Технологии и системы искусственного интеллекта Реферат

Термин интеллект (intelligence) происходит от латинского intellectus –что означает ум, рассудок, разум; мыслительные способности человека. Соответственно искусственный интеллект (artificial intelligence) – ИИ (AI)обычно толкуется как свойство автоматических систем брать на себя отдельные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних воздействий.

Деятельность мозга, направленную на решение интеллектуальных задач, будем называть мышлением, или интеллектуальной деятельностью. Интеллект и мышление органически связаны с решением таких задач, как доказательство теорем, логический анализ, распознавание ситуаций, планирование поведения, игры и управление в условиях неопределенности. Характерными чертами интеллекта, проявляющимися в процессе решения задач, являются способность к обучению, обобщению, накоплению опыта(знаний и навыков) и адаптации к изменяющимся условиям в процессе решения задач. Благодаря этим качествам интеллекта мозг может решать разнообразные задачи, а также легко перестраиваться с решения одной задачи на другую. Таким образом, мозг, наделенный интеллектом, является универсальным средством решения широкого круга задач (в том числе неформализованных) для которых нет стандартных, заранее известных методов решения.

Представляется совершенно естественным исключить из класса интеллектуальных такие задачи, для которых существуют стандартные методы решения. Примерами таких задач могут служить чисто вычислительные задачи: решение системы линейных алгебраических уравнений, численное интегрирование дифференциальных уравнений и т.д. Для решения подобного рода задач имеются стандартные алгоритмы, представляющие собой определенную последовательность элементарных операций, которая может быть легко реализована в виде программы для компьютера. В противоположность этому для широкого класса интеллектуальных задач, таких, как распознавание образов, игра в шахматы, доказательство теорем и т.п., напротив, это формальное разбиение процесса поиска решения на отдельные элементарные шаги часто оказывается весьма затруднительным, даже если само их решение несложно.

Профессор Д.А. Поспелов дает следующее определение «интеллектуальной системы»: «Система называется интеллектуальной, если в ней реализованы следующие основные функции:

Можно выделить две научные школы с разными подходами к проблеме ИИ: конвенционный ИИ и вычислительный ИИ. В конвенционном ИИ главным образом используются методы машинного самообучения, основанные на формализме и статистическом анализе. Вычислительный ИИ подразумевает итеративную разработку и обучение. Обучение основано на эмпирических данных и ассоциируется с несимвольным ИИ и нечеткими системами.

Методы конвенционного ИИ реализуются в следующих подходах и системах:

• Экспертные системы: программы, которые, действуя по определенным правилам, обрабатывают большое количество информации, и в результате выдают заключение или рекомендацию на ее основе.

• Рассуждение по аналогии (Case-based reasoning).

• Байесовские сети доверия: вероятностные модели, представляющие собой систему из множества переменных и их вероятностных зависимостей.

• Поведенческий подход: модульный метод построения систем ИИ, при котором система разбивается на несколько сравнительно автономных программ поведения, которые запускаются в зависимости от изменений внешней среды Основные методы вычислительного ИИ:

• Нейронные сети: коннекционистские модели нервной системы, демонстрирующие, в частности, высокие способности к распознаванию образов.

• Нечеткие системы: методики для рассуждения в условиях неопределенности. • Эволюционные вычисления: модели, использующие понятие естественного отбора, обеспечивающего отсеивание наименее оптимальных согласно заданному критерию решений. В этой группе методов выделяют генетические алгоритмы и т.н. муравьиный алгоритм.

2.1 Экспертные системы

Экспертная система (ЭС) – компьютерная программа, способная заменить специалиста-эксперта в решении проблемной ситуации. ЭС начали разрабатываться исследователями ИИ в 1970-х годах, а в 1980-х получили коммерческое подкрепление. Главным элементом экспертной системы является база знаний (БЗ), состоящая из правил анализа информации от пользователя по конкретной проблеме. Решатель, называемый также блоком логического вывода, представляет собой программу, моделирующую ход рассуждений эксперта на основании знаний, содержащихся в БЗ. Подсистема объяснений – программа, позволяющая пользователю получать ответы на вопросы: «Как была получена та или иная рекомендация?» и «Почему система

Несмотря на обилие методов искусственного интеллекта, часть которых была рассмотрена выше, теорией явно не определено, что именно считать необходимыми и достаточными условиями достижения интеллектуальности.

На этот счет существует ряд гипотез, среди которых можно выделить следующие:

• Гипотеза Ньюэлла-Саймона, формулировка которой выглядит следующим образом: физическая символическая система имеет необходимые и достаточные средства для того, чтобы производить осмысленные действия. Другими словами, без символических вычислений невозможно выполнять осмысленные действия, а способность выполнять символические вычисления вполне достаточна для того, чтобы быть способным выполнять осмысленные действия. Независимо от того, справедлива ли эта гипотеза, символические вычисления стали реальностью, и полезность этой парадигмы для программирования трудно отрицать.

• Тест Тьюринга – мысленный эксперимент, предложенный в качестве критерия и конструктивного определения интеллектуальности. Тест должен проводиться следующим образом. Судья (человек) переписывается на естественном языке с двумя собеседниками, один из которых – человек, а другой – компьютер. Если судья не может надежно определить, кто есть кто, считается, что компьютер прошел тест. Предполагается, что каждый из собеседников стремится, чтобы человеком признали его. Сверхзадачей искусственного интеллекта является построение компьютерной интеллектуальной системы, которая обладала бы уровнем эффективности решений неформализованных задач, сравнимым с человеческим или превосходящим его.

