ОСНОВНІ ЗАВДАННЯ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ

З часу виникнення перших рахункових пристроїв (абак) до першої ЕОМ (в США - ЕНІАК, Джон фон Нейман, Голдстайн, Пенсільванський університет, 1946 рік; в СРСР - МЕСМ, академік С. А. Лебедєв, 1951 рік) вони використовувалися в основному для оперування з числами. Пізніше з розвитком обчислювальної техніки з'явилася можливість обробки символьної інформації, текстів і т. П. Цьому сприяло також і поява мов програмування. Але і в кінці 40-х років XX ст. стали з'являтися програми, які виконують творчі функції інтелекту. Першими такими програмами були ігрові програми. Наприклад, програми гри в хрестики-нулики, шахи, шашки, го і ін.

Перші комп'ютери могли виконувати лише ті найпростіші інтелектуальні функції, які добре формалізуються за допомогою деякого алгоритму. Це пояснюється тим, що обчислювальні машини неймановского типу засновані на поняттях алгоритму, машини Тьюринга і інформації. Раніше перші програми добре вписувалися в архітектуру Неймана-Тьюринга електронних обчислювальних машин. Так що на початковій стадії розвитку штучного інтелекту саме ігрові завдання послужили основою для дослідження інтелектуальних метапроцедур людини. Ці завдання носять необчислювальних характер.

В цілому виникнення штучного інтелекту пов'язано з вирішенням наступних класів задач: ігрові завдання (кінець 40-х років XX ст .: хрестики-нулики, морський бій, шашки, шахи, нарди, го ...), завдання доведення теорем (середина 50- х років XX ст .: доказ теорем в численні висловів, в планіметрії, теорії груп ...; виникає поняття «бектрекінг», яке прийшло в програмування саме зі штучного інтелекту), завдання розпізнавання образів (50-60-ті роки XX ст .: розпізнавання зображень складається з двох етапів: а) формування набору ознак, що описують зображення, б) знаходження вирішального правила, за яким зображення відносяться до того чи іншого класу), машинний переклад (середина 50-х років XX ст .: виникає математична лінгвістика; розробляються методи автоматичного морфологічного і синтаксичного аналізу і синтезу текстів; починають розділяти декларативні і процедурні знання), завдання автоматичного реферування та інформаційного пошуку (середина 50-х років XX ст .: виникають методи пошуку інформації за зразком (типових конфігурацій)), завдання твір я текстів і музики (кінець 50-х років XX ст .: змістовно ці завдання зводяться до синтезу текстів і музики за певними правилами).

Ось приклади «творчості» комп'ютера з твору казок і віршів.

казка

Одного разу в одному місті жив цар. Цар не мав дітей, поїхав цар на полювання. Зустрів цар бабу-ягу. Баба-яга дала зілля корисне. Повернувся цар додому. Народився тому зілля син Іван-царевич. Виріс Іван-царе- вич. Забрала баба-яга Івана-царевича. Прожив Іван-царевич у баби-яги, не знаю скільки, вивчив всі чаклунство. Надумав Іван-царевич піти від баби-яги. Баба-яга задала йому завдання дістати перо Жар-птиці. Іван-царевич вирішив задачу, дістав перо Жар-птиці. Баба-яга задала завдання дістати дівчину, Шамаханскую царицю. Іван-царевич вирішив задачу, привіз царицю. Баба-яга задала завдання дістати перстень цар-дівиці з дна морського. Іван-царевич вирішив задачу і перстень дістав. Іван-царевич взяв зароблене. Повернувся Іван-царевич додому.

вірш

Вмираючий - в сум'ятті.

Знову, як тінь, вогні тремтять.

Знову над безоднею руху -

Десь далеко - душа ...

Крик смертельний поруч, хиткий,

Тліли в кришталі очі,

Шелест метається з посмішкою,

Десь в чаші небеса.

Казка складена комп'ютером за мотивами російських народних казок [7, С. 130], а вірш - на основі словника, складеного за збірки віршів Осипа Мандельштама «Камінь» [7, С. 132].

