Слайд 1Искусственный интеллект
Компьютеры невероятно быстры, точны и тупы. Люди очень медлительны, неточны
и сообразительны. Вместе они составляют невообразимую силу.
А. Эйнштейн
Слайд 2Понятие «интеллект»
Понятие «интеллект» не поддается строгому определению.
[Большой энциклопедический словарь]
Термин интеллект (англ
– intelligence) происходит от латинского intellectus – «познание, понимание, рассудок».
[Словарь английского языка Вебстера (Webster, 1956)]
«Интеллект – это:
способность успешно реагировать на любую, особенно новую ситуацию путем надлежащих корректировок поведения;
способность понимать взаимосвязи между фактами действительности для выработки действий, ведущих к достижению поставленной цели».
Слайд 3Понятие «интеллект»
Интеллект – внутреннее свойство человеческой личности (или искусственной системы), позволяющее
ей принимать правильные (осмысленные, разумные) решения в условиях неопределенности внешней среды или самой решаемой задачи.
Р. Стернберг (Йельский университет, США), выделяет три типа интеллекта:
контекстный (зависящий от ситуации) – вы приспосабливаетесь к окружающим условиям, изменяете их или выбираете другие условия, удовлетворяющие потребностям;
эмпирический (основанный на опыте) – вы решаете новые задачи в незнакомых ситуациях на основе имеющегося у вас опыта;
внутренний – поиск подхода к проблеме и оценке его результатов, чтобы решить – правильный это подход, или его надо изменить.
Слайд 4Понятие «искусственный интеллект»
Термин «искусственный интеллект» (Artificial Intelligence) был предложен в 1956
г. в Дартсмудском колледже (США). «Intelligence» буквально означает «умение рассуждать разумно», а не «интеллект» (Intellect).
Искусственный интеллект (Artificial intelligence, AI) – это «наука о концепциях, позволяющих вычислительным машинам делать такие вещи, которые у людей выглядят разумными.
Центральная задача ИИ – сделать вычислительные машины более полезными и понять принципы, лежащие в основе интеллекта».
Ключевыми компонентами ИИ являются:
интерактивный диалог «человек–машина»,
эвристики (теоретически не обоснованные правила),
программирование экспертных систем.
Слайд 5Понятие «искусственный интеллект»
Вычислительный (или машинный) интеллект (Computational/Machine intelligence) – это способность
вычислительной машины решать антропоморфные (присущие человеку) задачи на основе анализа, организации и преобразования данных в знания практически без участия человека.
Знания – структурированная информация, приобретаемая и используемая для устранения незнания или неопределенности относительно конкретной решаемой задачи, поставленной перед вычислительной машиной.
Ключевые компоненты вычислительного интеллекта (ВИ):
компьютерная математика,
когнитивные построения,
интеллектуальное управление.
Слайд 6Понятие «искусственный интеллект»
Связь ИИ и ВИ
ИИ – общая схема решения трудно
формализуемых, плохо поставленных задач, традиционно решаемых человеком с привлечением опыта, аналогий, интуиции и т.д.
ВИ – инструментарий: методическое обеспечение, комплекс алгоритмов и программ, позволяющих решать широкий спектр антропоморфных задач.
Искусственный интеллект (ИИ) – это направление науки и техники, ориентированное на создание программно-аппаратных средств решения интеллектуальных задач.
Слайд 7Понятие «искусственный интеллект»
Большинство задач, где интеллект человека позволяет находить нужные решения,
связаны с областями, в которых знания принципиально неполны, неточны, некорректны и характеризуются немалым числом характеристик, начинающихся с частицы «НЕ».
А.С. Нариньяни назвал эти характеристики «НЕ-факторами».
Интеллектуальные задачи – задачи, в которых логическая (смысловая) обработка информации превалирует над вычислительной:
анализ ситуаций и принятие решений,
понимание и синтез текстов на естественном языке,
понимание и синтез речи,
управление роботами,
анализ визуальной информации и т. д.
