Файл: системи штучного інтелекту.doc

Сиотеми штучного інтелекту. Сурова H.M. ТЕМА: ПРИРОДНИЙ I ШТУЧНИЙ ІНТЕЛЕКТ 1. Інтуїтивне розуміння поняття "Інтелект"

3 давніх-давен людині були необхідні помічники для полегшення виконання тих чи іншихоперацій. Тонллюдськадумка винаходила різноманітні механізми, машини та інші витвори homo saplens. Поява електронно-обчислювальних машин дала змогу автоматизувати трудомісткі розрахункові операцП. Згодом стало зрозуміло, що ц| машини можна використовувати не тільки для обчислень, а й для керування різними пристроями, складними автоматизованими виробництвами тощо. Поширення набули po6omu — програмно керовані пристрої, здатні безпосередньо взаємодіяти з фізичним світом та виконувати в ньому певні заданІ дії. Такі роботи широко застосовуються на багатьох виробництвах. Вони можуть працювати I в умовах, яких людина не в змозі витримати,— на дні океану, всередині ядерного реактора та Ін. Але такі помічники вимагають автоматизованого керування, тобто їм постійно потрібно "підказувати", що і як вони мають робити у визначеній ситуації.

Природна мова на сучасному етапі малопридатна для цього через свою складність I неоднозначність. Один з шляхів вирішення згадано? проблеми — це формулювання інструкцій мовою, зрозумілою виконавцеві, навіть якщо він — робот, тобто написання програм. Програмування полягає у перекладі Інструкцій, написаних мовою, близькою до природної, мовою, яку здатна сприйняти обчислювальна система. Відомі складності сучасного програмування, пов'язані з необхідністю надмірно? алгоритмізації, тобто детальною ретельного розписування своєрідних програмних кроків,— Інструкцій з урахуванням усіх можливих ситуацій. 3 цієї ситуацІ? існує єдиний вихід щ підвищення рівня "розумності", інтелектуальності сучасних комп'ютерів і роботів. Тож постає питання: цо розуміється під такими поняттями, як "Інтелектуалізація", "штучний інтелект "

Можна стверджувати, що "штучний" інтелект у тому чи іншому розумінні повинен зближатися до інтелекту природного і у ряді випадків використовуватися замість нього, к само, як, наприклад, штучні нирки працюють замість природних. Чим більше іуватиме ситуацій, в яких штучні Інтелектуальні системи зможуть замінити людей, тим електуальнішими вважатимуться ці системи.

Навряд чи є сенс протиставляти штучний інтелект і Інтелект людини. Слід обувати визначити поняття "Інтелект" взагалі, незалежно вІд його походження.

Людина вважається інтелектуальною від природи — ?ї інтелект вироблявся гягом мільйонів років еволюції. Тож людина вміє вирішувати багато інтелектуальних іч. Ножна людина вважає, що розуміє значення слова "Інтелект", але якщо попросити зести тлумачення цього слова, в переважній більшості чіткої відповіді не дістанемо. I ю, дати визначення поняття "інтелект", яке б задовольняло всіх, ^^щна жливо &алі будуть проаналізовані деякі такі спроби). Але відсутність чІткоготрЯЯ | ня не заважаєоцІнювати інтелектуальність на інтуїгивному рІвні.

Можна навести як мінімум два методи такоГоцінки: метод експертних оцінок I \ L

йтешямшши

y_pasj зашадання методу експертних оцінок рішення про ступінь j H

<туальності приймає досить велика група експертів (незалежно або у взаємодії,

іспособів організацП якої відомо досить багато).

У разі використання методу тестування пропонується розв’язати ті чи інші тестові завдання.існує значна кількість інтелектуальних тестів, апробованих практикою, для оцінки рІвня розумових здібностей людини, що знайшли застосування в психології та s% психіатрії. Наведемо кілька прикладів.

Приклад 1.1. Вставте пропущене число:

363024tt6

Приклад 1.2. Викресліть зайве слово: лев лисиця жираф щука собака

Серед психіатрів інколи можна почути вислів: "Він розмірковує логічно вірно, але неправильно". Наприклад дається Тестове завдання: ^мСеред слів соловей, чапля, перепілка, стІлець, шпак виокремити зайве". Більшість людеЙ, не замислюючись, наводить відповідьстІлець, оскільки всі інші слова — це назви птахів, і раптом хтось дає відповідь шпак, пояснюючи це тим, що це єдине слово, в якому відсутня літера V. ОбидвІ класифікації є логічно вІрними І формально рівноправними. Але чому ж перевага віддається одній з них? Тому, що так гадає більшість людей. А чому вони так роблять? Очевидно, тому, що перша класифікація вважається важливішою для практичної діяльності людини. Це положення приймається на аксіоматичному рівні, без доведення (запропонувати щось Інше, очевидно, неможливо).

Потрібно наголосити, що поняття "штучний інтелект" не можна зводити лише до створення пристроїв, які повністю або частково імітують діяльністьлюдини.Не менш важливимє інше завдання: виявити механізми, якІ лежать в основідіяльностілюдини, p щоб застосувати 7x при вирішенні конкретних науково-технічних завдань. | целише одна з можливих проблем.

