Братья по разуму: искусственный интеллект

Ирина Дембо, Наталья Гринева

История искусственного интеллекта, как мифа, измеряется веками. Древнееврейское сказание о Големе, человеке, вылепленном раввином из глины, греческий миф об изваянных из золота помощницах Гефеста — в преданиях многих народов можно найти истории об архаичных «роботах», достаточно разумных в поведении и толковых в быту. Свое существование они обычно заканчивают при попытке проявить своеволие: выйти из под контроля или составить конкуренцию своему создателю.

Есть, например, такая легенда. Когда в XII веке войско Чингиз-Хана захватило Поднебесную, завоевателям достались культурные ценности побежденных и в том числе разные китайские диковинки. Среди прочего во владение монгольского хана поступил и искусственный человек, который был обучен не только танцу, пению и письму, но и манерам придворного. Поскольку гомункулус, строго говоря, не являлся мужчиной, он был допущен на женскую половину, то есть, в гарем. Вскоре, однако, присутствие искусственного человека стало вызывать тревогу хана, поскольку тот превосходил хозяина в умении ухаживать и нравиться женщинам. И как-то раз, в припадке ревнивого гнева, хан разрубил бедолагу мечом, и из того посыпались детали — бамбуковые винтики и колесики, из которых он и был собран. Женщины были изумлены: столь приятный им мужчина оказался просто искусно сделанной машиной. Только таким образом, путем грубой силы, хану удалось показать превосходство живого человека над искусственным.

Мечта не только о действующей, но думающей, способной на разумные поступки машине стара, так же как и страх человека, опасение, что машина, в конце концов, может его в чем-то значимом превзойти, а потом создать ему трудности, или истребить.

А чем же представляется искусственный интеллект (ИИ) нашим современникам? Существует он вообще или нет? И может ли быть создан ИИ, способный составить конкуренцию человеку?

Мозги в коробке

Если серьезно говорить об ИИ сейчас, то конечно, речь идет не о каком-то конкретном агрегате, таких мозгах в коробочке, а о целой области разработок, где компьютерные науки пересекаются с психологией, философией, лингвистикой, инженерией. Задачей ИИ, как области исследований, является моделирование мыслительной деятельности свойственной человеческому мозгу. При этом подразумевается, что эта модель, вполне может (или должна?) этот самый мозг по каким-то параметрам превзойти.

И все-таки, если не «мозги в коробке», то чем конкретно сейчас представлен ИИ? Это разные направления исследований и разработок, такие, например, как: искусственные нейронные сети (ИНС), логические языки программирования, искусственный интеллект в играх, распознавание образов, распознавание и синтез речи, интеллект как база данных (то есть хранилище информации), а так же программы — собеседники.

А когда мы говорим интеллект — не интеллект, с чем мы сравниваем? С собой, конечно, то есть с работой человеческого мозга. Таким образом, перед учеными стоят две задачи: понять, как функционирует человеческий мозг, и создать что-то подобное.

Моделирование функций мозга и нервной системы производится на разных уровнях организации и абстракции. Можно выделить следующие категории моделей: отдельных нейронов, небольших групп нейронов, нейронных сетей, нервной системы, мыслительной деятельности и мозга в целом.

Чтобы подчеркнуть различие нейрона биологического и искусственного, второй иногда называют нейроподобным элементом или формальным нейроном. Он состоит из умножителей (синапсов), сумматора (аналог тела клетки) и нелинейного преобразователя. Искусственная нейронная сеть (ИНС) представляет собой совокупность нейроподобных элементов соединенных друг с другом с помощью связей определяемых весовыми коэффициентами, от них зависит функционирование ИНС. Для обучения ИНС нужно найти оптимальное значение весовых коэффициентов, соответствующее конкретной задаче.

Отличие искусственной нейронной сети от «человеческой» видимо в том, что вторая способна самостоятельно перенастраиваться и принимать участие в решении самых разных задач. Обучение ИНС похоже на обучение ребенка алфавиту. Показав изображение буквы, и получив неверный ответ, ему сообщают верный. Ребенок запоминает этот пример и в его памяти происходит изменение в нужном направлении. После многократного предъявления примеров синаптические веса сети стабилизируются, и она дает правильные ответы на все примеры из базы данных. В таком случае говорят, что сеть — обучена. То есть она может выполнять какие-то задачи, до сих пор бывшие «по зубам» только живому человеку (например, распознавать образы).

