Искусственный интеллект

Государственное образовательное учреждение

                            Лицей  №64

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               Реферат

                      

                   Тема:  « Искусственный интеллект »

Написала:  Секретарева  Виктория Владимировна 

                               Ученица 8-B класса

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                                                                               

                                         Санкт - Петербург

                                                       2014

          

 

В современной  действительности сложились три основных направления в развитии искусственного интеллекта.

Первым объектом исследований являются работа мозга человека,  и раскрытие способностей его к мышлению. Люди научились с помощью приборов снимать различные сигналы психического и физического состояния человека, на основе их строить различные модели механизмов умственной  деятельности, проводить эксперименты с ними, совершенствовать их  и обобщать свою работу с помощью специальных программ.

Вторым объектом исследования рассматривается искусственный интеллект. Здесь речь идет об использовании созданных программ для моделирования  умственной деятельности с помощью технических средств в частности компьютеров. Целью работ при этом, является создание программного обеспечения вычислительных машин, позволяющего решать интеллектуальные задачи не хуже человека, а иногда даже заменять его.

Начало современного этапа  развития систем искусственного интеллекта (ИИ) может быть отнесено к середине 50-х гг. Этому способствовала программа, разработанная и предназначенная для доказательства теорем в исчислении высказываний и названная «ЛОГИК-ТЕОРЕТИК».  Еще эту систему называют экспертной и связывают ее назначение с анализом ее возможностей.

Эти работы положили началу исследованиям в области ИИ, связанному с разработкой программ, решающих задачи на основе применения разнообразных  эвристических методов и правил. Эвристика — совокупность логических приемов и методических правил, теоретического исследования и отыскания истины, методика поиска доказательств. Эвристические правила — неформальные правила, используемые в целях повышения эффективности поиска в данной предметной области.

Данный метод решения  задачи при этом рассматривался как  свойственный человеческому мышлению «вообще», для которого характерно возникновение «догадок» о пути решения с последующей проверкой  их. Эвристическому методу противопоставлялся используемый в ЭВМ (электронно- вычислительных машинах) алгоритмический (процедурный) метод, который рассматривался как механическое осуществление заданной последовательности шагов, в итоге приводящей к правильному ответу. Такая трактовка правил и методов решения задачи и обусловила появление и распространение термина «искусственный интеллект».

Третий подход направлен на создание смешанных человеко-машинных, интерактивных интеллектуальных систем, на сложение возможностей естественного и искусственного интеллекта. Важнейшим в этих исследованиях является оптимальное распределение функций между человеческим и искусственным интеллектом и организация диалога между человеком и машиной.

Самыми первыми искусственными интеллектуальными задачами были логические игры (шашки, шахматы), некоторые задачи производства, доказательство теорем, лабораторные исследования. Множество детских умных игрушек.   Например известный наш шахматист Анотолий Карпов провел несколько игр с компьютером и победа ему досталась с большим трудом.

Почему же так случилось, каким образом удалось машине обыграть человека, т.е. обхитрить его?

Конечно, в машину была заложена программа правил игры другим умным человеком и выбор следующего хода был по этим правилам.  Иначе интеллект продемонстрированный компьютером был заложен автором программы, а если программа дает возможность мыслить, конечно не как человек, но все-же,   плюс машина действует строго исходя из возможностей не делая забывчивых ошибок. Тогда машина способна выиграть.

В 70—80 гг. исследования в  области ИИ (искусственного интеллекта) характеризовались перемещением внимания специалистов от проблем создания автономно работающих систем к созданию человеко-машинных систем суммирующих в единое целое интеллект человека и способности ЭВМ для достижения общей цели - решения задачи, поставленной перед подобной системой. Однако это в  полной мере не удалось.

Тем не менее, в последнее  десятилетие это направление  возродилось в виде исследований и разработок, направленных на создание экспертных систем с базой знаний. Их используют в управленческой работе и многих отраслях экономики ,страховании, банковском деле, чтобы с помощью правил и объектов, суммирующих накопленный опыт, повысить качество принимаемых решений.

Задачи, которые сегодня  пытается решать ИИ  довольно обширны. Список дисциплин по искусственному интеллекту постоянно увеличивается. Сегодня в него входят представление знаний, решение задач, системы экспертной оценки, средства общения с ЭВМ на естественном языке, обучение, обработка видимой информации, робототехника, нейрокомпьютерные технологии и другие.

Представление знаний —  наиболее важная область исследований по искусственному интеллекту, основа всех остальных дисциплин. Знания имеют  форму описаний объектов, взаимосвязей и процедур. Наличие адекватных знаний и способность их эффективно использовать означают «умение».

Умение создать  теорию или метод представления знаний и является глобальной проблемой. Такая теория открыла бы возможность накопления знаний, которые нужны ежедневно для решения все новых и новых задач. Однако для достижения поставленной цели необходимо найти способ выражения общих закономерностей в интересующих областях, в чем и состоят все проблемы представления знаний.

Решение заключается в поиске пути, из некоторого известного положения задачи, к поставленной цели. Человек делает это весьма эффективно с помощью рассуждения, логического вывода, последовательного анализа, сравнения. Люди способны также учиться на собственном опыте. Компьютеры в общем случае решают эти задачи.  Тип задачи определяет метод, наиболее подходящий для ее решения. Однако более сложные задачи, требующие логических рассуждений, являются наиболее вероятными для решения с помощью экспертных систем (систем, основанных на знаниях).

