что такое искусственный интеллект простыми словами кратко и ясно
Почему искусственный интеллект нужно изучать даже гуманитариям
Рассказываем, с чего начать изучение ИИ
Что такое ИИ и почему это так интересно
Искусственный интеллект – это способность машины имитировать человеческое мышление. Так называют современную технологию, с помощью которой электронные устройства, программы и роботы могут решать различные задачи по заданным алгоритмам.
Тема искусственного интеллекта и машинного мышления интересовала учёных ещё до изобретения компьютеров, а после появления ЭВМ вышла на новый уровень. В 1950-60-х годах вопросы, связанные с созданием и использованием искусственного интеллекта, стали широко обсуждаться в обществе.
Ответ на этот вопрос найти сложно ещё и потому, что нет чётких критериев разумности машины. Если это умение делать логические умозаключения, то компьютер давно превзошёл человека. Если же речь идёт о гибкости и оригинальности мышления, тут человек пока ещё превосходит даже самые современные интеллектуальные устройства.
ИИ активно используется в самых разных областях, список которых с каждым годом расширяется, и найти своё место в этой сфере могут не только технари, но и гуманитарии – специалисты по управлению проектами, рекламе и пиару, психологи, экономисты, лингвисты.
Что могут программы с искусственным интеллектом
Современные технологии искусственного интеллекта позволяют создать устройства и программы, которые:
В каких сферах применяется ИИ
Обработка языка
Машинный перевод активно используется в интернете и социальных сетях, совершенствуясь с каждым годом. Компьютер научился распознавать и устную, и письменную, и печатную речь. По прогнозам, переводчик станет одной из первых профессий, которая исчезнет «по вине» ИИ.
Компьютерные игры
Искусственный интеллект используется для создания игровой Вселенной, он управляет ботами – персонажами, за которых не играют люди. С помощью ИИ создаются игровые стратегии.
Управление финансами
Программы и устройства успешно осуществляют бухгалтерские операции, ведут учёт и контроль, могут создавать прогнозы на основе имеющихся данных. Специальные программы ведут учёт расходов.
Анализ окружающей среды
Технологии искусственного интеллекта применяются для создания «умных домов». Контроль над всем, что происходит в доме – электричеством, отоплением, вентиляцией, работой бытовой техники осуществляет специальная программа. Роботы-пылесосы сканируют окружающее пространство, чтобы определить, нужно ли им приступать к работе.
Мобильные приложения
Программы для мобильных телефонов умеют распознавать лица, отслеживать наше месторасположение, следят за режимом сна и питания.
Транспорт
С помощью интеллектуальных устройств можно выстроить маршрут передвижения с учётом пробок, компьютер в современном автомобиле в определённых режимах отслеживает положение машины на дороге, контролирует скорость и мощность двигателя. Технология ИИ используется в автомобилях, способных передвигаться без участия человека.
Медиа
С помощью специальных программ можно планировать и публиковать материалы в интернете и соцсетях. Технологии ИИ подбирают контент в соответствии с интересами пользователя. В недалёком будущем компьютерные программы, вероятно, научатся создавать тексты на основе уже загруженных в интернет материалов.
ИИ может анализировать резюме соискателей, распределять их на группы в зависимости от навыков и квалификации и даже определять, насколько работник подходит для той или иной должности.
Медицина
Искусственный интеллект анализирует данные пациентов и выявляет связь между методами лечения и состоянием больного. В будущем планируется создать роботов, которые будут ставить диагноз на основе имеющихся симптомов, обращаясь к медицинской базе данных.
Тяжёлая промышленность
Роботы активно применяются в областях, где необходима постоянная концентрация на совершении одних и тех же рутинных действий. Самый высокий уровень внедрения машин с элементами искусственного интеллекта в производство на данный момент отмечен в Японии: на 10 000 сотрудников автомобильной промышленности там приходилось в 2014 году около 1500 роботов.
