21204

Искусственный интеллект

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

В связи с этим в настоящее время ИИ трактуется как комплекс программноаппаратных средств моделирования процессов мышления человека и структуры человеческого мозга используемых в СИИ для решения трудно формализуемых задач человеческой деятельности не поддающихся формальному математическому описанию. Анализируя возможность моделирования интеллектуальных способностей человека Лекция №2 в современных СИИ можно сделать следующие выводы: искусственный ум возможен; искусственный интеллект возможен; как приближенная модель мышления человека...

Русский

2013-08-02

44 KB

3 чел.

3

Лекция №3

3. Искусственный интеллект

3.1. Основные положения

Рассматривая вопросы создания современных систем искусственного интеллекта, нужно было бы начинать с точного очерчивания областей науки под названием "Искусственный интеллект" (ИИ). Однако сделать это довольно трудно, поскольку специалисты по ИИ до сих пор не могут прийти к единому определению этого научного направления (Лекция №1). Зыбки границы исследований ИИ, которые отделяют их, например, от исследований в отраслях кибернетики, от создания новых поколений компьютеров, систем программирования и искусственных органов чувств (зрение, слух, осязание), от работ в областях математической логики, психологии, лингвистики и других научных и технических дисциплин.

Тем не менее, большинство исследователей и специалистов считают, что основную идею ИИ можно сформулировать следующим образом: "Единственный объект, способный мыслить, - это человеческий мозг. Поэтому любое "мыслящее" устройство должно каким-то образом воспроизводить (моделировать) процессы, происходящие в мозгу человека, и (или) отражать его структуру". В связи с этим в настоящее время ИИ трактуется как комплекс программно-аппаратных средств моделирования процессов мышления человека и структуры человеческого мозга, используемых в СИИ для решения трудно формализуемых задач человеческой деятельности, не поддающихся формальному математическому описанию.

Анализируя возможность моделирования интеллектуальных способностей человека (Лекция №2) в современных СИИ, можно сделать следующие выводы:

  •  искусственный "ум" возможен;
  •  искусственный интеллект возможен; как приближенная модель мышления человека, поскольку две другие составляющие его интеллекта, - духовность и самосознание, - пока еще трудно поддаются формализации и моделированию;
  •  искусственная мудрость – проблематична.

В связи с этим в настоящее время ИИ трактуется как комплекс программно-аппаратных средств моделирования процессов мышления человека и структуры человеческого мозга, используемых в СИИ для решения трудно формализуемых задач человеческой деятельности, не поддающихся формальному математическому описанию.

3.2. Характеристика проблемы создания искусственного интеллекта

С начала 60-х исследователями СИИ велись интенсивные поиски моделей и методов, позволяющих копировать, имитировать и моделировать внутренние процессы, протекающие в человеке, а также процессы, связанные с восприятием человеком внешнего мира. Следует отметить, что процессы функционирования мозга и жизнедеятельности человека трудно поддаются формализации и моделированию. Человек активен, т.е. действует самостоятельно, постоянно меняя тем самым условия расчета. Он нелинеен, т.е. может реагировать на одни и те же внешние воздействия совершенно по-разному. Человек не руководствуется законами формально-логическими, используемыми при построении математических моделей.

В связи с этим фундаментальные науки о человеке до настоящего времени не смогли внести существенного теоретического вклада в развитие СИИ, объясняющего, хотя бы приближенно, как протекают интеллектуальные процессы у человека, как устроена его память и как он познает окружающий мир. Поэтому создатели СИИ, имеющие дело с трудно формализуемыми предметными (проблемными) областями, разрабатывали собственные модели человеческого мышления, использование которых позволяет находить решения производственных, экономических, медицинских и других задач в различных областях человеческой деятельности, где затруднена математическая формализация процессов и явлений.