Природно перелік завдань, що зумовили виникнення і становлення нового наукового напряму, названого «штучним інтелектом», може бути розширений: наприклад, проблемами створення роботів (ро- бота, робототехніка), проблемами експертних консультують систем, завданнями автоматичного програмування, комбінаторними завданнями, завданнями складання розкладів і багатьма-багатьма іншими завданнями. Але які б завдання штучного інтелекту не наважувалися, головними теоретичними проблемами були і залишаються такі проблеми.

Центральна проблема штучного інтелекту - це проблема подання знань в комп'ютері. Тут важливим є питання: «Що таке знання?» Наступне питання: «Кйк представляти знання?» - виникає відразу, якщо ми збираємося використовувати їх із застосуванням комп'ютера. Основними моделями подання знань на сьогоднішній день є: логічна модель, семантичні мережі, продукційні системи і фреймових системи. Рішення проблеми подання знань спирається на дослідження в області комп'ютерної лінгвістики і в області комп'ютерної логіки. Комп'ютерна лінгвістика лежить в основі природно-мовного спілкування з комп'ютером і автоматичного перекладу, а комп'ютерна логіка служить для формалізації всього багатства людських міркувань.

Інша рівна проблема штучного інтелекту - це проблема виявлення і дослідження інтелектуальних метапроцедур людини. Складність цієї проблеми обумовлена специфічністю пристрою людського мозку, його полушарной асиметрією. Справа в тому, що наш мозок складається з двох півкуль, лівого і правого. Ліва півкуля строго логічно, раціонально. Метапроцедури, характерні для нього, можуть бути описані словесно, вони можуть бути формалізовані в чіткі алгоритми, реалізовані на сучасних комп'ютерах з архітектурою Неймана-Тьюринга. Права півкуля має справу (можна сказати «мислить») чуттєвими образами. Інтуїтивні міркування, осяяння, віщі сни і т. П. Є, мабуть, результатом роботи саме правого півкулі. Добре відомий приклад віщого сну при відкритті Д. І. Менделєєвим «Періодичного закону» в хімії.

Менш відомим є приклад геніального осяяння індійського математика Срінівази Рамануджана (1887-1920). Вчені, які займалися дослідженнями в області теорії чисел, довгий час намагалися отримати точну формулу для величини р (п) - числа способів подання натурального числа у вигляді суми натуральних чисел, але всякий раз виходили неточні формули. В одну з них, отриману спільно англійським математиком Харді і Рамануджаном, входило складовою частиною вираз

де q - натуральне число, за яким здійснювалось підсумовування в тій формулі. Болісні пошуки довго не приводили Рамануджана до точного результату. Одного разу він вніс абсолютно «дике» пропозицію змінити у формулі вказане вище вираз на наступне:

а потім ще й продифференцировать його по п. З поправкою Рамануджана формула для р (п) «заграла» і стала просто точною формулою. Так що виявлення метапроцедур правої півкулі, вивчення їх і вивчення метапроцедур спільної роботи обох півкуль - одна з найважливіших сучасних проблем штучного інтелекту.

За прогнозами вчених, подальший розвиток досліджень в штучному інтелекті призведе:

• - до зміни парадигми ЗНАННЯ + ВИСНОВОК парадигмою ЗНАННЯ + ОБГРУНТУВАННЯ, тобто в інтелектуальних системах будуть використовуватися методи обгрунтування і аргументи; сучасні мови програмування орієнтовані на висновок одних знань з інших;
• - до вдосконалення інструментальних засобів штучного інтелекту, зокрема, мов програмування, орієнтованих на обґрунтування;
• - до модернізації архітектури обчислювальних машин п'ятого і наступних поколінь; Зараз модернізація йде в 4-х напрямках: гігантські суперкомп'ютери; нейробіоніческое напрямок (сотні тисяч процесорів з програмованої конфігурацією); територіально віддалені комп'ютери і бази з високошвидкісними каналами зв'язку; спеціальні процесори для обробки зорових образів і знань і для проведення міркувань автономно, тобто без допомоги людини;
• - до появи методів розпаралелювання рішення задач на рівні архітектурних рішень про структуру комп'ютера і на логічно-теоретичному рівні;
• - до появи нових моделей подання знань, що дозволяють проводити обробку інтегрованої інформації (символічної, текстової, зорової, акустичної, тактильної ...);
• - до синтезу різнотипних експертних систем, які будуть використовуватися спільно для вироблення рішень, тобто як консиліум експертних систем різного типу.