ОСНОВЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА 1 u На протяжении

ОСНОВЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА 1

u «На протяжении жизни всего лишь одного поколения рядом с человеком вырос странный новый вид: вычислительные и подобные им машины, с которыми, как он обнаружил, ему придется делить мир. Ни история, ни философия, ни здравый смысл не могут подсказать нам, как эти машины повлияют на нашу жизнь в будущем, ибо они работают совсем не так, как машины, созданные в эру промышленной революции» М. Минский 2

Идея создания искусственного подобия человека для решения сложных задач и моделирования человеческого разума витала в воздухе еще в древнейшие времена. Так, в древнем Египте была создана «оживающая» механическая статуя бога Амона. У Гомера в «Илиаде» бог Гефест ковал человекоподобные существа - автоматы. u В литературе эта идея обыгрывалась многократно: от Галатеи Пигмалиона до Буратино папы Карло. u 3

История развития искусственного интеллекта за рубежом XIII век – испанский философ, математик и поэт Раймонд Луллий создал механическую машину для решения различных задач, на основе разработанной им всеобщей классификации понятий. Логическая машина представляла собой систему концентрических вращающихся кругов, при помощи которых можно было получать различные доказательства. u 4

Машина Луллия u. I вариант состоял из 9 -ти кругов, поделенных на «камеры» или секторы. В соответствии с категориями, секторы были окрашены в различные цвета или помечены латинскими буквами. Вращая круги можно было получать сочетания символов и цветов – «формулы истины» 5

Машина Луллия Усовершенствованная конструкция состояла из 14 -ти кругов, которые приводились в движение сложной системой рычагов. u Машина выдавала 18 квадриллионов разнообразных сочетаний буквенных и цветных «истин» . u Луллий считал, что можно создать машину - «всемогущий разум» , содержащую все знания о мире и способную давать правильные ответы о нём. u 6

u. В XVIII в. Г. Лейбниц (1646 - 1716) и Р. Декарт (1596 - 1650) независимо друг от друга развили идею Луллия, предложив универсальные языки классификации всех наук. Эти идеи легли в основу теоретических разработок в области создания искусственного интеллекта. 7

Развитие искусственного интеллекта как научного направления стало возможным только после создания ЭВМ. Это произошло в 40 -х гг. XX в. В это же время Норберт Винер (1894 1964), профессор математики Массачусетсского технологического института, создал основополагающие работы по новой науке — кибернетике. В 1948 году была опубликована его книга «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине» . u 8

Термин искусственный интеллект –ИИ (AI - artificial intelligence) предложен в 1956 г. на семинаре с аналогичным названием в Станфордском университете (США). u Семинар был посвящен разработке логических, а не вычислительных задач. u Слово intelligence означает «умение рассуждать разумно» , а не «интеллект» , для которого есть термин intellect. Т. е. , дословно, AI – Искусственный разум. u 9

История развития искусственного интеллекта в России u 1954 г. u u (60 -е гг. ) u u 19651980 гг. u u 19801990 гг u u 1988 г. u В МГУ под руководством профессора А. А. Ляпунова (1911 - 1973) начал свою работу семинар "Автоматы и мышление". Разработан алгоритм "Кора" М. Бонгарда, моделирующий деятельность человеческого мозга при распознавании образов Ситуационное управление. Основоположник этой научной школы — профессор Д. А. Поспелов. Разработаны специальные модели представления ситуаций — представления знаний. Активные исследования в области экспертных систем. В МГУ создается язык РЕФАЛ. создается АИИ — Ассоциация искусственного интеллекта. 10

Определения искусственного интеллекта 1. Искусственный интеллект – условное обозначение кибернетических систем, моделирующих некоторые стороны интеллектуальной (разумной) деятельности человека, т. е. логическое и аналитическое мышление. 2. Искусственный интеллект – это способность робота или компьютера к имитации человеческих навыков, используемых для решения задач, изучения проблем, рассуждений и самоусовершенствования. 11

