Содержание

Введение 3

Глава 1. История развития систем искусственного интеллекта 7

1.1 Создание искусственного интеллекта 7

1.2 Цель, необходимость создания и безопасность систем ИИ 8

1.3 Моделирование систем ИИ 10

1.4 Нейронные сети 12

1.5 Экспертные системы на основе ИИ 15

Глава 2. Различные подходы к построению систем ИИ 17

2.1 Логический подход 17

2.2 Структурный подход 19

2.3 Эволюционный подход 20

2.4 Имитационный подход 21

Заключение 22

Список литературы 23 

 

              Введение

 

    _П

режде чем перейти к обсуждению проблем, с которыми столкнулись многие ученые при разработке искусственного интеллекта , давайте выясним, что подразумевается  под этим понятием?

    Википедия дает нам следующее определение:

    – искусственный интеллект (ИИ, англ. Artificial intelligence, AI) — наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.¹

    Но  проблема состоит в том, что неизвестно какие вычислительные процедуры мы хотим называть интеллектуальными. А так как мы понимаем только некоторые механизмы интеллекта, то под интеллектом в пределах этой науки мы понимаем только вычислительную часть способности достигнуть целей в мире.

    До сих пор единого ответа на вопрос чем занимается искусственный интеллект, не существует. Почти каждый автор, пишущий книгу об ИИ, отталкивается в ней от какого-либо определения, рассматривая в его свете достижения этой науки. Обычно эти определения сводятся к нескольким основным (табл. 1).

 

    Таблица 1. Основные определения искусственного интеллекта

    Ниже  мы рассмотрим эти определения более  подробно.

    Тест  Тьюринга

    Тест  Тьюринга — эмпирический тест, идея которого была предложена Аланом Тьюрингом  в статье «Вычислительные машины и разум» (англ. Computing Machinery and Intelligence), опубликованной в 1950 году в философском журнале «Mind». Тьюринг задался целью определить, может ли машина мыслить.

    Стандартная интерпретация этого теста звучит следующим образом: «Человек взаимодействует  с одним компьютером и одним  человеком. На основании ответов на вопросы он должен определить, с кем он разговаривает: с человеком или компьютерной программой. Задача компьютерной программы — ввести человека в заблуждение, заставив сделать неверный выбор».²

    Все участники теста не видят друг друга. Если судья не может сказать  определенно, кто из собеседников является человеком, то считается, что машина прошла тест. Чтобы протестировать именно интеллект машины, а не её возможность распознавать устную речь, беседа ведется в режиме «только текст», например, с помощью клавиатуры и экрана (компьютера-посредника). Переписка должна производиться через контролируемые промежутки времени, чтобы судья не мог делать заключения исходя из скорости ответов. Во времена Тьюринга компьютеры реагировали медленнее человека. Сейчас это правило необходимо, потому что они реагируют гораздо быстрее, чем человек.

    По  состоянию на 2011 год ни одна из существующих компьютерных систем не приблизилась к прохождению теста.

    Когнитивное моделирование

    Когнитивная наука в самом широком смысле слова — совокупность наук о познании — приобретении, хранении, преобразовании и использовании знания, в узком смысле — «междисциплинарное исследование приобретения и применения знаний».

    Логический  подход

    Логический  подход к созданию систем искусственного интеллекта направлен на создание экспертных систем с логическими моделями баз знаний с использованием языка предикатов.

    Учебной моделью систем искусственного интеллекта в 1980-х годах был принят язык и  система логического программирования Пролог.

    Логическая  модель баз знаний позволяет записывать не только конкретные сведения и данные в форме фактов на языке Пролог, но и обобщенные сведения с помощью правил и процедур логического вывода и в том числе логических правил определения понятий, выражающих определенные знания как конкретные и обобщенные сведения.

    В целом исследования проблем искусственного интеллекта в информатике в рамках логического подхода к проектированию баз знаний и экспертных систем направлено на создание, развитие и эксплуатацию интеллектуальных информационных систем, включая вопросы обучения студентов и школьников, а также подготовки пользователей и разработчиков таких интеллектуальных информационных систем.

    Агентно-ориентированный подход

    Последний подход, развиваемый с начала 1990-х  годов называется агентно-ориентированным подходом, или подходом, основанным на использовании интеллектуальных (рациональных) агентов. Согласно этому подходу, интеллект — это вычислительная часть (грубо говоря, планирование) способности достигать поставленных перед интеллектуальной машиной целей. Сама такая машина будет интеллектуальным агентом, воспринимающим окружающий его мир с помощью датчиков и способной воздействовать на объекты в окружающей среде с помощью исполнительных механизмов.

    Этот  подход акцентирует внимание на тех  методах и алгоритмах, которые помогут интеллектуальному агенту выживать в окружающей среде при выполнении его задачи. Так, здесь значительно сильнее изучаются алгоритмы поиска и принятия решений.

