Наука: искусственный интеллект

На "Университетских субботах" рассказали об искусственном интеллекте

О том, ждет ли человечество революция роботов и допустимо ли создание искусственного интеллекта считать научным прорывом, школьникам и их родителям рассказали на лекции, которая прошла 2 ноября в Национальном исследовательском университете МИЭТ в рамках проекта "Университетские субботы". Прямую трансляцию лекции провело сетевое издание M24.ru.

Искусственный интеллект

Искусственным интеллектом называют область исследований, цель которых - создание технических систем, способных решать задачи невычислительного характера и выполнять действия, требующие переработки содержательной информации (что считается прерогативой человеческого мозга). К числу таких задач относятся, например, доказательство теорем или игра в шахматы, перевод текста с одного языка на другой, сочинение музыки, распознавание зрительных образов и решение проблем науки. Одной из важных задач искусственного интеллекта является создание интеллектуальных роботов, способных автономно совершать операции по достижению целей, поставленных человеком, и вносить коррективы в свои действия. Такое определение искусственного интеллекта дается в Словаре по логике А.А.Ивина и А.Л.Никифорова (1997).

Впервые об искусственном интеллекте заговорил американский ученый Джон Маккарти в 1956 году на конференции в Дартмутском университете. В узком смысле определение подразумевало науку и технологию создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ.

Участники Российской ассоциации искусственного интеллекта относят эту науку к комплексу компьютерных наук, а создаваемые на ее основе технологии - к информационным. Задачей искусственного интеллекта российские ученые называют воссоздание разумных рассуждений и действий с помощью вычислительных систем и других искусственных устройств.

Нередко искусственным интеллектом называют и простейшую электронику, способную автоматически выбирать режим работы. Слово "искусственный" при этом означает, что система не сможет найти новый режим работы в ситуации, не предусмотренной разработчиками.

История искусственного интеллекта как нового научного направления начинается в середине XX века. Возможности новых машин в плане скорости вычислений оказались больше человеческих, поэтому в ученом сообществе зародился вопрос: каковы границы возможностей компьютеров и достигнут ли машины уровня развития человека? В 1950 году один из пионеров в области вычислительной техники, английский ученый Алан Тьюринг, пишет статью под названием "Может ли машина мыслить?", где описывает процедуру, с помощью которой можно будет определить момент, когда машина сравняется в плане разумности с человеком. Впоследствии эту процедуру стали называть тестом Тьюринга.

В России задача усиления возможностей человеческого разума ставилась еще в первой половине девятнадцатого века. Коллежский советник Семен Корсаков разработал научные методы и устройства, перекликающиеся с современной концепцией искусственного интеллекта. В 1832 году он опубликовал описание пяти авторских изобретений - так называемых "интеллектуальных машин", которые предназначались для частичной механизации умственной деятельности в задачах поиска, сравнения и классификации. В конструкции своих машин Корсаков впервые в истории информатики применил перфорированные карты, служившие своего рода базами знаний, а сами машины были предшественниками экспертных систем.

В СССР работы в области искусственного интеллекта начались в 1960-х годах. В Московском университете и Академии наук был проведен ряд пионерских исследований, возглавленных Вениамином Пушкиным и Дмитрием Поспеловым.

В развитии науки сегодня выделяют два направления - решение проблем, связанных с приближением специализированных систем искусственного интеллекта к возможностям человека, а также создание искусственного разума, представляющего интеграцию уже созданных систем искусственного интеллекта и способного решать проблемы человечества.

Несмотря на упорные поиски, пока ни одна исследовательская группа не подошла к созданию искусственного разума, а в современном мире складывается скорее практическое, а не фундаментальное отношение к искусственному интеллекту. К известным разработкам относятся, например: суперЭВМ Deep Blue, победившая чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова; разработка IBM - Watson, способная воспринимать человеческую речь и применять большое количество алгоритмов, одержавшая победу в американской викторине Jeopardy! - аналоге "Своей игры" в России; экспертная система MYCIN, диагностирующая ряд заболеваний с большой долей точности; система ViaVoice, способная распознавать речь и обслуживать потребителей; роботы, которые соревнуются в упрощенной форме футбола в ежегодном турнире RoboCup и т.д.

В настоящее время канадские ученые пытаются снабдить искусственный интеллект интуицией, рассчитывая совершить прорыв на пути к изобретению искусственного разума. А сооснователь Microsoft Пол Аллен инвестирует в роботов-предпринимателей, которые в будущем, возможно, заменят людей и смогут управлять компаниями эффективнее сегодняшних бизнесменов.

