Лекція 1.

Тема: Вступ. Тенденція розвитку систем штучного інтелекту.

Мета: показати теоретичне і прикладне значення дисципліни, зв’язок з іншими дисциплінами, розвивати у студентів інтерес до даного предмету; вказати основні напрямки робіт у галузі ШІ.

План

1. Історія виникнення штучного інтелекту.

2. Різні трактування поняття Ш І.

3. Напрямки робіт у галузі штучного інтелекту.

1. Історія виникнення штучного інтелекту.

З давніх-давен людині були необхідні помічники для полегшення виконання тих чи інших операцій. Тож людська думка винаходила різноманітні механізми, машини та інші витвори homo sapiens. Поява ЕОМ дала змогу автоматизувати трудомісткі розрахункові операції. Згодом стало зрозуміло, що ці машини можна використовувати не тільки для обчислень, а й для керування різними пристроями, складними автоматизованими виробництвами тощо. Поширення набули роботи – 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 і 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 і неоднозначність. Один з шляхів вирішення згаданої 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 надмірної алгоритмізації, тобто детального ретельного розписування своєрідних програмних кроків, - інструкцій з урахуванням усіх можливих ситуацій. З цієї ситуації існує єдиний вихід – підвищення рівня «розумності», інтелектуальності сучасних комп’ютерів і роботів. Тож постає питання: що розуміється під такими поняттями, як «інтелектуалізація», «штучний інтелект»?

Можна стверджувати, що «штучний» інтелект у тому чи іншому розумінні повинен наближатися до інтелекту природного і у ряді випадків використовуватися замість нього, так само, як, наприклад, штучні нирки працюють замість природних. Чим більше існуватиме ситуацій, в яких штучні інтелектуальні системи зможуть замінити людей, тим інтелектуальнішими вважатимуться ці системи.

Спробуємо визначити поняття «інтелект».

Людина вважається інтелектуальною від природи – її інтелект вироблявся протягом мільйонів років еволюції. Тож людина вміє вирішувати багато інтелектуальних задач. Кожна людина вважає, що розуміє значення слова «інтелект», але якщо попросити її навести тлумачення цього слова, в переважній більшості чіткої відповіді не дістанемо. І дійсно, дати визначення поняття «інтелект», яке б задовольняло всіх, очевидно, неможливо. Але відсутність чіткого трактування не заважає оцінювати інтелектуальність на інтуїтивному рівні.

Можна навести як мінімум два методи такої оцінки: метод експертних оцінок і метод тестування.

У разі застосування методу експертних оцінок рішення про ступінь інтелектуальності приймає досить велика група експертів.

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 психіатрії.

Приклад 1. Вставте пропущене число:

36 30 24 18 6

Приклад 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: «Серед слів соловей, чапля, перепілка, стілець, шпак виокремити зайве». Більшість людей, не замислюючись, наводить відповідь стілець, оскільки всі інші слова – це назви птахів. І раптом хтось дає відповідь шпак, пояснюючи це тим, що це єдине слово, в якому відсутня літера «л». обидві класифікації є логічно вірними і формально рівноправними. Але чому ж перевага віддається одній із 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, 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 діяльність людини. Не менш важливим є інше завдання: виявити механізми, які лежать в основі діяльності людини, щоб застосувати їх при вирішенні конкретних науково-технічних завдань. І це лише одна з можливих проблем.

Отже, дамо визначення:

Штучний інтелект (ШІ) - це область досліджень, спеціалісти якої намагаються зрозуміти, яка поведінка, вважається розумною (аналіз), і створити працюючі моделі цієї поведінки (синтез). Практичною метою є створення методів і техніки, необхідної для програмування «розумності» і її передачі обчислювальним машинам (ВМ), а через них будь-яким системам і засобам.

В 50-х роках дослідники в області ШІ намагалися будувати розумні машини, імітуючи мозок людини. Ці спроби виявилися безуспішними через повну непридатність як апаратних так і програмних засобів.

В 60-х роках спроби відшукати загальні методи рішення широкого класу завдань, моделюючи складний процес мислення. Розробка універсальних програм виявилася занадто важкою справою. Чим ширше клас завдань, які може вирішувати одна програма, тим менше були можливості для рішенні конкретної проблеми.

На початку 70-х років фахівці в області ШІ зосередили свою увагу на розробці методів і прийомів програмування, придатних для рішення більш спеціалізованих завдань: методів уявлення і методів пошуку.

Наприкінці 70-х років прийшли до висновку, що для створення інтелектуальної програми її необхідно забезпечити спеціальними знаннями в деякій предметній галузі. Цей напрямок привів до створення експертних систем (ЕС).

В 80-х роках ШІ пережив друге народження. Були усвідомлені його великі можливості як у дослідженнях, так і в розвитку виробництва. У рамках нової технології з'явилися перші комерційні програмні продукти. У цей час стала розвиватися область машинного навчання. До цих пір перенесення знань фахівця-експерта в машинну програму було стомлюючою й довгою процедурою. Саме створення автоматичних систем, які покращували і розширювали запас евристичних правил – і є найважливішим етапом за останні роки. На початку десятиліття в різних країнах були початі найбільші в історії обробки даних національні й міжнародні дослідницькі проекти.

Класифікація досліджень зі ШІ відбувається, виходячи з області їх застосування. У кожній із цих областей протягом десятків років розроблялися свої методи програмування; кожна з них має свої традиції, які можуть помітно відрізнятися від традицій сусідньої області дослідження. У цей час ШІ застосовується в наступних областях:

• обробка природньої мови;

• експертні системи (ЕС);

• символьні й алгебраїчні обчислення;

• доведення та логічне програмування;

• програмування ігор;

• обробка сигналів і розпізнавання образів;

• і ін.

Виходячи з області застосування ШІ можна сказати, що Штучний інтелект – це наука про те, як змусити машину робити те, що потребує додатку розуму, як би було зроблено людиною.