    Другие  подходы

    Интуитивные

    Самый общий подход предполагает, что ИИ будет способен проявлять поведение, не отличающееся от человеческого, причём, в нормальных ситуациях. Эта идея является обобщением подхода теста Тьюринга, который утверждает, что машина станет разумной тогда, когда будет способна поддерживать разговор с обычным человеком, и тот не сможет понять, что говорит с машиной (разговор идёт по переписке).

    Писатели-фантасты часто предлагают ещё один подход: ИИ возникнет тогда, когда машина будет способна чувствовать и  творить. Так, хозяин Эндрю Мартина из «Двухсотлетнего человека» начинает относиться к нему как к человеку, когда тот создаёт игрушку по собственному проекту.³

              Глава 1. История развития систем искусственного интеллекта

              1.1 Создание искусственного интеллекта

 

    _В

озможно ли создать искусственный разум, и если да, то как? Многочисленные попытки ответить на этот вопрос породили целое направление науки — искусственный интеллект (ИИ). Впрочем, в последнее время этот термин трактуют не столь широко, как раньше.

    Сейчас  ИИ рассматривают как прикладную область исследований, связанных  с имитацией отдельных функций  интеллекта человека. Распознавание образов, машинный перевод, интеллектуальные агенты, робототехника — это лишь некоторые из направлений, по которым развиваются системы искусственного интеллекта.

    Термин  «интеллект» (intelligence) происходит от латинского «intellectus», что означает ум, рассудок, разум; мыслительные способности человека. Соответственно искусственный интеллект (ИИ, он же artificial intelligence — AI в зарубежной литературе) обычно трактуется 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. Система, наделенная интеллектом, является универсальным средством решения широкого круга задач (в том числе неформализованных), для которых нет стандартных, заранее известных методов решения. Таким образом, мы можем определить интеллект и как универсальный сверхалгоритм, который способен создавать алгоритмы решения конкретных задач. 

    Существуют  и другие, чисто поведенческие (функциональные) определения интеллекта. Так, по А. Н. Колмогорову, любая материальная система, с которой можно достаточно долго обсуждать проблемы науки, литературы и искусства, обладает интеллектом.⁴ Другим примером поведенческой трактовки интеллекта может служить упоминавшееся выше известное определение А. Тьюринга.

              1.2 Цель, необходимость создания и безопасность систем ИИ

 

    _О

дним  из важнейших вопросов ИИ является цель его создания. В принципе все, что мы делаем в практической жизни, обычно делается ради того, чтобы больше ничего не делать. Однако при достаточно высоком уровне жизни (большом количестве потенциальной энергии) на первые роли выступает уже не лень (в смысле желания экономить энергию), а поисковые инстинкты. Допустим, человек сумел создать интеллект, превосходящий его собственный (если не качеством, то количеством). Что теперь будет с человечеством? Какую роль будет играть человек и для чего он теперь нужен? И вообще, нужно ли в принципе создавать ИИ?

    По-видимому, самым приемлемым ответом на эти  вопросы является концепция «усилителя интеллекта» (УИ). Очевидно, здесь уместна  аналогия с президентом государства  — он не обязан знать валентности  ванадия для принятия решения  о развитии ванадиевой промышленности страны. Так же, как не обязан, к  примеру, разбираться в тонкостях  языка программирования Java, чтобы решить вопрос о его использовании для своего официального сайта. Каждый занимается своим делом — химик описывает технологический процесс, программист создает код. В конце концов, экономист говорит президенту, что, вложив деньги в промышленный шпионаж, страна получит 20% годовых, а вложив в ванадиевую промышленность — 30%. Думается, при такой постановке вопроса даже самый последний бомж (правда, находящийся в сознании) сможет сделать правильный выбор.

    В данном примере президент использует биологический УИ — группу специалистов с их белковыми мозгами. Но уже  сейчас используются и неживые УИ — например, мы не могли бы с такой степенью достоверности предсказывать погоду без компьютеров; при полетах космических кораблей с самого начала использовались бортовые счетно-решающие устройства. Кроме того, человек уже давно использует усилители силы (УС) — понятие, во многом аналогичное УИ. В качестве усилителей силы ему служат автомобили, краны, электродвигатели, прессы, пушки, самолеты и многое-многое другое. Однако между УИ и УС есть принципиальная разница. Первые обладают волей, а вторые — нет.

    Интеллектуальная  система вполне могла бы иметь  свои желания и поступать не так, как нам хотелось бы. Таким образом, перед нами встает еще одна проблема — проблема безопасности. Она будоражит умы еще со времен Карела Чапека, впервые употребившего термин «робот». Весомую лепту в ее обсуждение внесли многие писатели-фантасты и режиссеры. Вспомним хотя бы превосходные рассказы Айзека Азимова о роботах, захватывающий роман Сергея Лукьяненко «Фальшивые зеркала», трогательный фильм Стивена Спилберга «Искусственный интеллект»…