Основной трудностью при моделировании мышления человека является полушарная асиметрия человеческого мозга (Лекция №2). Наше левое полушарие строго логично, рационально, поэтому сознательное мышление левого полушария мозга человека можно формализовать с помощью математической логики и затем смоделировать на компьютере. Но правое полушарие мыслит на уровне чувственных образов, поэтому подсознательное мышление, которое человек использует в своей творческой деятельности, трудно поддается моделированию.

В связи с этим одной из наиболее трудных задач, возникающих при создании систем ИИ, является проблема выявления метапроцедур правого полушария и увязка их с метапроцедурами левого полушария, поскольку только при совместной работе обеих полушарий возникает феномен человеческого мышления.

В отличие от математических моделей модели человеческого мышления носят семантический, т.е. смысловой характер. Они отображают конкретность данной ситуации и конкретные знания специалистов в данной предметной области. Конкретность представляется в описательной (вербальной) форме и не поддается представлению в виде универсальных математических моделей.

3.3. Основные направления развития искусственного интеллекта

Направления, по которым в настоящее время ведутся исследования в области ИИ, представлены на рис.3.1. Схематическое представление структуры исследований рис.3.1 не может претендовать на полноту и абсолютную точность, так как исследования в области ИИ представляют собой «живой организм» развивающейся отрасли знания, в которой все направления развития взаимосвязаны между собой.

В 60-е годы произошло разделение исследований ИИ на два основных направления: нейробионическое и кибернетическое.

Нейробионическое направление развития ИИ ориентировано на программно-аппаратное моделирование структуры человеческого мозга и создание на этой основе принципиально новых технологий и систем обработки информации. Решение проблемы разработки и создания искусственного аналога мозга нейрокибернетики ищут на пути создания искусственных нейронов и реализации пространственной структуры так называемых нейронных сетей (нейросетей).

Основным достижением в области нейробионических исследований ИИ стало создание в Японии нейрокомпьютера – интеллектуального компьютера VI поколения, который представляет собой нейросеть в виде множества процессоров, способных распределять информацию между собой и сравнивать входную информацию с той, что находится в памяти компьютера.

Кибернетическое направление развития ИИ связано с созданием и использованием так называемых эвристических (эмпирических, интуитивных) моделей мышления. Последние представляют собой совокупность эвристик, т.е. эмпирических (интуитивных) правил, не имеющих строгого теоретического обоснования и основанных на неформальных (творческих) соображениях создателей ИИ.

Сторонники этого направления мотивировали свой подход тем, что человек не должен слепо следовать природе в своих научных и технологических поисках. Например, очевиден успех колеса, которого не существует в природе, или самолета, который не машет крыльями, как птица.

Таким образом, при моделировании процессов мышления человека кибернетическое направление ИИ использует кибернетический принцип так называемого «черного ящика»: «Неважно, как устроено мыслящее устройство, - главное, чтобы на заданные входные воздействия оно реагировало так же, как и человеческий мозг».

Кроме основной тенденции, ориентированной на создание и использование интеллектуальных систем и компьютеров, ИИ в теоретическом плане обращается к решению фундаментальных вопросов:

  •  какова основа мышления?
  •  какие процессы происходят в нашем организме при мышлении, видении, понимании?
  •  можно ли понять работу мозга?

К основным направлениям теоретических исследований в области ИИ относятся

  •  поиск путей формализации знаний;
  •  разработка методов и моделей представления знаний,
  •  создание методов манипулирования знаниями;
  •  создание способов пополнения, обобщения и классификации знаний;
  •  разработка методик приобретения знаний из различных источников и организация работы с экспертами-специалистами;
  •  создание процедур эффективного поиска, выбора и оценки знаний;
  •  организация общения с комп’ютером на языке, близком к естественному, создание диалоговых процедур, вопросно-ответных систем, систем анализа и синтеза речи;
  •  разработка схем человеческих рассуждений и алгоритмов вывода на знаниях;
  •  организация общения по зрительному каналу, анализ и синтез изображений, формализация зрительных представлений;
  •  планирование целесообразной деятельности и автоматический синтез программ из готовых моду лей;
  •  разработка средств обоснования и объяснения получаемых решений и др.

