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

76645. Русские земли в 15 в. и европейское средневековье. Складывание централизованного государства. Возвышение Москвы 39 KB
  Возвышение Москвы Как и в Западной Европе после периода феодальной раздробленности на Руси в XIVXV вв. На Руси хотя экономические связи между отдельными княжествами без сомнения развивались но общий всероссийский рынок возник позже только в XVII в. Таким образом политические процессы на Руси опережали экономические. Усилиями нескольких поколений выдающихся деятелей на Руси складывается такое государство.
76646. Россия в 16 в. в контексте развития европейской цивилизации. Иван-4 – первый царь Всея Руси. Опричина 35 KB
  Период опричнины В 1560 г. царь вводит новый порядок управления государством получивший название опричнины. Политическим и административным центром опричнины стал особый двор со своей Боярской думой и приказами. В опричнине была особая казна и особое опричное войско: первоначально одна тысяча к концу опричнины шесть тысяч.
76647. Россия в 16 в. в контексте развития европейской цивилизации. «Смутное время». Воцарение династии Романовых 38 KB
  Главной отраслью экономики России оставалось с х а основными с х культурами были рожь и овес. За счет освоения новых земель в Поволжье в Сибири на юге России производилось больше с х продукции чем в прошлом веке хотя методы обработки земли оставались прежними с помощью сохи бороны; плуг внедрялся медленно. – период в истории России названный Смутным временем.
76648. Россия и мир в 18 в. Оформление Российского абсолютизма. Петр 1 27 KB
  В России в XVIII в. При Петре I в России окончательно утвердился абсолютизм Петр был провозглашен императором что означало усиление власти самого царя он стал монархом самодержавным и неограниченным. В России была проведена реформа государственного аппарата – вместо Боярской думы учреждался Сенат в состав которого входили девять сановников ближайших Петру I. В России упразднялась должность патриарха наблюдение за церковью поручалось оберпрокурору Синода.
76649. Россия и мир в 18 в. Попытки модернизации и промышленный переворот. Дворцовые перевороты 33 KB
  Петр I умер 28 января 1725 г.Меншиков представитель новой родовой знати возвел на престол вдову Петра I Екатерину I. В его состав вошли соратники Петра I: А. После смерти Екатерины I наследным императором стал 12 летний Петр II внук Петра I.
76650. Первичные сигналы электросвязи и их параметры 162.04 KB
  Основными первичными сигналами электросвязи являются: телефонный звукового вещания факсимильный телевизионный телеграфный передачи данных. Описанием сигнала может служить некоторая функция времени. Однако такое полное определение сигнала не всегда требуется. Достаточно описание в виде нескольких параметров характеризующих основные свойства сигнала с точки зрения его передачи.
76651. Модуляция и искажения сигналов 382.29 KB
  Частотная модуляция процесс изменения частоты несущего сигнала в соответствии с мгновенными значениями модулирующего сигнала. Рассмотрим математическую модель частотно-модулированного ЧМ сигнала при гармоническом модулирующем сигнале. При воздействии модулирующего сигнала...
76652. Волновое мультиплексирование. Элементы WDM систем 308.75 KB
  Интенсивные пики рассеяния наблюдаются тогда когда выполняется условие Вульфа Брэгга kG = G2 2 4 где k волновой вектор G вектор обратной решётки то есть при условии что рассеянная волна совпадает по фазе с падающей. Это соотношение называется условием Вульфа Брэгга. Решетки Брэгга и волоконно-оптические решетки Брэгга FBG На рисунке 7 приведена модель которую мы будем использовать для описания принципа работы дифракционной решетки Брэгга. Решетка Брэгга является...