Слайд 8Определения ИИ ведущих специалистов
[Уинстон П. директор лаборатории искусственного интеллекта MIT]:
ИИ
– наука о концепциях, позволяющих вычислительным машинам делать такие вещи, которые у людей выглядят разумными. Центральная задача ИИ – сделать выч. машины более полезными и понять принципы, лежащие в основе интеллекта.
[Поспелов Г.С. основоположник отечественной школы методов искусственного интеллекта]:
ИИ – свойство компьютеров получать некоторые из тех результатов, что порождаются творческой деятельностью человека.
Слайд 9Определения ИИ ведущих специалистов
[Миклошко Й.]:
ИИ – наука о способах решения задач,
для которых до сих пор требовался человеческий интеллект. Его цель – исследование способов решения интеллектуальных задач и реализация решения этих задач программными средствами на компьютерах.
Слайд 10Определения ИИ ведущих специалистов
[Ларьер Ж.-Л. известный французский специалист по вопросам проектирования
и применения систем искусственного интеллекта]:
ИИ – область исследований, в которых первым желанием исследователей является стремление понять, как система обработки информации, будь то человек или машина – способна воспринимать, анализировать, приделывать и обобщать то, чему ее обучают, и с помощью этих данных исследовать конкретные ситуации и находить решения задач. К сфере ИИ относятся те весьма различные области, где мы действуем, не имея абсолютно точного метода решения проблемы, и которые обладают в общем двумя характерными особенностями:
в них используется информация в символьной форме (буквы, слова, знаки рисунки);
в них предполагается наличие выбора (свобода действия является существенной составляющей интеллекта).
Слайд 11Определения ИИ ведущих специалистов
[Нильсон Н. известный американский ученый, руководитель работ по
искусственному интеллекту в Стэндфордском исследовательском институте]:
ИИ ставит перед собой серьезную задачу построения теории интеллекта, базирующейся на обработке информации.
[Мичи Д. один из крупнейших мировых специалистов в области ИИ]:
К проблеме ИИ относятся все вопросы, которые в принципе можно решить и обычными приемами компьютерных наук, но только для этого потребовались бы либо гигантские средства, либо огромное время.
Слайд 12Определения ИИ ведущих специалистов
[Эрндрю А. английский ученый, специалист в области кибернетики]:
Целью
ИИ является создание искусственных систем, способных выполнять не хуже (а, возможно, и лучше) человека ту работу, которую люди традиционно относят к сфере интеллектуального труда.
Интеллект – это то, что оценивается в интеллектуальных тестах.
Интеллект – это способность правильно реагировать на новую ситуацию.
[Левин Р., Дранг Д., Эдельсон Б. американские специалисты ИИ]:
ИИ – это программная система, имитирующая на компьютере мышление человека.
Слайд 13Определения ИИ ведущих специалистов
[Словарь современного русского языка, Институт русского языка АН
РФ]:
Французское или немецкое слово «интеллект» впервые в произведениях русской литературы было использовано Н.В. Гоголем для обозначения способности к познанию, постижению чего-либо.
Слайд 14Определения ИИ ведущих специалистов
[Волгин Л.И.]:
Естественный (живой) интеллект можно рассматривать как элемент
долговременной памяти человечества. Здесь элементарной структурной единицей обработки и генерации новой информации является индивидуальный интеллект, носителем которого является мозг человека.
[Фейгенбаум Э. основатель лаборатории по исследованию экспертных систем при Стэндфордском университете.]:
ИИ – это двигатель будущего богатства народов.
Слайд 15Классификация исследований в области ИИ
Классификация исследований в области ИИ (Г.С. Поспелов):
моделирование
на ЭВМ творческих процессов (игра в шахматы, доказательство теорем, машинный перевод и т.д.);
с начала 50-х годов, на решение абстрактных задач, называют «старомодным» ИИ (GOFAI Good Old Fashioned Artificial Intelligence)
внешняя интеллектуализация ЭВМ (создание интеллектуального интерфейса: речевой ввод/вывод информации, семантическая визуализация и т.д.);
внутренняя интеллектуализация ЭВМ (разработка новых архитектур ЭВМ 5-го и 6-го поколений, предназначенных для построения эффективных интеллектуальных систем);
целенаправленное поведение роботов (т.е. создание интеллектуальных роботов и систем, способных автономно совершать операции по достижению целей, поставленных человеком).