Искусственный интеллект - это обширный пласт революционных технологий, которые обещают полностью изменить способы ведения бизнеса. Виртуальные помощники – первый шаг в этом направлении.

Эми Инграм отправляет коллеге своего начальника из другой компании краткое письмо, в котором назначает время, когда те могли бы вместе попить кофе. Она указывает именно то время, которое ее босс обычно выделяет для подобных встреч.Но получатель письма не в курсе, что составлено оно не человеком. Эми Инграм – виртуальная помощница. Ее создали и наделили искусственным интеллектом в компании X.ai. У Эми даже есть своя страница на LinkedIn – без фотографии.

Джейсон Мадхосингх, директор по маркетингу 1stDibs, электронной торговой площадки для предметов домашней обстановки, с помощью Эми ведет свой рабочий календарь. Виртуального секретаря обучили интерпретировать его электронную корреспонденцию: если в письме упоминается завтрак, обед, кофе или телефонный звонок, она назначает встречи на соответствующее время. «Оказалось, это очень полезный инструмент, – признает Мадхосингх. – Я начал пользоваться им в личных целях, но потом выяснилось, что с помощью Эми удобно планировать деловые встречи».

Виртуальные помощники вроде Эми, у которой есть и «мужское» воплощение по имени Эндрю, приобрели широкую популярность у пользователей в обыденной жизни, а в последнее время их стали применять и для работы.

Виртуальные помощники – это простейшая форма искусственного интеллекта, машины, которые способны имитировать человеческий разум и которые развиваются по мере обучения и приобретения опыта.

Системы искусственного интеллекта еще называют «когнитивными технологиями», или «умными машинами», то есть «адаптивными, стремящимися к расширению знаний, проницательными системами». Например, популярные голосовые цифровые помощники, вроде Siri, Cortana и Google Now, способны «понимать» слова, анализировать задаваемые вопросы, и довольно часто их ответы попадают «в точку».

Существуют и средства анализа набираемого текста на основе искусственного интеллекта, помогающие корректировать стиль письма.

Необходимо рассмотреть некоторые этические проблемы. Интеллектуальные компьютеры являются более мощными, но будет ли эта мощь использоваться во благо или во зло? Те, кто посвящают свою жизнь разработкам в области искусственного интеллекта, ответственны за то, чтобы влияние их работы было положительным. Широта этого влияния зависит от степени успеха искусственного интеллекта. Даже первые скромные успехи в области искусственного интеллекта повлияли на то, как осуществляются преподавание компьютерных науки разработка программного обеспечения. Благодаря искусственному интеллекту удалось создать принципиально новые приложения, такие как системы распознавания речи, системы управления запасами, интеллектуальные системы наружного наблюдения, роботы и машины поиска.

Исследователи считают, что достижение в искусственном интеллекте успехов среднего уровня окажет влияние на повседневную жизнь всех слоев населения во всем мире. До сих пор такого рода всепроникающее воздействие на общество смогли оказать лишь компьютеризированные сети связи, такие как сеть сотовой телефонной связи и Internet, а искусственный интеллект оставался в стороне. Вполне можно представить себе, что действительно полезные персональные ассистенты для офиса или дома окажут большое положительное воздействие на повышение качества повседневной жизни, хотя они в краткосрочной перспективе и могут вызвать некоторые экономические неурядицы. Кроме того, технологические возможности, открывающиеся на этом уровне, могут быть также применены для создания автономного оружия, появление которого многие считают нежелательным.

Наконец, кажется вполне вероятным, что крупномасштабный успех в создании искусственного интеллекта (появление интеллекта на уровне человека и превосходящего его) повлияет на существование большинства представителей рода человеческого. Изменится сам характер нашей работы и развлечений, так же как и наши представления об интеллекте, сознании и будущей судьбе человечества. На этом уровне системы искусственного интеллекта могут создать более непосредственную угрозу самоопределению, свободе и даже выживанию людей. По этим причинам нельзя рассматривать исследования в области искусственного интеллекта в отрыве от их этических последствий.

Если последствия создания технологии искусственного интеллекта с большей вероятностью будут отрицательными, чем положительными, то люди, работающие в этой области, несут моральную ответственность, обязывающую их направить свои поиски в другие области. Непредвиденные

Кажется вполне вероятным, что крупномасштабный успех в создании искусственного интеллекта (появление интеллекта на уровне человека и превосходящего его) повлияет на существование большинства представителей рода человеческого. Изменится сам характер нашей работы и развлечений, так же как и наши представления об интеллекте, сознании и будущей судьбе человечества. На этом уровне системы искусственного интеллекта могут создать более непосредственную угрозу самоопределению, свободе и даже выживанию людей. По этим причинам нельзя рассматривать исследования в области искусственного интеллекта в отрыве от их этических последствий.

Каким мы видим будущее? Авторы научно-фантастических романов, по-видимому, чаще публикуют пессимистические, а не оптимистические сценарии грядущего, возможно, потому, что это позволяет сочинять более увлекательные сюжеты. Но создается впечатление, что искусственный интеллект пока развивается по такому же принципу, как и другие революционные технологии (типографское дело, инженерное оборудование, воздухоплавание, телефония и т.д.), отрицательные последствия внедрения которых перевешиваются положительными результатами.

В заключение следует отметить, что за свою короткую историю искусственный интеллект добился существенного прогресса, но последнее утверждение из эссе Алана Тьюринга Computing Machinery and Intelligence продолжает оставаться неоспоримым и в наши дни.