабливаться к новым обстоятельствам, а также обнаруживать и экстраполировать признаки стандартных ситуаций.

В тесте Тьюринга сознательно исключено непосредственное физическое взаимодействие экспериментатора и компьютера, поскольку для создания искусственного интеллекта не требуется физическая имитация человека. Но в так называемом полном тесте Тьюринга компьютер должен обладать перечисленными ниже способностями.

•  Машинное зрение для восприятия объектов.

•  Средства робототехники для манипулирования объектами и перемещения в пространстве.

Шесть направлений исследований, перечисленных в данном разделе, составляют основную часть искусственного интеллекта, а Тьюринг заслуживает нашей благодарности за то, что предложил такой тест, который не потерял своей значимости и через 50 лет. Тьюринг предсказал, что к 2000 году с вероятностью 30% машина продержится 5 минут. Как выяснилось, пророчество Тьюринга оказалось удивительно точным. Тем не менее исследователи искусственного интеллекта практически не занимаются решением задачи прохождения теста Тьюринга, считая, что гораздо важнее изучить основополагающие принципы интеллекта, чем продублировать одного из носителей естественного интеллекта.

Даже если машина и прошла тест Тьюринга, обладает ли она интеллектом? Главная трудность при этом остается – сложность различения чисто внешних проявлений интеллекта и его подлинной сущности. Интеллект – это внутренняя характеристика, существование которой определяется снаружи только косвенно, по принципу «раздражитель – реакция». Но предполагают ли адекватные реакции действительно наличие интеллекта? Нашей задачей является не решение подобных философских вопросов, а изучение того, как можно запрограммировать поведение машины, чтобы окружающим оно казалось разумным.

Из истории ИИ

Предыстория

Включает философию, математику, психологию, неврологию, кибернетику, лингвистику, программирование.

Наиболее фундаментальные идеи в ИИ привнесла философия. Люди, начиная с древних времен, всегда стремились понять, как происходит процесс мышления человека.

Законы мышления изучает логика. Основы логики были разработаны в древней Греции, которая имела демократию. Для поддержания демократической системы правления городов-государств необходимо было ораторское искусство, распознающее ложное утверждение или позволяющее выразить истину. Греческий философ Аристотель более двух тысяч лет назад построил первую модель дедуктивных рассуждений – силлогистику. Он был одним из первых, кто попытался определить законы "правильного мышления", т. е. процессы формирования неопровержимых рассуждений. Его силлогизмы стали образцом для создания процедур доказательства, которые всегда позволяют прийти к правильным заключениям, если даны правильные предпосылки, например "Сократ — человек; все люди смертны; следовательно, Сократ смертен". В основе этих исследований лежало предположение, что такие законы мышления управляют работой ума; на их основе развилось научное направление, получившее название логика. В дальнейшем эта модель была обобщена и сейчас существует в виде понятия формальной системы. Логика изучает построение рассуждений, гарантирующих получение правильных выводов из истинных посылок.

В средние века автоматизация самих вычислений уже шла полным ходом; примерно в 1500 году Леонардо да Винчи (1452—1519) спроектировал, но не построил механический калькулятор; недавно проведенная реконструкция показала, что его проект является работоспособным. Первая известная вычислительная машина была создана примерно в 1623 году немецким ученым Вильгельмом Шиккардом (1592-1635), хотя более известна машина Паскалина, построенная в 1642 году Блезом Паскалем (1623—1662). Паскаль писал, что "арифметическая машина производит эффект, который кажется более близким к мышлению по сравнению с любыми действиями животных". (1646—1716) создал механическое устройство, предназначенное для выполнения операций над понятиями, а не над числами, но область его действия была довольно ограниченной.