И все-таки все не так просто. Нейроны (живые) взаимодействуют сериями импульсов продолжительностью, как правило, несколько миллисекунд (10-3 секунды). Частота может изменяться от нескольких до сотен герц, что в миллион раз медленнее, чем быстродействующие переключательные электронные схемы. Тем не менее, сложные задачи распознавания человек решает всего за несколько сотен миллисекунд. Обработка огромных объемов информации осуществляется мозгом очень быстро, несмотря на то, что нейрон является медленнодействующим элементом со временем реакции не менее нескольких миллисекунд.

Пока не слишком понятно, как мозгу удается получить столь впечатляющее сочетание надежности и быстродействия. Довольно хорошо изучена структура и функции отдельных нейронов, имеются данные об организации внутренних и внешних связей между нейронами, некоторых структурных образований мозга, совсем мало известно об участии различных структур в процессах переработки информации.

Такие процессы, как ассоциативная память, распознавание образов, поиск решения задачи, не имеющей алгоритма, классификация, оптимизация (получение наилучшего результата при наименьших затратах), принятие решения в обстановке нечеткой и неполной информации, требуют построения и задействования в коре головного мозга сложных нейронных сетей, когда возбуждение, поступающее на один нейрон или группу, передается другим связанным с ними группам нейронов. Законы этой передачи в каждом из перечисленных случаев пока остаются непознанными и, в конце концов, неясно, что труднее для человечества: создать искусственный мозг или понять, как работает настоящий.

Таким образом, мнения о возможности создания ИИ как всегда полярны: одни считают, что воссоздать сложнейшие психические процессы человеческого разума в виде компьютерной программы невозможно, другие, наоборот, уверены, что нет никакой информации, которую нельзя бы было свести к нулям и единицам, и если это невозможно сегодня, то благодаря развитию науки и компьютерных технологий, это станет возможным завтра.

Поболтаем с Алисой

Сейчас появился целый ряд программ, претендующих на звание Искусственного Разума. Как же проверить, является ли созданная система ИИ? Здесь стоит опять обратиться к истории науки, а точнее к статье Алана Тьюринга «Может ли машина мыслить», обратите внимание, работа была написана в 1938 году! В рамках этой работы автор предложил тест, в результате успешного прохождения которого, программа может быть признана «мыслящей». Задание заключается в следующем: экспериментатор общается с собеседником, которого не видит, например, сейчас — по компьютерной сети, набирает фразы на клавиатуре и получает ответ на мониторе. Если экспериментатор принимает компьютерную программу за реального человека, то это считается успешным прохождением теста Тьюринга и программа признается интеллектуальной. Но, пройти этот тест не так–то просто (PC WEEK online Russian Edition)

Наиболее распространенные программы, показывающие реальность прохождения теста Тьюринга — это программы — собеседники. Первая разработка «собеседника» датируется 60-ми годами, это легендарная ELIZA, созданная Джозефом Вейценбаумом. ELIZA реагировала на слова-маркеры, например, «мать» и в качестве ответа выдавала шаблонный вопрос (из имеющегося банка фраз), адресованный к ключевому слову, например: «расскажите более подробно о своей матери».

В 1986 году психолог Джозеф Вайнтрауб, создал свою программу Therapist (на основе ELIZA). И действительно, способ общения ELIZA очень напоминает технику «отзеркаливания» эмпатийного гуманистического терапевта. Представьте себе диалог:

Клиент: иногда я испытываю сильные переживания…

Психотерапевт: расскажите мне более подробно о ваших переживаниях…

Ну и так далее. Создателям интернет-сайтов, посвященных психологической поддержке в режиме on-line стоит взять на заметку создание Вайнтрауба. Попиваешь себе кофе, а искусственный интеллект за тебя старается — работает, консультирует... В 1991 году программа вступила в схватку с живыми экспертами, результаты были ошеломляющими: пять из десяти экспертов пришли к выводу, что общались с реальным человеком.

В дальнейшем Вайнтрауб со своими коллегами написал ряд версий Therapist’а, которые симулировали общение между мужчиной и женщиной, или диалог Республиканцев с Консерваторами.

Вот пример диалога:

Судья: Вы думаете, что американским солдатам надо идти в Боснию?

Therapist: Думаю то, что Клинтон сделал, послав 20 000 миротворцев в Боснию, обеспечит долгосрочный мир.

Судья: Вы думаете, все американцы испытывают те же чувства?

Therapist: Что вы имеете в виду, спрашивая, думаю ли я, что американским солдатам надо идти в Боснию?

Вам никто не говорил, что вы слишком много думаете? Ах, думаю ли я, что все американцы чувствуют то же самое?

