Искусственный интеллект

Содержание:

1.Что такое искусственный интеллект?

2.Как работает искусственный интеллект

3.Направления и перспективы развития ИИ

3.1. Факторы использования ИИ

4.Сферы применения ИИ

4.1.Медицина

4.2.Промышленность и сельское хозяйство

4.3.Дорожное движение

4.4.Искусственный интеллект в быту

4.5.Автоматические переводчики

5.Огромное направление использования искусственного интеллекта – создание роботов

5.1.Примеры андроидов

6.История развития искусственного интеллекта

7.Место искусственного интеллекта в мире людей и место людей в мире искусственного интеллекта

8.Проблемы создания ИИ

9.Заключение

1.Что такое искусственный интеллект?

Искусственный интеллект – это технология, а точнее направление современной науки, которое изучает способы обучить компьютер, роботизированную технику, аналитическую систему разумно мыслить также как человек. Собственно мечта об интеллектуальных роботах-помощниках возникла задолго до изобретения первых компьютеров.

Искусственный интеллект (ИИ), машинное обучение и нейронные сети — термины, используемые для описания мощных технологий, базирующихся на машинном обучении, способных решить множество задач из реального мира.

Изначально такие функции как размышление и принятие обдуманных решений у компьютеров отсутствовали, но в последние годы было сделано несколько важных открытий в области технологий ИИ и связанных с ними алгоритмов.

2.Как работает искусственный интеллект

Искусственный интеллект — это способность цифрового компьютера или управляемого компьютером робота выполнять задачи, обычно связанные с разумными существами. Термин часто применяется к проекту развития систем, наделенных интеллектуальными процессами, характерными для человека, такими как способность рассуждать, обобщать или учиться на прошлом опыте.

Говоря простыми словами, ИИ — это грубое отображение нейронов в мозге. Сигналы передаются от нейрона к нейрону и, наконец, выводятся — получается числовой, категориальный или генеративный результат. Это можно проиллюстрировать на таком примере. Если система делает снимок кошки и обучена распознавать, кошка это или нет:

Первый слой может идентифицировать общие градиенты, которые определяют общую форму кошки.

Второй слой может идентифицировать более крупные объекты, такие как уши и рот.

Третий слой определяет более мелкие объекты (например, усы).

Наконец, основываясь на этой информации, программа выведет «да» или «нет», чтобы сказать, является ли это кошкой или нет. Программисту не нужно «говорить» нейронам, что это те функции, которые они должны искать. ИИ изучил их сам по себе, тренируясь на многих изображениях (как с кошками, так и без кошек).

3.Направления и перспективы развития ИИ

Технологии ИИ развиваются в следующих направлениях:

1)Решение задач, позволяющих приблизить возможности ИИ к человеческим и найти способы их интеграции в повседневность.

2)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.

3.1. Факторы использования ИИ

Столь широкое использование ИИ обусловлено двумя важнейшими факторами:

1.Он способен автоматизировать даже те процессы, которые ранее требовали участия человека: например, управление роботизированными механизмами на производстве (то есть в данном случае ИИ берет на себя наши обязанности).

2.Он может быстро обрабатывать и анализировать поистине гигантские объемы информации и просчитывать варианты, используя множество переменных. И по данному направлению ИИ дает качественно лучшие результаты по сравнению с человеком. Добавим к этому то, что машина не подвержена человеческому фактору, а ее работоспособность не зависит от эмоций и личных проблем. Как итог – области применения искусственного интеллекта очень широки и фактически ограничиваются только нашей фантазией и скоростью внедрения технологических новаций.

4.Сферы применения ИИ

Несмотря на сравнительную молодость данных технологий, ИИ уже нашел широкое применение в самых разных сферах, и многие проекты, будто пришедшие к нам из фантастических книг, становятся вполне реальными. Приведем интересные примеры применения искусственного интеллекта, которые внедрены на данный момент или планируются к внедрению в ближайшем будущем.

4.1.Медицина

В медицине особенно ценится отменная память искусственного интеллекта и его способность обрабатывать большое количество данных, сопоставлять и анализировать информацию. Так работает интеллект IBM Watson или, например, DeepMind Health от компании Google. Эти и аналогичные им умные помощники не просто дают советы врачам, но и определяют предрасположенность к заболеваниям или выявляют их на очень ранних стадиях, когда они могут скрыться от человеческого глаза.