Зачем изучать технологию ИИ
Искусственный интеллект – технология не только настоящего, но и будущего, и у специалистов в этой сфере не будет проблем с трудоустройством в ближайшие несколько десятков лет. В эту область уже сейчас привлекаются огромные инвестиции, а значит, не будет проблем и с оплатой труда работников, занимающихся разработкой, изготовлением и внедрением технологий ИИ.
Вклад в науку и культуру
Искусственный интеллект и создание интеллектуальных программ и устройств – та область, в которой постоянно совершаются новые открытия. Занимаясь искусственным интеллектом, учёные и инженеры находятся на переднем крае мировой науки, продвигают человечество вперёд. Кроме того, развитие искусственного интеллекта и внедрение его в нашу жизнь порождает множество этико-философских вопросов, для разрешения которых нужен уже не машинный, а человеческий разум, способный к творческому мышлению.
В сфере создания ИИ очень востребованы не только разработчики программного обеспечения, но и люди с креативным мышлением, способные придумывать и продвигать новые идеи. Чтобы работать в этой сфере, важно уметь нестандартно мыслить. Отдельное перспективное направление, которым может заняться творческий человек – обучение машины созданию произведений искусства. Уже сегодня компьютеры рисуют картины, пишут музыку и стихи. В недалёком будущем, возможно, они возьмут на себя создание книг, кино и мультфильмов.
Освоение новых навыков
Чтобы работать в области искусственного интеллекта, необходимо хорошее знание математики и основ программирования. Для изучения ИИ наиболее важны два раздела математики – линейная алгебра и теория вероятности. Самый востребованный язык программирования в этой сфере – Python, потом идут R и Lua. Пригодится также знание английского языка – самые современные научные данные, статьи, отчёты о достижениях и экспериментах, как правило, публикуются на английском.
Для успешной работы в области ИИ необходимо критическое мышление, умение тщательно проверять любую гипотезу, сопоставлять все данные, анализировать любую задачу с разных сторон. Понадобятся и хорошие коммуникативные навыки – работа над проектами ИИ происходит в большой команде, в сотрудничестве с коллегами и специалистами из смежных областей.
Приступить к изучению технологию искусственного интеллекта на начальном уровне вполне можно самостоятельно, с изучения соответствующей литературы.
Книги, в доступной форме рассказывающие о машинном обучении и технологиях ИИ:
Познакомиться с основами создания алгоритмов для искусственного интеллекта можно на кружках робототехники в школе или центре детского творчества. Кроме того, можно найти бесплатные онлайн-курсы и открытые лекции в интернете о машинном интеллекте.
Технологии машинного обучения и искусственного интеллекта – одна из самых интересных и перспективных областей, изучение которой полезно школьникам не только с математическим, но и с гуманитарным складом ума. Это поможет им приобрести новые навыки, расширит список возможных профессий и позволит внести вклад в развитие научно-технического прогресса.
Хотите получать новые статьи во «ВКонтакте»? Подпишитесь на рассылку полезных статей
Искусственный интеллект: простыми словами о сложных вещах
Многие люди считают, что искусственный интеллект (ИИ) – это то, что должно быть изобретено в далеком будущем, как в фантастических триллерах, где неотличимые от людей роботы захватывают планету. На самом же деле нет, и ИИ присутствует в нашей жизни уже сейчас, а практически каждый человек на планете использует его для своего удобства. Благодаря когнитивной науке стало возможным создать ИИ на основании биологической нейронной сети.
Давайте разбираться, что такое ИИ, как он работает и где применяется.
Что нужно знать об искусственном интеллекте?
Впервые термин искусственный интеллект появился в 1956 году, тогда же были произведены первые исследования, касающиеся разработки систем символьных вычислений. Министерство обороны США заинтересовали исследования, и к 2003 году было создано несколько индивидуальных личных помощников.
Интеллект – это способность к восприятию, обработке и сохранению информации. Он может быть разных видов и уровней у людей, животных и машин. При этом стоит понимать, что наличие интеллекта не предполагает наличия сознания. Это значит, что сравнивать машину с полноценным человеком еще очень рано.
Интеллект позволяет исчислять то, что возможно измерить, а сознание дает оценку чувствам, которые может испытывать только человек.
