Skip to Content

Развитие направления искусственного интеллекта

Обсудить на форуме

Долгие годы с понятием искусственного интеллекта (ИИ) связывали надежды на создание мыслящей машины, способной соперничать с человеческим мозгом и, возможно, превзойти его. Развитие научной и инженерной мысли было направлено на создание компьютера, способного на автоматизацию интеллектуальной человеческой деятельности, на то, чтобы сложные интеллектуальные задачи, считавшиеся прерогативой человека, решались техническими средствами. Эти надежды, на долгое время захватившие воображение многих энтузиастов, так и остались несбывшимися, однако, проблема создания искусственного интеллекта является одной из самых актуальных и на сегодняшний день.

Исследования в области создания искусственного интеллекта (искусственной жизни) представляют собой прекрасный пример интеграции многих научных областей. Проблемой создания ИИ занимаются ученые различных специальностей: кибернетики, лингвисты, психологи, философы, математики и инженеры, пытаясь найти решение на стыке научных дисциплин. До недавнего времени диалектико-материалистическое понимание мышления опиралось на обобщенные данные психологии, физиологии и языкознания. Данные кибернетики позволили поставить вопрос о более конкретном понимании процесса мышления.
Химики, биологи, специалисты в области вычислительных наук и многие другие изучают различные аспекты живых систем, пользуясь при этом сходными методами. Основными методами изучения искусственной жизни являются:
• синтез искусственных систем с аналогичным живым системам поведением;
• изучение динамики развития процесса, а не конечного результата;
• конструирование систем демонстрирующих феномен созидания.
То, что объединяет исследователей в области искусственной жизни (ИЖ) – это их методы, в отличие от их целей. Доказательствам последнего утверждения может служить тот факт, что некоторые заинтересованы в исследовании «систем, демонстрирующих феномены живых систем», другие изучают природу химического репродуцирования или пытаются решить философские проблемы самосознания. В то же время совершенно другой вид исследователей, относящихся к области робототехники, пытаются создавать физические системы, демонстрирующие некоторое поведенческое сходство с животными.
Развитие информационной техники позволило компенсировать человеку психофизиологическую ограниченность своего организма в ряде направлений. Искусственный интеллект и его совершенствование превращают границы, доступные человеку, в систематически раздвигаемые. Это особенно важно в современную эпоху, когда общество не может успешно развиваться без рационального управления сложными и сверхсложными системами.
Разработка проблем искусственного интеллекта является существенным вкладом в осознание человеком закономерностей внешнего и внутреннего мира. Несмотря на то, что, по мнению некоторых ученых, искусственный интеллект принципиально невозможен, разработки в области создания систем искусственного интеллекта являются в настоящее время одним из приоритетных направлений в науке.

С конца 40-х годов ученые все большего числа университетских и промышленных исследовательских лабораторий устремились к дерзкой цели: построение компьютеров, действующих таким образом, что по результатам работы их невозможно было бы отличить от человеческого разума.
Терпеливо продвигаясь вперед, исследователи, работающие в области искусственного интеллекта, обнаружили, что им приходится иметь дело с проблемами, далеко выходящими за пределы традиционной информатики.
Исследователи пришли к выводу, что, прежде всего, необходимо понять механизмы процесса обучения, природу языка и чувственного восприятия человека, что для создания машин, имитирующих работу человеческого мозга, требуется разобраться в том, как действуют миллиарды его взаимосвязанных нейронов. Тогда многие исследователи пришли к выводу, что, пожалуй, самая трудная проблема, стоящая перед современной наукой – познание процессов функционирования человеческого разума, а не просто имитация его работы. Такого рода умозаключение непосредственно затрагивало фундаментальные теоретические проблемы психологической науки.
На самом деле, ученым и по сей день трудно даже прийти к единой точке зрения относительно самого предмета их исследований – интеллекта. Здесь, как в притче о слепцах, пытавшихся описывать слона, каждый пытается придерживаться своего заветного определения.
Некоторые считают, что интеллект – умение решать сложные задачи; другие рассматривают его как способность к обучению, обобщению и аналогиям; третьи – как возможность взаимодействия с внешним миром путем общения, восприятия и осознания воспринятого.
Тем не менее, многие исследователи ИИ склонны принять тест машинного интеллекта, предложенный в начале 50-х годов выдающимся английским математиком и специалистом по вычислительной технике Аланом Тьюрингом. В 1950 году данный тест был опубликован в журнале «Mind» в статье «Вычислительные машины и разум» (Computing machinery and intelligence). С помощью этого теста предлагалось осуществлять проверку, является ли компьютер разумным в человеческом смысле слова. Тьюринг предложил этот тест, чтобы заменить бессмысленный, по его мнению, вопрос «может ли машина мыслить?» на более определенный. Тьюринг утверждал, что компьютер можно считать разумным, если он способен заставить нас поверить, что мы имеем дело не с машиной, а с человеком.
Это было одно из первых определений интеллектуальности, т.е. Тьюринг предложил называть интеллектуальным такое поведение программы, которое будет моделировать разумное поведение человека.
Для того чтобы ответить на вопрос, какую машину считать «думающей», Алан Тьюринг предложил использовать следующий тест: судья (человек) переписывается на естественном языке с двумя собеседниками, один из которых – человек, другой – компьютер. Если судья не может надежно определить, кто есть кто, считается, что компьютер прошел тест, т.е. «интеллектуальной» может считаться та машина, которую испытатель в процессе такого общения не сможет отличить от человека.
Предполагается, что каждый из собеседников стремится, чтобы человеком признали его. Чтобы сделать тест простым и универсальным, переписка сводится к обмену текстовыми сообщениями. Переписка должна производиться через контролируемые промежутки времени, чтобы судья не мог делать заключения исходя из скорости ответов. Во времена А. Тьюринга компьютеры реагировали медленнее человека. Сейчас это правило необходимо, т.к. они реагируют гораздо быстрее, чем человек.
На сегодняшний день, если испытатель при проверке компьютера на «интеллектуальность» будет придерживаться достаточно жестких ограничений в выборе темы и формы диалога, этот тест выдержит любой современный компьютер, оснащенный подходящим программным обеспечением. Можно было бы считать признаком интеллектуальности умение поддерживать беседу, но, как было показано на практике, эту человеческую способность можно смоделировать на компьютере, оперируя общими выражениями и вопросами. И в том и в другом случае об интеллектуальности машины в полном смысле слова говорить нельзя, т.к. это всего лишь имитация разумности. В наши дни, пока что ни одна программа и близко не подошла к прохождению теста Тьюринга. Такие программы, как Элиза (ELIZA), иногда заставляли людей верить, что они говорят с человеком, как, например, в неформальном эксперименте, названном AOLiza, но этот эксперимент нельзя засчитать, так как «судья» не подозревал даже о возможности «разговора» с машиной.
Ежегодно производится соревнование между разговаривающими программами и наиболее человекоподобной, по мнению судей, присуждается приз Лёбнера (Loebner). Существует также дополнительный приз для программы, которая, по мнению судей, пройдет тест Тьюринга. Этот приз еще не присуждался, но следует отметить, что самый лучший результат показала программа A.L.I.C.E. выиграв тест 3 раза (в 2000г., 2001г. и 2004 г.).