Искусственный интеллект помогает не только врачам, но и пациентам. В последние годы растет популярность телемедицины и соответствующих приложений. Они используют различные алгоритмы: некоторые собирают данные с носимых датчиков вроде фитнес-браслетов; другие, скорее, представляют собой опросники, цель которых – установить точные симптомы и проблемы пациентов. Получив нужную информацию, приложения либо дают рекомендации, что делать дальше и как лечиться, либо отправляют соответствующие сведения лечащему врачу.

4.2.Промышленность и сельское хозяйство

В промышленности искусственный интеллект позволяет делать работу все более и более автоматизированной, вплоть до того что участие человека практически перестает требоваться. В частности, LG планирует в 2023 году открыть завод, где все процессы – от закупки расходных материалов до контроля выпускаемой продукции и ее отгрузки – будут осуществляться с помощью искусственного интеллекта. Также ИИ будет контролировать износ оборудования, выполнение поставленных планов и другие факторы, которые обычно отслеживает человек.

Что касается сельского хозяйства, то тут искусственный интеллект используется для контроля за состоянием растений, уровнем влажности, наличием в почве необходимых питательных веществ и в принципе для надлежащего ухода за посадками. Например, роботы научились идентифицировать сорняки и аккуратно избавляться от них (выдергивая или обрабатывая химикатами). Умные помощники способны определять заболевания растений или напавших на них вредителей по фотографиям, а также точечно доставлять необходимые препараты. Это помогает экономнее расходовать пестициды и гербициды.

4.3.Дорожное движение

Во многих странах умение искусственного интеллекта обрабатывать огромные объемы данных используется для того, чтобы облегчить проблему пробок. В частности, в России ИИ помогает движению в крупных городах и на федеральных трассах. Компьютер анализирует данные со светофоров, собирает информацию о плотности движения, авариях, погодных условиях и иных причинах, которые могут повлиять на трафик. В итоге интеллектуальная система в режиме реального времени следит за дорогами, строит прогнозы, как будет развиваться ситуация, и в соответствии с этим переключает светофоры.

ИИ, следящий за дорожным движением, не только наблюдает за авариями, но и помогает водителям. Например, может вызвать эвакуатор. Подобные системы работают во многих городах Европы, Азии, Северной Америки, для которых актуальна проблема пробок. Конечно, полностью избавиться от заторов в большинстве случаев не удается, однако ИИ позволяет улучшить ситуацию с дорожным движением, порой – значительно ускорить движение. Возможно, прогресс будет заметнее, когда в широкий обиход войдут автономные автомобили – еще одна сфера применения искусственного интеллекта.

4.4.Искусственный интеллект в быту

Конечно, типичным примером использования ИИ в быту станут системы умных домов, которые получают все большее распространение. Задача большинства подобных разработок – максимально автоматизировать и облегчить наш быт. Например, с утра ИИ сможет раздвинуть занавески, чтобы в спальню проник солнечный свет, разбудить вас с помощью радио и включить кофеварку, чтобы на завтрак вас уже ждал ароматный кофе, а когда вы уйдете на работу, он активирует сигнализацию. В будущем функционал таких систем наверняка будет значительно расширен, вплоть до того, что холодильник сам закажет вашу любимую еду, а шкаф – отпарит одежду.

Умный дом оптимизирует энергопотребление, обогрев и вентиляцию, контролирует работу различных приборов, подстраиваясь под ваш расписание. В совокупности это не только делает быт удобнее, но и помогает экономнее расходовать электроэнергию.

4.5.Автоматические переводчики

Если раньше качество пропущенного через них текста оставляло желать много лучшего, то сейчас ситуация меняется. Алгоритмы учатся подбирать правильный перевод в зависимости от контекста и согласовывать части предложения между собой. Как итог, вместо «машинного перевода» можно получить вполне читаемый текст. Внедрение ИИ в свой переводчик осенью 2017 года анонсировал «Яндекс». Алгоритм не разбивает текст на отдельные слова, а воспринимает предложение целиком, что позволяет получить текст более высокого качества.