Слайд 16Идея моделирования человеческого разума
Идея моделирования человеческого разума для решения сложных задач
Упрощенная
модель человеческого восприятия состоит из:
моделирование человеческих рассуждений (левое полушарие) – модели логико-символьного уровня — это логические (формальные) и эвристические (неформальные) модели, базирующиеся на опыте экспертов.
Эвристика – теоретически не обоснованные правила.
моделирование процессов обработки образной информации (правое полушарие) — нейросети, генетические алгоритмы и т.д.
Слайд 17Направления исследований в области ИИ
Направления исследований в области ИИ (Г.В. Рыбина):
исследования
закономерностей мышления и разумного поведения:
концепции моделирования мозга (нейронная, вероятностная и т.д.),
моделирование восприятия и т.д.,
исследования, связанные с моделями представления и обработки знаний об окружающем мире.
Слайд 18Процесс моделирования восприятия человеком окружающего мира
Слайд 19Направления исследований в области ИИ
Работы по моделированию человеческого разума ведутся по
двум направлениям:
Бионическое – попытка смоделировать деятельность мозга, его психофизиологические свойства в надежде воспроизвести на ЭВМ или с помощью специальных технических устройств ИИ или искусственный разум.
Прагматическое – разработка программ, позволяющих средствами ЭВМ воспроизвести те процессы, которые у человека являются результатом его мыслительной деятельности.
В этом направлении выделяют:
Моделирование на ЭВМ отдельных функций творческих процессов.
Внешняя интеллектуализация ЭВМ (организация интеллектуальных интерфейсов)
Внутренняя интеллектуализация ЭВМ (новые архитектуры ЭВМ)
Целенаправленное поведение роботов (интеллектуальные роботы)
Слайд 20Понятие онтологии
Окружающий мир – это сущности и отношения между ними, а
фрагмент, который вычленяется из этого мира, в ИИ называется предметной областью.
Проблемная область – предметная область плюс решаемые задачи.
Человеческое сознание формирует понятийную структуру в процессе взаимодействия с окружающим миром.
Понятийная структура – совокупность понятий предметной области плюс способы рассуждений о понятиях, связанные с решением конкретных задач.
В ИИ для моделирования понятийной структуры проблемной области используются три источника знаний:
источник знаний первого рода — человек;
источник знаний второго рода — книги, справочники, инструкции и т.д.;
источник знаний третьего рода — базы данных.
Слайд 21Понятие онтологии
Концептуализация – построение понятийной структуры
Когнитология (инженерия знаний) передает компьютеру сформированную
понятийную структуру проблемной области.
Основная задача – построением модели проблемной области, т.е. базы знаний.
Любая система, обладающая базой знаний о некоторой проблемной области, может рассматриваться как интеллектуальная. Построение интеллектуальных систем является важнейшим направлением искусственного интеллекта.
Слайд 22Понятие онтологии
Онтология как спецификация концептуализации (Т. Грубер) отвечает на вопросы:
как
объединить результаты нескольких процессов концептуализации?
как сделать явными связи результирующих баз знаний?
как сделать понятными базы знаний между собой?
Онтология — это база знаний специального типа, которая может «читаться», «пониматься», «отчуждаться» от их разработчика и/или физически разделяться пользователями.
Слайд 23Модель онтологии
Модель онтологии (О) – предлагается понимать упорядоченную тройку вида
О =
< А, В, С >,
где А — конечное множество концептов (понятий, терминов) предметной области, которую представляет онтология О;
В — конечное множество отношений между концептами (понятиями, терминами) заданной предметной области;
С — конечное множество функций интерпретации (аксиоматизация), заданных на А и В.