В настоящее время в рамках исследований ИИ издаются десятки научных журналов, ежегодно собираются международные научные конференции по различным направлениям ИИ, который становится одной из наиболее перспективных и престижных областей современной информатики.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75016. Народная песня в симфонической музыке 44 KB
  Углубить представления учащихся о народной песне, определить связь между народным и профессиональным творчеством; определить народно-песенные истоки Второй симфонии...
75017. Мусор – глобальная проблема человечества. Борьба первобытного человека с отходами 32.5 KB
  Борьба первобытных людей с отходами Эколог: На древней планете идиллия была – Наша Земля раем слыла. Эколог: Но однажды в древний век Появился человек. Первобытный человек: Много тысячелетий назад Неандерталец чистой Земле был рад Экологически чистые плоды он собирал Прозрачную водицу из родника он брал. Эколог: Отходы синтетические у современного человека Они не перегнивают лежат в земле три века Пакеты по пятьсот лет планету загрязняют А стеклянные отходы за тысячу лет не исчезают Пещерный человек: Пещерный человек вам Землю чистой...
75018. Не будьте собі ворогом. Конспект уроку здорового способу життя 47 KB
  Мета заходу: Виховувати в учнів негативне ставлення до вживання наркотиків бажання і вміння вести здоровий спосіб життя критично ставитись до своїх негативних вчинків. Що стається з наркоманом а продовжує радіти життю; б постійно шукає де б дістати наркотик; в пригнічений; г життя – муки. Втрачаєш радість життя. Можеш покінчити життя самогубством.
75019. Здоров’я народу - багатство країни. Позакласний захід з народознавства для 6-7-х класів 98.5 KB
  Українське житло мало чотиригранну будову – чотири стіни відповідали чотирьом сторонам світу. Вікна виходили на схід і на південь – до сонця. З північного боку, де панували темні, злі сили, вікон не було.
75020. Дванадцять місяців, народознавчий проект 162 KB
  Чи потрібні сучасній молоді знання про народні свята традиції Чи варто відроджувати їх ці питання визначили проблему. Мета проекту: ознайомлення учнів з багатством культурної спадщини українського народу; формування ціннісного ставлення до скарбів української духовної культури народного мистецтва традицій і звичаїв свого народу...
75021. Структура наукового дослідження, план-конспект уроку 128 KB
  Структура наукового дослідження Мета. Познайомити слухачів із методологією наукової творчості сформувати у них теоретичні знання про основні компоненти структури наукового дослідження та практичні вміння будувати структуру наукового дослідження користуватися одержаними знаннями при написанні наукових робіт стимулювати творчість дослідницькі вміння. Бесіда Яке слово найбільш підходить до поняття структура наукового дослідження Будова схема. Із чого починається наукове дослідження Із обґрунтування актуальності теми дослідження.
75023. Прийшла зима весела. Новорічне свято для учнів 3-4 класів 88 KB
  Ось палац наш крижаний Щоб зустріти рік Новий Ми запрошуєм гостей І дорослих і дітей. До нас у крижаний палац Запрошуємо друзі вас На новорічний бал святковий – Чудовий радісний казковий У містечку казковому – Крижаному чудовому – І цікаво і весело Буде всій дітворі У містечку казковому – Крижаному чудовому Ми гостей привітаємо Разом з Новим роком усіх Хай збуваються всі мрії Оживає світ казок В незабутнє святодиво Для дорослих і діток І вітаннями теплими Із піснями легендами З маскарадами іграми Йде до нас Новий рік Дід...
75024. Новогодние приключения, представление для учащихся 7-8 классов 95 KB
  Формирование эстетического восприятия прекрасного в окружающей действительности; воспитание интереса и стремления детей к развитию художественных способностей и творческой деятельности в различных видах искусства и литературы, усовершенствование эстетических знаний, умений и навыков...