5.Огромное направление использования искусственного интеллекта – создание роботов

Виды роботов:

Промышленные роботы. Чаще всего под понятием «Промышленный робот» подразумевается система предназначенная для выполнения операций, связанных с перемещениями различных предметов. Основными потребителями в области промышленной робототехники является автомобильная и электронная промышленность.

Бытовые роботы. Чаще всего они предназначены для развлекательных целей, но всё большую популярность набирают роботы-уборщики, по своей сути – автоматические пылесосы, способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

Андроид – это человекоподобный робот.

5.1.Примеры андроидов

Geminoid DK -андроид спроектирован по образу Хенрика Шарфа (разработан профессором Университета Осаки Хироши Исигуро – преподавателя из Ольборгского университета в Дании).

Geminoid F – очаровательная девушка-андроид, еще одно творение инженера Хироши Исигуро из Японии.

Социальный андроид Надин. Девушка-гуманоид была разработана в Технологическом университете Наньянг в Сингапуре.

Джиа-Джиа – андроид из Китая Чэнь Сяопин и его коллеги из Китайского университета науки и технологий вслед за японскими инженерами создали робота, похожего на человека.

Пушкин – андроид из России Полуторсовый антропоморфный робот, имитирующий поэта А. С. Пушкина. Проект компании Нейроботикс.

6.История развития искусственного интеллекта

Идеи создания машин, обладающих сознанием, возникали еще в Древней Греции. В средние века и Новое время ученые создавали механизмы, заменяющие человеческий труд, например, в 17 веке Паскаль изобрел первую механическую цифровую вычислительную машину, в 19 веке Джозеф-Мари Жаккард создал программируемый ткацкий станок с инструкциями на перфокартах. В 1937 году Алан Тьрюнинг обнародовал свое изобретение – универсальную машину Тьюринга, в 1939 году в Нью-Йорке были представлены первый механический человек Electro с собакой Sparco.

В 1950-х годах ученые из различных областей стали задумываться о возможности создания искусственного мозга. К 1950 году А. Тьюринг разработал тест, определяющий уровень схожести действий машины с сознанием человека, впоследствии названный тестом Тьюринга.

Впоследствии было создано множество машин, понимающих речь человека, умеющих поддерживать беседы на заданные темы, роботов, играющих в настольные игры: знаменитый матч между компьютером и Каспаровым в шахматах закончился победой машины. Сейчас искусственный интеллект занимает важную позицию в развитии науки, особенно в рамках концепции Интернета вещей, ведь недостаточно только собирать данные, необходимо их обрабатывать, анализировать и действовать в тех случаях, когда человек этого сделать не может.

7.Место искусственного интеллекта в мире людей и место людей в мире искусственного интеллекта

В большинстве случаев под искусственным интеллектом подразумевают научное направление, в рамках которого компьютер, следуя определённым программным решениям, может выполнять вещи, выходящие за рамки обычных вычислений и традиционного представления информации. Ещё одно интересное направление – обработка больших наборов данных. В окружающем нас мире и поведении людей скрыто множество закономерностей. Эти закономерности нельзя увидеть и осознать: они не бросаются в глаза и проявляются только в каких-то строго определённых случаях. Отловить такие события в череде других подобных – задача, практически невыполнимая для самого наблюдательного человека. Поэтому часто людям даже не приходит в голову, что некое явление может подчиняться каким-то правилам. В частности, речь может идти о постановке диагнозов в медицине. Сбор больших объёмов статистических данных сам по себе не приносит никому пользы – способности человека и даже группы людей просто не позволяют «переварить» терабайты информации. Подобного рода данные называются «big data», что переводится как «большие данные». В этом случае в игру вступает тот тип ИИ, который умеет работать с big data. Компьютеры уже доказали свою эффективность при обработке big data в бухгалтерии и на финансовых рынках, в медицине, юриспруденции, метеорологии, журналистике и т. д.

