Основные понятия и определения

Искусственный интеллект (ИИ) – быстро развивающееся направление современной информатики. Основной целью исследований, выполняемых в ИИ, является разработка компьютерных систем, способных выполнять функции, которые свойственны интеллекту человека. Попытки создания таких систем начали предприниматься с конца 40-х годов предыдущего столетия, когда были разработаны первые ЭВМ. Поэтому ИИ – относительно молодое научное направление, которое лежит на стыке разнообразных дисциплин, таких, как дискретная математика, лингвистика, психология, программирование, математическая статистика и др.

Диапазон исследований, выполняемых в рамках ИИ, весьма широкий. Он включает решение как общих проблем, например, представление знаний и логический вывод, так и специальных – игра в шахматы, доказательство теорем, сочинение стихов и т.п.

В главе рассматриваются наиболее распространенные определения понятия “искусственный интеллект”, описываются этапы развития ИИ, анализируются основные направления исследований.

1.1. Понятие "искусственный интеллект"

Несмотря на все попытки дать точное определение понятию "искусственный интеллект", строгого определения не существует. Поэтому будет полезным, по крайней мере, обозначить границы этого понятия. С этой целью рассмотрим наиболее распространенные определения. Так, И. Рич полагает, что ИИ – это область исследований, направленная на создание компьютеров, которые выполняют такие функции, которые в настоящий момент человек выполняет лучше [84]. Речь идет о функциях, связанных с умением воспринимать, анализировать, рассуждать, использовать знания, планировать свои действия и т.д., в которых естественно проявление интеллекта. Характерной особенностью этого определения является указание на то, что эти функции, в настоящий момент времени, хорошо выполняются человеком и плохо компьютером. Это означает, что проблематика ИИ меняется со временем. В этом смысле, близким к рассмотренному определению является определение, предложенное Дж. Аленом: "ИИ – это наука о создании машин, решающих задачи, которые могут решать люди..."[57]. Можно отметить, что данное определение охватывает многие исследования, выполняемые в области компьютерных наук. Например, сложение чисел – задача, которую могут решать люди. Тем не менее, мы сейчас вряд ли назовем эту задачу интеллектуальной. Однако если суммирующее устройство было бы предъявлено человечеству в средние века, то оно, безусловно, было бы отнесено к разряду интеллектуальных. Это говорит о том, что наши представления о "думающей машине" эволюционируют во времени. Поэтому в фокусе искусственного интеллекта оказываются те задачи, которые успешно решаются человеком и плохо – компьютером. Сегодня к проблематике ИИ относятся задачи, связанные со зрительным восприятием, пониманием изображений, пониманием естественного языка (текста или речи), умением рассуждать, выявлением закономерностей, планированием действий и др.

Введенные выше определения ИИ являются сравнительными. Они сопоставляют возможности человека и машин. В 1950 году был предложен эмпирический тест А. Тьюринга для определения уровня интеллектуальности машин. В соответствии с тестом эксперт с помощью телетайпа мог вступать в диалог либо с компьютером, либо с человеком. Тьюринг предложил считать поведение компьютера интеллектуальным, если в диалоге участвовал компьютер, а эксперт был не в состоянии определить, с кем он ведет диалог. Тест Тьюринга не рассматривает механизмы формирования ответов на вопросы эксперта, и, следовательно, позволяет исключить все вопросы об "истинной" природе интеллекта. Несмотря на ряд недостатков, тест Тьюринга создал основу для оценки многих современных систем ИИ. Например, качество функционирования экспертных систем определяется по сравнению с решениями, предлагаемыми человеком. Такая оценка является простой разновидностью теста Тьюринга. Часто тест Тьюринга критикуют за антропоморфизм (уподобление человеку, наделение человеческими свойствами предметов неживой природы), так как он предписывает машине имитировать поведение человека. В то же время машинный интеллект отличается от интеллекта человека, и, вероятно, попытка уподобления его естественному интеллекту ошибочна. Например, нежелательно, чтобы машины выполняли вычисления подобно человеку, т.е. слишком медленно и неточно. Поэтому многие исследователи полагают, что тест Тьюринга отвлекает силы от решения основной задачи ИИ – разработки общей теории машинного интеллекта, и использования этой теории для разработки интеллектуальных систем, решающих практические задачи. Тем не менее, отметим важность теста Тьюринга для оценивания качества современных программ ИИ.

Под воздействием указанной критики были предложены иные определения ИИ, например:

• ИИ – ветвь информатики, которая связана с автоматизацией интеллектуального поведения [77];

• ИИ – это наука о вычислениях, которые делают возможными восприятие, логический вывод и действие[95];

• ИИ – это информационная технология, связанная с процессами логического вывода, обучения и восприятия[91].

Синтезируя подобные определения из различных источников, введем следующее рабочее определение.

Искусственный интеллект – это одно из направлений информатики, целью которого является разработка компьютерных систем, способных выполнять функции, традиционно считающиеся интеллектуальными, - понимание языка, логический вывод, использование накопленных знаний, обучение, планирование действий и т.д.

Работы в области ИИ в значительной степени имеют эмпирическую и инженерную ориентацию. Создаваемые системы искусственного интеллекта (СИИ) совершенствуются в экспериментальных условиях. В результате разрабатываются некоторые универсальные процедуры, применимые к широкому классу задач. Именно такие процедуры, составляющие основу большинства СИИ, и рассматриваются в следующих главах книги.

ИИ прошел в своем развитии несколько этапов. Каждый из этапов можно охарактеризовать господствующей научной идеей (парадигмой). Чтобы глубже понять предмет ИИ полезно рассмотреть смену парадигм ИИ на разных этапах его развития. Если на предшествующих этапах развития ИИ создавались сосредоточенные, централизованные интеллектуальные системы, то нынешний этап развития ИИ характеризуется переходом к коллективистским представлениям о природе интеллекта. В этой связи основными тенденциями развития ИИ на нынешнем этапе является интеграция и децентрализация.

Рассмотрим подробнее этапы развития ИИ.