Системи штучного інтелекту. Сурова HJM об'єкт у природі—унікальний;унікальні об'єкти — типізовані. Відповідно до цього принципу розпізнавання аЙйснюється на основГаналізу певних характерних ознак. Вважається. що .в природі не існує двох об'єктів, для яких збігаються абсолютно всі ознаки, I це_теоретично дозволяє здійснювати ід^тифіка^. ^кщо ж для якихось .об^Ш^.АвянІ^мн^ з^аються^ці об'єкти теоретично можна об'єднувати в групи або іШШ£*М£іЗДіШМИ ОЗНаками^^

Проблема полягає у тому, що різноманіТних^ознак Існує незліченна кількість. Незважаючи на легкість, з якою людийа проводить розпізнавання, вона дуже рІдко в змозі виокремити суттєві для цього ознаки. До того ж об'єкти, як правило, змінюються з часом, їому далГми спробуємо показати, що розпізнавання об'єктів I ситуацій має виняткове значення для орієнтації людини в навколишньому свІтІ I прийняття нею вірних рІшень. Розпізнавання, як правило, здійснюється людиною на інтуїтивному, підсвідо­мому рІвні — адже людина вчилася цьому мільйони років.

Інша інтелектуальна задача — моделювання мислення, зокрема формулювання наслідкІвз факгі^якІ безпосередньо спостерігаються абовважаються відомими. Можна виокремити два типи npouedp ^ис^ення: .-.

• підсвідоме Інтуїтивне мислення, механізми якого на сучасному етапі вивчені недостатньо І яке дуже важко формалізувати та автоматизувати;

• дедуктивні логічні побудови за формалізованими законами логІки.

Дедукцією називається nepex!d вІд загального до часткового, виведення

часткових наслідкІвІззагальних правил.

Тут пересічна людина оілко в змозі пояснити, за якими алгоритмами вона здійснює логічне виведення. Але, методики та алгордт^ *a якими можна автоматизувати виведенн^наслІДКІв з фактів абологічнуперевірку тихчиінших фактів, відомі. Насамперед це формальна логіка Аристотеля, сформована на основі конструкцій, які дістали назву силогізмів. Вони практично неподільно панували в логіцІ аж до початку XIX століття, тобто до появи булевої алгебри. Немає ніякої необхідності наводити якісь формальні визначення силогізмів. Наведемо лише один класичний приклад.

Перше твердження: УсІлюди смертні.

Другетвердження: Сократ —людина.

Висновок: Сократ смертниО.

Якщо перше і друге твердження у силогізмі істинні та задовольняють певним загальним формальним вимогам, тоді й висновок буде істинним, незалежно вІд змісту тверджень, що входять до силогізму. При порушенні цих формальних вимог легко припуститися логічних помилок, подібнихдо нижченаведених:

Усі студенти вузуА знають англІйськумову.

Петров знає англійську мову.

Отже, Петров — студент вузуА.

Або:

Іванов не готувався до іспиту і отримав двійку.

Сидоров не готується до Іспиту.

Отже, I Сидоров отримає двійку

.Системи штучного інтелекту. CypOM НЛІ

Аристотелем було запропоновано кЦіька формальних конструкцій силогізмів, які він вважав достатньо універсальними. Яише у XIX столітті почала розвиватися сучасиа математична люг|ка, яка розглядає силогізми Аристотеля як один з часткових випадків.

Основою більшості сьогоднішніх систем, п^изна^е^х^ для двіоматизаЩІ. логічних побудов, e метод резолюцій Дж. ^Р.обінсоуа Дбуде описаний далі). Але практична * реалізація логічних побудов зіткнулася з серйодцими проблемами. Головна.з .них — це феномен, який P. Беллман назвав прокляттям розмІрності^ На перший погляд, описати знання про зовнішній світ можна булоб, наприклад, таким чином: "Об'єкт А маєрисиХ, ¥_г 2.06'єктВ відрізняється від А тим, що маєрису H,i m. д.^п. Алезовніщній світ є винятково складним переплетінням різно^анІтних рб'єктів і зв'язків м)ж ними.Для того, щоб тільки ввести всю цюІнформаЩюдо пам'яті інтелектуального пристрою, може знадобитися не одна тисяча років. Ще триваліший період потрібен, щоб врахувати всі необхіднГ факткГ^їри логічному виведенні. Реальні програми, що здійснюють^гагічне виведення ^вони часто називаються експертними системами), мають досить обмежене застосування, лімітований набір фактів Г правил з певної, б^ьш-менш окресленої предметної галу?і7Гможуть використовуватися лишеу цій галузі..

Щодо людини, то якість її логічного мислення також часто буває далекою від бездоганної. Люди часто роблять логічні помилки, а інколи взагалі керуються принципами, невірними з точки зору нормальної логіки. Дуже часто^шдоме логічне виведення на певному етапі обривається, ,! рішення знову кС таки приймається на підсвідомому,.ініуїт^вному рівні. ЗрозумІпо, що таке рішення може бути помилковим.