3. Искусственный интеллект – это научное направление, связанное с разработкой алгоритмов и программ для автоматизации деятельности, требующей человеческого интеллекта. 4. Искусственный интеллект – это одно из направлений информатики, цель которого, разработка аппаратнопрограммных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои задачи, традиционно считающиеся интеллектуальными, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка. 12

Вывод Искусственный интеллект (ИИ)–это научная дисциплина, возникшая в 50 -х годах ХХ века на стыке кибернетики, лингвистики, психологии и программирования. Целью было – переложить на машину задачи, традиционно решаемые человеком. u Вопрос Действительно ли методы, используемые в ИИ, имитируют то, что принято считать интеллектом? u 13

Направления развития искусственного интеллекта Развитие Искусственного интеллекта, как самостоятельной науки, пошло по двум основным направлениям Основные направления развития ИИ Кибернетика «черного ящика» Нейрокибернетика 14

Нейрокибернетика Основная идея: Единственный объект, способный мыслить, - это человеческий мозг. Поэтому любое «мыслящее» устройство должно каким-то образом воспроизводить его структуру. 15

Кибернетика «черного ящика» Основная идея: Не имеет значения, как устроено "мыслящее" устройство. Главное, чтобы на заданные входные воздействия оно реагировало так же, как человеческий мозг. 16

Зарождение нейрокибернетики Нейрокибернетика ориентирована на аппаратное моделирование структур, подобных структуре мозга. Физиологами установлено, что основу человеческого мозга составляет большое количество (до 1021) связанных между собой и взаимодействующих нервных клеток — нейронов. Поэтому усилия нейрокибернетики были сосредоточены на создании элементов, аналогичных нейронам, и их объединении в функционирующие системы. Эти системы называют нейронными сетями, или нейросетями. 17

Первые нейросети создали в конце 50 -х гг. американские ученые Г. Розенблатт и П. Мак-Каллок. Это были попытки создать системы, моделирующие человеческий глаз и его взаимодействие с мозгом. Устройство, созданное ими, получило название «перцептрон» (perceptron). Оно умело различать буквы алфавита, но было чувствительно к их написанию, например, буквы А, А и А для этого устройства были тремя разными знаками. u 18

u. В 70 -80 гг XX века. количество работ по этому направлению стало снижаться. Первые результаты оказались неутешительными. Авторы объясняли неудачи малой памятью и низким быстродействием существовавших в то время компьютеров. 19

u u u В Японии, в середине 80 -х гг. , в рамках проекта разработки компьютера V поколения, основанного на знаниях, был создан компьютер VI поколения, или нейрокомпьютер. К этому времени ограничения по памяти и быстродействию были практически сняты. Появились транспьютеры — параллельные компьютеры с большим количеством процессоров. От транспьютеров был один шаг до нейрокомпьютеров, моделирующих структуру мозга человека. Основная область применения нейрокомпьютеров — распознавание образов. 20

Подходы к созданию нейросетей: аппаратный — создание специальных компьютеров, плат расширения, наборов микросхем, реализующих все необходимые алгоритмы; u программный — создание программ и инструментариев, рассчитанных на высокопроизводительные компьютеры. Сети создаются в памяти компьютера, всю работу выполняют его собственные процессоры; u гибридный — комбинация первых двух. Часть вычислений выполняют специальные платы расширения, часть — программные средства. u 21

Кибернетика «черного ящика» u u Это направление было ориентировано на поиски алгоритмов решения интеллектуальных задач на существующих моделях компьютеров. 1956 -1963 гг. - интенсивные поиски моделей и алгоритмов человеческого мышления и разработка первых программ на их основе. Оказалось, что ни философия, ни психология, ни лингвистика не могут предложить алгоритма человеческого мышления. Тогда кибернетики начали создать собственные модели. Были последовательно созданы и опробованы различные подходы. 22