В научно-фантастической литературе искусственный интеллект чаще всего изображается как сила, которая пытается свергнуть власть человека (Омниус, "Космическая одиссея 2001 года", Скайнет, "Матрица"), или обслуживающий гуманоид (C-3PO, "Двухсотлетний человек"). Неизбежность доминирования над миром искусственного интеллекта, вышедшего из-под контроля, оспаривают такие его исследователи, как фантаст Айзек Азимов и кибернетик Кевин Уорик, известный своими экспериментами по интеграции машин и живых существ. В романе "Выбор по Тьюрингу" писателя-фантаста Гарри Гаррисона и ученого Марвина Мински авторы рассуждают на тему утраты человечности у человека, в мозг которого была вживлена ЭВМ, и появления этой черты у машины с искусственным интеллектом, в память которой была скопирована информация из головного мозга человека. Социально-психологические проблемы взаимодействия человека с искусственным интеллектом рассматривает и роман Филипа К. Дика "Снятся ли андроидам электроовцы?", известный также по экранизации "Бегущий по лезвию".

Творчество фантаста и философа Станислава Лема во многом предвосхищает создание виртуальной реальности, искусственного интеллекта и нанороботов. Почти все персонажи в его цикле повестей и рассказов "Кибериада" - роботы, которые являются далекими потомками роботов, сбежавших когда-то от людей (людей они именуют бледнотиками и считают их мифическими существами).

Начиная с 60-х годов, многие известные повести об искусственном интеллекте экранизируются. Некоторые из них становятся классикой жанра, другие - вехой в развитии кинофантастики, например, "Терминатор" и "Матрица".

Новости и статьи об искусственном интеллекте можно найти также на портале, посвященном этой теме.

О лекторе

Лариса Гагарина - доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой информатики и программного обеспечения вычислительных систем в национальном исследовательском университете МИЭТ. После окончания вуза в 1980 году работала инженером и ведущим разработчиком радиоэлектронной аппаратуры в Кургане, Новосибирске, Липецке и Зеленограде. Вернулась работать в университет в 1993 году. Читает курсы по современным проблемам информатики и вычислительной техники, автоматизированным информационным системам в экономике, информационным технологиям управления. С 2000 по 2013 год подготовила в МИЭТ качестве научного руководителя 24 кандидата технических наук. Имеет более 125 публикаций, является автором 15 объектов интеллектуальной собственности.

С 2010 года Лариса Гагарина занимается прикладными проблемами ресурсного обеспечения жизнедеятельности инвалидов. Является директором института ресурсного обеспечения по проблемам социальной адаптации инвалидов (ИРОПИ).

Основные понятия и имена, упоминавшиеся в лекции

Постиндустриальное общество - общество, в экономике которого преобладает инновационный сектор с высокопроизводительной промышленностью, индустрией знаний, высокой долей в ВВП высококачественных и инновационных услуг, а также конкуренцией во всех видах экономики и других сферах. Движущей силой экономики становятся научные разработки. Наиболее ценными качествами являются уровень образования, профессионализм, обучаемость и творческий подход работника. Главные отличительные черты постиндустриального общества от индустриального — очень высокая производительность труда, высокое качество жизни, преобладающий сектор инновационной экономики с высокими технологиями и венчурным бизнесом.

В России на сегодня промышленность и экономика остаются в значительной степени сырьевыми, с неконкурентоспособной индустриальной экономикой. Насыщение внутренних рынков промышленными товарами и продукцией происходит не за счет высокой производительности труда, а за счет преобладания их импорта над экспортом.

В современном значении термин впервые был применен в конце 1950-х годов, а широкое признание концепция постиндустриального общества получила в результате работ профессора Гарвардского университета Дэниела Белла, в частности, после выхода в 1973 году его книги "Грядущее постиндустриальное общество". В основе концепции - разделение всего общественного развития на три этапа: аграрное (доиндустриальное) общество, где определяющей являлась сельскохозяйственная сфера, а главными структурами — церковь и армия; индустриальное с определяющей ролью промышленности и главными структурами — корпорацией и фирмой; постиндустриальное, в котором главная роль отводится теоретическим знаниям, а главной структурой является университет как место их производства и накопления.

Николай Кондратьев (1892-1938) — российский и советский экономист. Основоположник теории экономических циклов, известной как "Циклы Кондратьева". Теоретически обосновал "новую экономическую политику" в СССР. Арестован НКВД в 1930 по ложному обвинению и впоследствии расстрелян. Согласно теории больших циклов Кондратьева, ставшей классической, войны и революции возникают на почве реальных, и прежде всего экономических условий на почве повышения темпа и напряжения конъюнктуры экономической жизни, обострения экономической конкуренции за рынки и сырье. Социальные потрясения возникают легче всего именно в период бурного натиска новых экономических сил.

Кондратьев был единственным ученым, точно предсказавшим еще в середине 1920-х годов время и характер теперешнего кризиса (как и предыдущей большой депрессии 1929 г. и нескольких последующих кризисов меньшего масштаба). Это предсказание было основано на понимании ученым вероятностной картины смены отдельных фаз выявленных им периодов в новейшей истории главных капиталистических стран. Ему удалось охарактеризовать большие циклы подъема и упадка и их чередование по закономерности, которую он описал математическими формулами в статье "Большие циклы конъюнктуры" в 1925 году.