Яле якби в основі поведінки людини лежали спроби проводити дедуктивні побудови від логічного початку до логічного кінця, людина була б практично нездатною до будь^кої діяльності — фізичної або розумової. Це вимагало б значного часу для аналізу.

Спільною рисою згаданих вище щюблем є їх погана формалізованість, відсутність або незастосовність чітких алгоритмів розв'язку. Вирішення подібних задач і є основним предметом в теорії штучHorojнтелекту.

До зовсім іншого класу належать задачі, пов'язані з обчисленнями.В принципі, важко відповісти на запитання, як саме людина здійснює тІ чи інші обчислення. Добре відомими є і низька швидкість, І невисока надійність цього виду людської діяльності. Тож були запропоновані ефективні принципи комп'ютерних обчислень, що радикально ~вГдрІзняються відтих. які застосовуються людиною. Ці добре Формалізовані алгоритмічні методики забезпечили такий рівень вирішення обчислювальних задач* який виявився абсолютно недосяжним для людського” Гнтелекту. Водночас цей високий рівень алгоритмізацїї значною мірою зумовив слаШсЧь і^адйцІйних комп'ютерних систем при розв'язанні тих інтелектуальних задач, з якими людина справляється непогано.

3 появою таких обчислювальних потужностей мрійники 60-70-х років XX століття поставили завда ння моделювати в повному обсязі роботу людського, мозку. Tеоретично цю проблему з певними обмеженнями можна було б вирішити. Але складність потрібних обчислень виявилася такою, що змусила більшість дослідників відійти від поставленого завдання і перейти до простіших задач: моделювання принципів роботи людського моз- купри^кив'язанні конкретно визначених типів задач

3. . Аналіз основних визначень поняпя "Інтелект"

Було зроблено чимало спроб дати формальне визначення поняття "інтелект", зокрема "штучний Інтелект". Мабуть, вЩомІшою з них є визначення предмета теорії штучного інтелекту, яке було введено в обІг видатним дослідником у галузІ штучного інтелекту Марвіном Мінським. воно потрапило до багатьох словників та енциклопедій з невеликими змінами 1 відображає таку основну думку: "Штучний Інтелект є дисципліна, що вивчає можливість створення програм для вирішення задач^^якГпри розв'язанніїх^людиною. потребують левь.их інтелектуальних зусиль ". Але І це визначення має вади. Головна з них полягає у недосконалій формалізації поняття "певні Інтелектуальні зусилля". Таких зусиль вимагає, наприклад виконання простих арифметичних обчислень, але чи можна вважати Інтелектуальною програму, яка здатна до здійснення тІльки^гаких операцій? Відтак у ряді книгта енциклопедІЙ до наведеного визначення додається поправка: "Сюди не входять задачі, для яких відома процедура ЇХ розв'язання". Важко вважати таке формулювання задовільним. Розвиваючи цю думку далі/можна було б продовжити: отже, якщо я не знаю, як виконувати якусь задачу, то вона є інтелектуальною, а якщо знаю,— то нІ. Наступний крок — це відомі слова Я. Теслера: *Штучний інтелект — це те, чого ще не зроблено". Подібний парадоксальний висновок лише підкреслює дискусійність проблеми.

Існують і конструктивнІші визначення інтелекту. Наприклад одне з них: "Інтелект є здатність правильно реагувати на нову ситуацію". Там наводиться і критика цього визначення: не завжди зрозуміло, що слід вважати новою ситуацією. Уявіть собі, наприклад звичайний калькулятор. Цілком імовірно, що на ньому ніколи не обчислювали суму двох нулів. Тоді завдання "обчислити нуль плюс нуль" можна вважати ситуацією, новою для калькулятора. Безумовно, він з нею впорається ("правильно відреагує на нову ситуацію"), але чи можна на цій підставі вважати його інтелектуальною системою?

3. Тест Тюрінга I фактичний діалог

_ВІдомий англійський ^ений Алан Тюрінг сформулював тезу, що визначає момент, з якого машину можна вважати Інтелектуальною. Нехай експерт за допомогою телефону ^a6on одібно го^адаленогоп ристрою спілкується з кимось (або чимось), щоможе бути як людиною, так І машиною. Експерт дає певнІ тесги-завдання. За результатами відповідей '^нЗовиу®ЇЇ визначити, з ким має справу — з людйною чи ЕОМ. Якщо аін приймає комп'ютер за людину, комп'ютер може ''маїжатися ” Інтелектуальним. _ Така перевірка дістала назву тесту Тюрінга. Багато спеціалістів вважали, що подібного тесту цілком достатньо АлявизШчейня^вняі^ комп'ютерноїсистеми., Але виявилось,

що це не зовсім так. В основі тесту Тюрінга лежить неявне припущення про те, що необ- Щною^мом діалогу є розуміння співрозмовника. Але наприкінці 60-х років

американський кібернетик Дж. Вейценбаум створив дві програми — ЕЛІЗА і ДОКТОР — для використання в психіатрії. Виявилось, що вони можуть невірно зорієнтувати експерта в умовах тесту Тьюринга.

Тому при побудові цих програм в основу була покладена ідея фактичного діалогу