Отказаться от использования искусственного интеллекта уже не получится. Все новейшие исследования базируются на обработке big data. Каким бы ни был гениальным человек, он не сможет самостоятельно обработать современные гигантские потоки информации. Отказ от использования искусственного интеллекта в этой области будет означать отказ от новых лекарств и излечения смертельных болезней, невозможность предугадать климатические катастрофы. Многие инновационные области пострадают, в их числе, например, генная инженерия, физика новых материалов и т. д. Таким образом, развитие и широкое использование искусственного интеллекта избавит нас от неизлечимых сегодня болезней, накормит и напоит, оденет, даст возможность практически бесплатно передвигаться по всему миру, сделает ненужными многие формальности и одновременно повысит безопасность.

С другой стороны, тот же искусственный интеллект лишит работы и ликвидирует миллионы рабочих мест. Многие профессии исчезнут. Конечно, сейчас никто не жалеет об исчезнувших шарманщиках, кучерах и фонарщиках, но стоит помнить, что профессий не так много, тем более тех, где не требуется учиться всю жизнь.

8.Проблемы создания ИИ

Анализ проблемы искусственного интеллекта открывает роль таких философских познавательных орудий, как категории, специфическая семиотическая система, логические структуры, ранее накопленное знание. Всё это обнаруживаются не посредством исследования физиологических или психологических механизмов познавательного процесса, но выявляется в знании, в его языковом выражении. Орудия познания, формирующиеся на основе практической деятельности, необходимы для любой системы, выполняющей функции абстрактного мышления, независимо от её конкретного материального субстрата и структуры.

Многие универсалии естественных языков, необходимые для выполнения ими познавательных функций, в языках ИИ пока реализованы слабо (например, открытость) или используются ограниченно (например, полисемия). Все чаще воплощение в семиотических системах универсалий естественного языка, обусловленных его познавательной функцией, выступает одной из важнейших линий совершенствования систем ИИ, особенно тех, в которых проблемная область заранее чётко не определена.

Современные системы ИИ почти не имитируют сложную иерархическую структуру образа, что не позволяет им перестраивать проблемные ситуации, комбинировать локальные части сетей знаний в блоки, перестраивать эти блоки и т. п. Не является совершенным и взаимодействие вновь поступающей информации с совокупным знанием, фиксированным в системах. В семантических сетях и фреймах, использующихся при представлении знаний, пока недостаточно используются методы, благодаря которым интеллект человека легко пополняется новой информацией, находит нужные данные, перестраивает свою систему знаний и т. п.

Поэтому возникает сложный вопрос. При анализе познавательного процесса гносеология абстрагируется от психофизиологических механизмов, посредством которых реализуется сам процесс. Но из этого не следует, что для построения систем искусственного интеллекта эти механизмы не имеют значения. Не исключено, что механизмы, необходимые для воплощения неотъемлемых характеристик интеллектуальной системы, не могут быть реализованы в цифровых машинах или даже в любой технической системе, включающей в себя только компоненты неорганической природы. Также не исключено, что хотя мы и можем познать все гносеологические закономерности, обеспечивающие выполнение человеком его познавательной функции, но их совокупность реализуема лишь в системе, субстратно тождественной человеку.

В последнее время при анализе проблем, связанных с ИИ, часто применяют математический аппарат нечётких множеств, идея и реализация которого принадлежит американскому математику Л.Заде.

9.Заключение

Когда-нибудь перед обществом встанет вопрос: «Хотим ли мы заменить человеческий разум искусственным интеллектом?». Разумеется, роботы нужны в жизни человека, потому что они значительно её облегчают. Но сейчас робототехника находится на начальном этапе своего развития. Развитие данной области в сфере информационных технологий могут позволить себе только фирмы, которые имеют большой бюджет. Мы считаем, что это направление должно быть доступнее для общества. Хотя будущее, безусловно, не мыслимо без роботов, андроидов и прочих чудес техники, но они все равно не заменят человека в полной степени. Однако создание идеального искусственного интеллекта требует увеличения вычислительной мощи компьютеров и больших затрат. Искусственный интеллект сильно зависит от своих создателей. Люди задают цели и дают данные. Пока искусственный интеллект не научится ставить сам перед собой цели, он будет беспрекословно служить человеку. Но, никто точно не может сказать, как поступит искусственный интеллект, когда обретет сознание.