В 1990 г. учреждена премия Хью Лобнера, состоящая в присуждении золотой медали и $100 000 автору программы, которая побеждает в тесте Тьюринга.

Как это всегда происходит, некоторые ученые заявили, что прохождение теста Тьюринга и получение этой премии вовсе не является критерием ИИ. Это утверждает и Ричард Уоллес, создатель A.L.I.C.E. и AIML-языка, завоевавший премию в 2000 и 2001 годах. На сайте http://www.alicebot.orgвы можете поболтать с той самой Алисой, и узнать, «что это за девушка, и где она живет». Однако, можно быть уверенным в том, что она никогда не пригласит вас в гости.

К сожалению, программы-собеседники существуют лишь на английском языке. Он имеет строгий порядок слов в предложении, и слова почти не изменяются. Написать подобное для русского языка труднее, потому что русский язык не имеет строгого порядка слов в предложении и одно слово может иметь много разных приставок, суффиксов и окончаний. Ведь вы не будете в восторге, если программа будет вам выдавать что-то вроде: «Как ты называем собой? А я есть Искусственный Интеллект!»

Кто умнее?

Итак, по поводу существования в наше время ИИ более менее ясно. Так что же, реальны или нет опасения, что ИИ догонит и перегонит, «переплюнет» своего создателя? Тут уместно вспомнить такую шутку: одному ученому задали вопрос: «Как вы думаете, когда машина станет умнее человека?» На что он ответил: «Вы знаете у меня дома стиральная машина, она и то умнее некоторых». А если говорить серьезно, то исследования подхода человека к решению не имеющих четкого алгоритма, то есть по сути — творческих задач, показали следующее: эмоциональная активация является необходимым условием нахождения субъективно верного решения. То есть то волнение, эмоциональное напряжение, которое мы испытываем в поисках решения — не просто фон, а регулятор всех этапов выполнения задачи.

Там, где компьютер будет просто тупо, один за другим перебирать все возможные варианты, человек, обращается, пусть на бессознательном уровне, к своему опыту. Задействуются нейронные ансамбли, хранящие следы памяти, содержащие нужную информацию. И интуитивно почувствовав путь, ведущий к правильному решению, еще даже не найдя его, а только предчувствуя, человек испытывает определенное эмоциональное возбуждение и следует ему. То есть, в отличие от ИИ, для которого все пути эмоционально безразличны, для человеческого сознания предположительно правильный путь размышлений оказывается эмоционально «помечен». Может в этом и есть секрет быстродействия человеческого мозга?

И последний вопрос, волнующий, наверное, больше всего любителей фантастики: способен ли ИИ (вспомним «Матрицу») захватить власть над миром? Дело в том, чтобы выполнить такую впечатляющую задачу, каким бы мощным ни был интеллект, нужна серьезная мотивация, а ее-то как раз у искусственного разума нет. Так как нет ни властолюбия, ни себялюбия, он не наделен привязанностями, включая привязанность к самому себе. ИИ, по сути, не может быть эгоистичным, так как лишен самосознания. А наделен он только тем, что заложено в него программой, составленной все тем же человеком. И от того, чего хочет этот человек, написавший программу для самого мощного, самого гениального компьютера все так же зависит, каким этот компьютер будет. Так что, как всегда, и в этом случае стоит бояться не ИИ, а самих себя.

Цитата из журнала «Компьютерра»: «Давай-ка, Викторович, по маленькой, за искусственный интеллект. За то, чтоб он подальше держался от естественного. А то, говорят, с кем поведешься…»

В заключение, надо отдать должное ИНС, в их лице искусственный интеллект трудится на благо человечества. Их помощь существенна в самых разных областях человеческой деятельности. В медицине они являются серьезным помощником в диагностике, позволяя сократить время постановки диагноза и количество занятого персонала. Например, диагностику слуха ребенка, которая занимает у врача около часа, нейронная сеть делает в течение нескольких минут. Программы способны проводить классификацию сигнала кардиограммы и считать клетки крови. В бизнесе — классификацию предприятий по степени их перспективности. На основе использования метода группового учета аргументов нейронные сети выявляют случаи фальсификации в страховании и недобросовестные предприятия. Способны решать проблемы оптимизации — распределения ресурсов, транспортной логистики и оптимизации сетей связи.

С помощью нейронных сетей можно в определенной степени прогнозировать биржу, доля верных предсказаний составляет до 80 %. Существуют успешные примеры объективной оценки недвижимости при помощи нейронных сетей.