Таким образом, лишь с середины пятидесятых годов, с момента публикации работ А. Тьюринга, в которых обсуждалась реальность создания таких устройств, к проблеме ИИ стали относиться более серьезно. С тех пор появилось много определений интеллектуальных систем (ИС) и искусственного интеллекта (ИИ). Сам термин ИИ (AI - Artificial Intelligence) был предложен в 1956 году на семинаре в Дартмутском колледже (США). Далее приведем некоторые из определений ИС и ИИ.
Барр и Файгенбаум (Barr and Feigenbaum) в 1981 году предложили следующее определение, которое никем не оспаривается более двух десятков лет. «Искусственный интеллект (ИИ) – 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.».
Д. Люгер в своей книге определяет «ИИ как область компьютерных наук, занимающуюся исследованием и автоматизацией разумного поведения».
В книге по ИС дается следующее определение: «ИИ – 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».
Другими словами, исследования в области искусственного интеллекта направлены на разработку программ, решающих такие задачи, с которыми сейчас лучше справляется человек, поскольку они требуют вовлечения таких функций человеческого мозга, как способность к обучению на основе восприятия, особой организации памяти и способности делать выводы на основе суждений.
Проблема создания систем искусственного интеллекта становится более понятной, если выделить в этих системах два компонента:
• Один включает объективную, поддающуюся оценке и измерению информацию о событиях и объектах. Реализация этого компонента с помощью компьютера не представляет больших затруднений.
• Второй компонент системы искусственного интеллекта включает субъективную информацию, т.е. ассоциативные связи, модели распознавания образов, правила вывода, механизмы обучения и моделирования интуиции. Как оказалось, реализация этого компонента в компьютерной теме намного труднее.
Следовательно, разработка программы, которая будет выполнять сложную статистическую обработку данных, нельзя рассматривать как исследование в области искусственного интеллекта, какие бы сложные алгоритмы в ней не использовались. А вот создание программы порождения и проверки гипотез относится именно к области ИИ.
Большинство людей не обладают возможностью выполнять в уме арифметические действия уже с трехразрядными числами, а компьютеры превосходно справляются с гораздо более сложными вычислениями. Но, с другой стороны, разделить процесс проверки гипотез на отдельные эксперименты – это искусство, которое исследователь постигает как в результате специального обучения, так и на собственном опыте. Составить компьютерную программу, которая выполняла бы то же самое, – задача далеко не тривиальная.
Конечно, как в каждой области исследований, здесь существуют разные точки зрения на главное предназначение систем искусственного интеллекта. Некоторые ученые склоняются к тому, что искусственный интеллект является ответвлением технических наук, поскольку основное направление исследований в этой сфере – создание интеллектуальных искусственных существ, скажем роботов. Другие делают упор на связях с теми областями, которые занимаются механизмом познания, – процессами обработки информации в мозгу человека [4, 5].
Следует отметить, что основные усилия в области создания ИИ предпринимаются в направлении эмуляции мышления человека – разработке методов, которые позволили бы запрограммировать машину таким образом, чтобы она могла моделировать (воспроизводить) или даже превосходить способности человеческого разума. Обычно к реализации интеллектуальных систем подходят именно с точки зрения моделирования человеческой интеллектуальности.
Теорией явно не определено, что именно считать необходимыми и достаточными условиями достижения интеллектуальности. Хотя на этот счёт существует ряд гипотез, например, гипотеза Ньюэлла-Саймона.
Таким образом, сверхзадачей исследований ИИ является построение компьютерной интеллектуальной системы, которая обладала бы уровнем эффективности решений неформализованных задач, сравнимым с человеческим или превосходящим его.
Исследования в этой области тесно связаны со смежными науками – информатикой (наукой об обработке информации с помощью компьютеров), психологией и лингвистикой. Тот факт, что исследования в области искусственного интеллекта часто «вторгаются» в смежные области, иногда приводит к определенным трениям в научной среде, но гораздо чаще результатом этого является появление прогрессивных идей.

Обсудить на форуме

(c) 2009 Раздобарина Е.А.
Все права принадлежат ООО "Смарт Автоматикс" (Smart Automatics ltd).
Ссылка на www.smaut.com при использовании материалов ОБЯЗАТЕЛЬНА.