Введение в теорию искусственного интеллекта

РЕФЕРАТ

Введение

в теорию искусственного интеллекта

Искусственный интеллект (ИИ) — технология и наука создания интеллектуальных машин (в большинстве случаев компьютерных программ). Искусственный интеллект связан с задачей понимания человеческого интеллекта с помощью ЭВМ.

ИИ имеет богатую и разнообразную историю развития. Идеи об искусственном интеллекте появились еще в древние века. Но основным периодом появления ИИ являются 40-е годы, именно в это время началось развитие ЭВМ и других автоматизированных технологий. В 60−80-е годы люди с развитием технологий все больше проникались мыслью о замене человека компьютером. С каждым годом эта идея все больше завлекала ученых, а, следовательно, все больше появлялось разработок в этой области знаний.

Раньше можно было выделить несколько направлений исследований в области ИИ:

Ш Создание систем, превосходящих человека Ш Создание систем, способных советовать человеку или управлять работой механизмов Ш Роботы Сейчас сформировалось лишь два направления:

Прагматическое (основано на том, что результаты деятельности ИИ признаются интеллектуальной ценностью, независимо от способов достижения результатов) Имеет три целевые области:

Ш Создание инструментария Ш Разработка методов обработки и представления знаний Ш Интеллектуальное программирование Бионическое направление (основано на том, что если в искусственной системе воспроизвести процессы человеческого мозга, то результат будет один).

Имеет три целевые области:

Ш Гомеостатический подход Ш Нейробионический подход Ш Структурно-эвристический подход В наше время многие компании исследуют и развивают это направление. И пока что оно является одним из самых актуальных.

1. История развития теории искусственного интеллекта

искусственный интеллект робототехника автономный

Еще в древние времена у людей появлялись идеи об искусственном интеллекте, который будет разумен и способен заменить человека. В Египте создали механическую статую бога Амона. У Гомера в «Илиаде» бог Гефест ковал человекоподобные существа-автоматы. Множество примеров подобия искусственного интеллекта можно найти и в литературе, взять того же Буратино.

Но именно Раймонд Луллий является основоположником искусственного интеллекта. Именно он в XIII веке попытался создать механическую машину для решения различных задач, на основе всеобщей классификации понятий, которую он разработал самостоятельно.

Продолжили эту идею Лейбниц и Декарт, которые в XVIII предлагали универсальные языки классификации всех наук. Их работы считаются первыми теоретическими работами в теории искусственного интеллекта.

Следующим периодом развития теории искусственного интеллекта можно считать 40-е годы XX века. Именно в это время появились первые ЭВМ, и ученые всерьез начали задумываться над вопросом: «Можно ли создать машину, которая будет равна с человеком по интеллектуальному критерию, а возможно и будет превосходить его».

50-е годы тоже сыграли большую роль в развитии. Совершались попытки создать машины, имитирующие человеческий мозг. Эти попытки не принесли особых результатов из-за недостаточного развития программных и аппаратных средств. В 1956 году появился термин «искусственный интеллект», он был предложен на семинаре в Дартмутском колледже (США). Семинар был посвящен разработке методов решения не вычислительных, а логических задач.

Следующий этап — это 60-е годы. Они ознаменовались попытками найти общие методы решения с помощью моделирования процесса мышления. Но как оказалось, чем больший круг задач хотели охватить ученые, тем меньше были возможности разработанной программы. Эвристическое программирование обрело свое развитие именно в этот период.

В 70-е годы основным прорывом стала идея моделирования конкретных знаний ученых-специалистов, вместо поиска алгоритма мышления. Созданы 2 экспертные системы «MYCIN» и «DENDRAL» для химии и медицины. Эти системы являются диагностическими (определяют по ряду свойств диагноз либо химическое соединение).

Второе рождение ИИ пережил в 80-х годах. Это обусловлено первым появлением коммерческих продуктов, развитие области машинного обучения. Во многих странах были начаты исследовательские проекты, которые были нацелены на «интеллектуальные вычислительные системы 5 го поколения». ИИ становится одной из самых развивающихся и престижных областей информатики.

2. Современные разработки

В наши дни присутствует много разработок связанных с технологией искусственного интеллекта. И год от года их становится все больше. Нужно рассмотреть несколько основных направлений исследований и кратко пояснить их сущность.

2.1 Составление расписаний и автономное планирование

Программа агентства NASA — Remote Agent стала первой автономной программой планирования, которая предназначена для управления процессами составления расписаний для космического аппарата. Она проводила диагностику и устраняла неполадки по мере их появления.

