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

3072. Ресурсы для развития нетрадиционной энергетики 21.44 KB
  Ресурсы для развития нетрадиционной энергетики. В понятие нетрадиционная энергетика мы будем вкладывать четыре основных направления. Возобновляемые источники энергии (солнечная энергия, ветровая, биомасса, геотермальная, низкопотенциальное тепло зем...
3073. Парадигмы и поэтика произведений литературы 20 века 26.75 KB
  Парадигмы и поэтика произведений литературы 20 века XX столетие, как никакая другая эпоха в истории словесно-художественной культуры, отмечена устремлением к авангардности, к открытию новых возможностей в сфере художественности – от проблем ком...
3074. Лекции по финансовому менеджменту 177.07 KB
  Лекции по финансовому менеджменту Содержание, цели и задачи финансового менеджмента.  Сущность и принципы финансового менеджмента.  Цели и задачи финансового менеджмента. Эволюция целей.  Механизм финансовый менеджмента и его элементы...
3075. Признание отцовства и право ребенка на имя 32.87 KB
  Установления факта признания отцовства и факта отцовства Факт родства между людьми порождает большое количество правовых последствий, среди которых можно выделить обязанность по уплате алиментов, право на общение с ребенком, право наследования за...
3076. Патопсихология - отрасль клинической психологии 19.67 KB
  Патопсихология. Патопсихология - практическая отрасль клинической психологии, «изучающая расстройства психических процессов например, при психических болезнях и состояний психологическими методами, осуществляя анализ патологических изменений...
3077. Инновации в обучении метафоры и модели. Анализ зарубежного опыта 2.02 MB
  Авторский замысел этой книги включал несколько задач. Одна из них состояла в том, чтобы представить свод практических, инструментальных подходов, созданных в мировой педагогике. Еще одна задача — выявление глубинных основ, заложенных в приметах...
3078. Понятие биоэтики 81.5 KB
  Биоэтика - наука о нравственной стороне жизнедеятельности. Биоэтика или этика жизни является разделом прикладной этики - философской дисциплины, которая изучает проблемы морали, прежде всего, относительно человека и всего живого...
3079. Особенности тоталитаризма в государственном и личностном понимании 64.94 KB
  Введение Государство — это особая форма организации общества, действующая на ограниченной территории. Государство обладает определёнными средствами и методами применения власти внутри общества, устанавливает определённый порядок взаимоотношений...
3080. Методика преподавания информатика на примере урока синтаксис языка запросов поисковой системы Yandex 51.58 KB
  Глава 1. Методика преподавания информатики 1.1  Методика преподавания информатики как педагогическая наука Вместе с введением в школу общеобразовательного предмета «Основы информатики и вычислительной техники» началось формирование новой област...