Элвин Тоффлер (4 октября 1928 года) — американский социолог и футуролог, один из авторов концепции постиндустриального общества. В его основных работах проводится тезис о том, что человечество переходит к новой технологической революции (сверхиндустриальной), то есть на смену первой волне (аграрное общество) и второй (индустриальное общество) приходит новая, ведущая к созданию информационного, или постиндустриального общества. В результате интеллектуальной революции, согласно теории Тоффлера, информация сможет заменить огромное количество материальных ресурсов и стать основным материалом для рабочих, свободно объединяющихся в ассоциации. Массовое потребление позволит приобретать дешевую, нацеленную на конкретного покупателя продукцию, распределяемую по малым нишам. Границы между продавцом или производителем товара и покупателем стираются — человек, являющийся одновременно производителем и потребителем, сможет сам удовлетворить все свои потребности.

"Футурошок" — дебютная книга Тоффлера, вышедшая в 1970 году. Шоком будущего автор называет психологическую реакцию человека или общества на стремительные и радикальные изменения в его окружении, вызванные ускорением темпов технологического и социального прогресса.

Когнитивистика - когнитивная наука (от лат. cognitio - "познание") — междисциплинарное научное направление, объединяющее теорию познания, когнитивную психологию, нейрофизиологию, когнитивную лингвистику и теорию искусственного интеллекта.

В когнитивистике совместно используются компьютерные модели, взятые из теории искусственного интеллекта, и экспериментальные методы, взятые из психологии и физиологии высшей нервной деятельности для разработки точных теорий работы человеческого мозга.

Ключевым техническим достижением, сделавшим когнитивистику возможной, стали новые методы сканирования мозга. Томография и другие методы впервые позволили заглянуть внутрь мозга и получить прямые, а не косвенные данные о его работе. Важную роль сыграли и мощные компьютеры.

Наблюдаемый сейчас прогресс в когнитивистике, как полагают ученые, позволит "разгадать загадку разума", то есть описать и объяснить процессы в мозгу человека, ответственные за высшую нервную деятельность. Это позволит создать системы так называемого сильного искусственного интеллекта, который будет обладать способностями к самостоятельному обучению, творчеству, свободному общению с человеком.

Наноассемблер (от англ. assembler — сборщик) — это разрабатываемое устройство наноразмеров, способное собирать из отдельных атомов или молекул сколь угодно сложные конструкции по вводимому в них плану. Термин был введен американским ученым, "отцом нанотехнологий", Эриком Дрекслером и в настоящее время широко используется в фантастике в стиле нанопанк. Первые работы в этом направлении были сделаны еще в 1986 году, когда компания IBM с помощью туннельного сканирующего микроскопа (размеры которого очень далеки от нанометра) выложила на металлической пластине свой логотип отдельными атомами ксенона. Начиная с 2007 года, Британский совет по инженерным и физическим исследованиям финансирует разработки молекулярных ассемблеров, подобных рибосомам. Очевидно, что молекулярные ассемблеры в этом ограниченном понимании точно возможны.

Технологическая сингулярность - гипотетический момент, по прошествии которого, по мнению сторонников данной концепции, технический прогресс станет настолько быстрым и сложным, что окажется недоступным пониманию, предположительно следующий после создания искусственного интеллекта и самовоспроизводящихся машин, интеграции человека с вычислительными машинами, либо значительного скачкообразного увеличения возможностей человеческого мозга за счет биотехнологий. По некоторым прогнозам, технологическая сингулярность может наступить уже около 2030 года.

Квантовый компьютер — вычислительное устройство, работающее на основе квантовой механики. Квантовый компьютер принципиально отличается от классических компьютеров, работающих на основе классической механики. Полноценный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, сама возможность построения которого связана с серьезным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов; эта работа является одной из главных задач современной физики.

Синергетика — междисциплинарное направление науки, изучающее общие закономерности явлений и процессов в сложных неравновесных системах (физических, химических, биологических, экологических, социальных и других) на основе присущих им принципов самоорганизации. Основное понятие синергетики — структура как всеобщий механизм повсеместно наблюдаемого в природе направления эволюции: от элементарного и примитивного — к сложносоставному и более совершенному. С мировоззренческой точки зрения синергетику иногда позиционируют как "глобальный эволюционизм" или "универсальную теорию эволюции", дающую единую основу для описания механизмов возникновения любых новаций.

Имитационное моделирование (ситуационное моделирование) — метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности. Такую модель можно "проиграть" во времени как для одного испытания, так и заданного множества. При этом результаты будут определяться случайным характером процессов. По этим данным можно получить достаточно устойчивую статистику.

Нанороботы— роботы, размером сопоставимые с молекулой (менее 10 нм), обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Нанороботы, способные к созданию своих копий, то есть самовоспроизводству, называются репликаторами. Возможность создания нанороботов рассмотрел в своей книге "Машины создания" американский ученый Эрик Дрекслер.

Другие определения описывают наноробота как машину, способную точно взаимодействовать с наноразмерными объектами или способной манипулировать объектами в наномасштабе. Так, даже крупные аппараты, например, атомно-силовой микроскоп, который производит манипуляции объектами на наноуровне, можно считать нанороботом. Кроме того, даже обычных роботов, которые могут перемещаться с наноразмерной точностью, можно считать нанороботами.

Екатерина Левина