2.2 Диагностика

В нескольких областях медицины диагностические программы смогли достигнуть уровня опытного врача. Хекерман описал случай, когда ведущий специалист в области патологии лимфатических узлов не согласился с диагнозом программы в особо сложном случае. Создатели программы предложили, чтобы этот врач запросил у компьютера пояснения по поводу данного диагноза. Машина указала основные факторы, повлиявшие на ее решение, и объяснила нюансы взаимодействия нескольких симптомов, наблюдавшихся в данном случае. В конечном итоге эксперт согласился с решением программы. [3]

2.3 Понимание естественного языка и решение задач

Proverb — это компьютерная программа, которая решает кроссворды намного лучше некоторых людей. Она имеет большую базу данных о встречавшихся ей ранее кроссвордах. А также базу кинофильмов и актеров, снимавшихся в них.

2.4 Планирование снабжения

Система DART представляет собой обеспечение автоматизированного планирования перевозки грузов и расписания этих перевозок. ИИ присутствующий в программе позволяет в течение нескольких часов составлять планы, на создание которых другими методами потребовались недели упорной работы.

2.5 Ведение игр

Deep Blue программа разработанная IBM стала первой разработкой, способной победить в шахматном турнире чемпиона мира. Каспаров признал, что при игре, он ощутил соперничество «интеллекта нового типа».

2.6 Автономное управление

Alvinn — система компьютерного зрения, которая была обучена вождению авто. Она использовалась в микроавтобусе для поездки по Штатам. Лишь 2% времени человек брал управление автомобилем на себя, все остальное время система управляла сама, при помощи установленных видеокамер.

2.7 Робототехника

HipNav — система, использующая компьютерное зрение для создания 3D-модели органов пациента, а потом используется робототехническое управление, для установки протеза. Многие врачи в настоящее время используют роботов в качестве ассистентов для операций в области микрохирургии.

3. Направления исследований

На сегодняшний день существует 2 направления в области искусственного интеллекта.

3.1 Прагматическое направление

Предполагает, что если результат деятельности ИИ совпадает с результатом деятельности эксперта, то такая система признается интеллектуальной, несмотря на способы получения этого результата. В этом направлении не учитываются методы и способы получения результата, т.к. важен только итог.

В прагматическом направлении выделяют 3 области:

Ш Создание инструментария

Инструментарий — это базы знаний, различные оболочки, системы синтеза и анализа речи, индуктивные и дедуктивные методы синтеза программ и т. д. [7]

Ш Разработка методов представления и обработки знаний

Одна из основ развития современного ИИ.

Ш Интеллектуальное программирование

Можно разбить на несколько групп:

Ш Игровые программы Ш Естественно-языковые программы Ш Программы для создания графики и живописи (Corel Painter)

Ш Программы для распознавания Общим признаком для всего этого является использование процедур поиска и методы решения задач, связанных с просмотром огромного числа вариантов и поиском среди них. Применение этих методов свойственно для машинного решения игровых задач, при планировании деятельности и в задачах с выбором решений.

3.2 Бионическое направление

Основывается на том, что если воспроизвести в ИИ процессы головного мозга человека, то и результат будет схожим.

В этом направлении можно выделить:

Ш Нейробионический подход

Основой являются системы элементов, способные воспроизводить некоторые процессы головного мозга. На основе этого подхода были разработаны прикладные программы, которые называются нейронными сетями.

Ш Структурно-эвристический подход

Основа — это знания об объекте или группе объектов и предположения о тех структурах, которые могут обеспечить данные формы поведения. Мультиагентные системы стали одним из примеров данного подхода.

Ш Гомеостатический подход

Решаемая задача состоит из совокупности сотрудничающих и противоборствующих систем элементов, при взаимодействии которых наблюдается нужное равновесие всей системы, при постоянно изменяющихся состояния окружающей среды. Прикладные программе на основе этого подхода содержат в себе генетические алгоритмы.

Заключение

В заключение хотелось бы сказать, что тема популярности ИИ в наше время будет только набирать обороты. Ведь с помощью этой технологии, можно автоматизировать практически все производство, а это значительно облегчит жизнь людям. Возможно исследования именно в этой области технологий, позволят добиться огромных прорывов в различных областях знаний и сферах жизни. При помощи ИИ, который в некоторой степени превосходит интеллектуальные способности человека, есть большая вероятность на новые и новые научные открытия, как и возможно открытие жизни на другой планете.

ИИ одно из приоритетных направлений развития в современном мире и люди проводили много исследований и опытов, чтобы развитие данной технологии дошло до такого уровня, на каком оно находится сейчас. И все же я думаю это не предел, и последующие поколения продолжат развитие искусственного интеллекта и после чего каждый человек сможет ощутить всю мощь и пользу данной технологии и искусственный интеллект станет неотъемлемой частью жизни человека.

1. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. — СПб; Питер, 2000.

2. Смолин Д. В., Введение в искусственный интеллект — конспект лекций, 2004.

3. Рассел С. Норвиг П. Искусственный интеллект. Современный подход. 2 ое изд., 2006.

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/ Искусственный_интеллект

5. www.aiportal.ru

6. Фогель Л., Искусственный интеллект и эволюционное моделирование, 1969 г.

7. http://www.aiportal.ru/articles/other/direction-researches.html