Экспертные системы  представляют собой класс компьютерных программ, которые выдают советы, проводят анализ, выполняют классификацию, дают консультации и ставят диагноз. Они ориентированы на решение задач, обычно требующих проведения экспертизы человеком-специалистом. В отличие от программ, использующих типовой анализ, экспертные системы решают задачи в узкой предметной области (конкретной области экспертизы) на основе логических рассуждений. Такие системы часто способны найти решение неструктурных (нетипичных) задач.

Машины обладают собственным  языком для представления знаний и решения задач, т. е. набором  символов, используемых для представления  знаний .

Если правила трансляции с естественного языка в машинный и наоборот выражены в виде совокупности знаний (символов и процедур), то логично  предположить, что могут быть разработаны  средства, позволяющие компьютеру понимать постановку задачи на естественном языке, а затем на естественном же языке  выдавать ее решение. Это основная тема исследований по разработке средств общения с ЭВМ на естественном языке. Здесь можно выделить четыре ключевые проблемы:

Машинный перевод —  использование компьютеров для  перевода текстов с одного языка  на другой.

Информационный поиск  — обеспечение с помощью компьютеров  доступа к информации по конкретной тематике, хранящейся в большой базе данных.

Генерация документов —  применение компьютеров для преобразования документов, имеющих определенную форму  или заданных на специализированном языке, в эквивалентный документ в другой форме или на другом языке.

Взаимодействие с компьютером  — организация диалога между  пользователем и компьютером.

Считается, что способностью обучения должна быть наделена практически  каждая прикладная программа, которая  может понадобиться пользователю. С появлением персонального компьютера взаимоотношения между пользователем и вычислительной техникой, а следовательно, и роль программиста резко изменились. Вместо того чтобы заставлять пользователя преодолевать сложности программирования, проще обучить компьютер сложностям выполнения конкретной задачи. Это, конечно, не означает, что необходимость в программистах отпадет, но несколько изменяет их роль во взаимоотношениях между компьютером и конечными пользователями.

Итоговая цель моделирования — разработка теории, концепций и моделей человеческого мышления и его функций. Это позволяет реализовывать не только диагностические и лечебные функции, но и выявлять процессы, протекающие в сознании человека при решении задач. Однако отсюда вовсе не следует, что лучшими компьютерами являются те, которые моделируют работу человеческого мозга, но можно сделать вывод о том, какого типа компьютеры нужны, как спроектировать компьютер, который бы расширил возможности мышления человека и позволил бы ему более эффективно решать задачи.

Огромным перспективным направлением систем искусственного интеллекта является техника  роботов.

Принципиально эта техника  основана на том, что вся интеллектуальная работа  сводится  к одному явлению - движению  мышц человека.  Другими словами, вся интеллектуальная деятельность человека направлена, в конечном счете, на активное взаимодействие с внешним миром посредством движений. Точно так же  интеллект робота служит, прежде всего, для организации его целенаправленных движений.

В качестве системы зрительного  восприятия используются две телевизионные  камеры.  Постепенно характеристики роботов  улучшались, но до сих пор они еще далеки по способности от человека, хотя некоторые операции уже выполняют на должном уровне. К примеру, роботы собирают автомобили на заводах это мы видим по телевизору. Роботы управляют автомобилями и многое другое.

Слово  интеллект  означает ум, рассудок, разум; мыслительные способности человека.

Соответственно  искусственный интеллект толкуется, как свойство автоматических систем брать на себя отдельные  функции человека.

Современные роботы уже облегчили  труд (особенно неквалифицированный) многих рабочих, занятых в сфере производства, безупречно выполняя свою работу. Исследования в области робототехники являются составной частью исследований искусственного интеллекта, ставящих целью оснастить  компьютеры средствами визуальной обработки  и манипулирования объектами  в некоторой среде. Эти исследования ведутся в трех основных направлениях:

• разработка воспринимающих элементов (в частности, для визуальной информации) и распознавание информации, поступающей от систем восприятия;
• создание манипуляторов и систем управления ими;
• выявление необходимых причин для решения задач перемещения в пространстве и манипулирования объектами (планирование деятельности).

               Что такое  знания и какие модели их представляют?

Для специалистов в области искусственного интеллекта термин «знания» означает информацию, которая необходима программе, чтобы  она вела себя «интеллектуально».

Функционирование средств интеллектуального блока опирается на развитые методы работы со знаниями: их представление, хранение, преобразование и т. п.

Под термином «знания» при  этом понимается вся совокупность информации, необходимой для решения задачи, включающая в себя, в том числе  информацию о:

• системе понятий предметной области, в которой решаются задачи;
• системе понятий формальных моделей, на основе которых решаются задачи;
• соответствии систем понятий, упомянутых выше;
• текущем состоянии предметной области;
• методах решения задач.

При этом система знаний должна быть организована таким образом, чтобы обеспечить взаимодействие вычислительной системы с пользователем в  системе понятий и терминов предметной области.

Что же такое знания и  чем они отличаются от данных в  системах машинной обработки?

Знания — это  целостная и систематизированная  совокупность понятий о закономерностях  природы, общества и мышления, накопленных  человечеством в процессе активной преобразующей производственной деятельности.

В настоящее время существуют и успешно применяются программы, позволяющие машинам играть в  деловые или военные игры, имеющие большое значение для применения в жизни.  Очень важно сделать программы способные к обучению и адаптации. Одной из наиболее интересных интеллектуальных задач, является задача обучения распознавания образов и ситуаций. Решением ее занимаются представители различных наук — физиологи, психологи, математики, инженеры. В случае решения ее, это позволит практически создать читающие автоматы, системы искусственного интеллекта, ставящие медицинские диагнозы, проводящие различные оценки в  экспертизах и т. п., а также роботы, способные распознавать и анализировать сложные ситуации. Например тренажеры для обучения летчиков.