Искусственный интеллект и нейронные сети – это мощные технологии, базирующиеся как раз на машинном обучении и создании машин и компьютерных программ, обладающих интеллектом. ИИ пересекается со многими другими областями знаний, среди которых математика, статистика, психология, теория вероятности, физика, обработка сигналов, машинное обучение, компьютерное зрение, лингвистика, наука о мозге и др.
На данный момент программирование алгоритмов для решения сложных задач, имеющих большой объем информации, занимает у разработчиков очень много ресурсов и требует большого количества времени. Даже если удается создать код, позволяющий обрабатывать огромное количество данных и вычислять решения тяжелых задач, этот код будет трудно использовать, т.к. он будет очень объемным, сложно тестируемым, к тому же поддерживаться будет далеко не на всех устройствах. Именно поэтому развитие ИИ сейчас так актуально, ведь современные технологии машинного обучения позволяют научить программировать компьютеры за нас, что ускоряет процесс исчисления сложных задач и облегчает работу.
Где применяется искусственный интеллект и в чем его польза?
Многие люди считают, что ни разу не сталкивались с искусственным интеллектом, однако это ошибочное мнение, ведь многие из нас используют его ежедневно.
В 2011 году, благодаря победе на телевикторине Jeopardy (аналог телепередачи «Своя игра»), известность обрел суперкомпьютер IBM Watson, использующий алгоритм машинного обучения. ИИ компьютера сражался против двух человек: Брэда Раттера, обладателя самого большого денежного приза в программе, и Кени Дженнинга, имеющего самую длительную беспроигрышную серию. С тех пор этот алгоритм изменялся и дорабатывался, а сегодня используется в качестве шаблона у таких компаний как Apple, Amazon и Google.
Как применяется искусственный интеллект в реальной жизни?
Назовем лишь несколько областей, где используется искусственный интеллект:
Почта
Сейчас практически каждый человек имеет электронную почту. При этом, гуляя по просторам Интернета, мы подписываемся на рассылки, даем свой адрес почты и получаем сотни писем в день, в которых нам рекламируют товары или услуги. Искусственный интеллект помогает сортировать эти письма и отправлять ненужные рассылки в папку «Спам».
Кроме того, если вы обращали внимание, при написании сообщения вам предлагается использовать «умные» ответы. Эта функция не только позволяет кратко отвечать по теме письма, но и предлагает формат ответов, исходя из стиля написания владельца почты. Все это делает ИИ.
Социальные сети
Linkedln использует искусственный интеллект, чтобы подбирать потенциально возможных сотрудников и работодателей.
Чат-боты на данный момент довольно популярный инструмент. Некоторые из них настроены таким образом, что довольно неплохо справляются с имитацией реального общения с живым человеком.
Facebook, сканируя сообщения, выявляет подозрительные смс, которые могут свидетельствовать о том, что автор сообщений задумывается о суициде.
Поисковые сети
Когда в Google мы начинаем вводить запрос, поисковая система предлагает нам возможные варианты – это тоже искусственный интеллект.
Google Maps или «Яндекс Карты» также используют ИИ, чтобы присылать оповещения о пробках на дорогах в вашем месте нахождения или авариях.
Рекомендации
Многие интернет-магазины используют искусственный интеллект, чтобы предлагать своим покупателям похожие товары.
Социальные сети и приложения для музыки с помощью ИИ определяют интересы пользователей, и на основании собранных данных предлагают похожие музыкальные композиции
Программы для банков
Банки предлагают специальные приложения и программы, которые при авторизации пользователя напоминают последнему о сроках оплаты счета, подсказывают трансферы и многое другое.
Для предотвращения случаев с мошенничеством ИИ отслеживает и фиксирует все операции, а в случае нестандартных платежей (например, сумм, превышающих обычные расходы, или оплаты услуг из другой страны) банк отправляет клиенту уведомление или требует позвонить лично, чтобы подтвердить платеж.
Кроме того, ИИ используется в больницах для проведения медицинских диагностик, управляет самолетами, машинами и роботами. Это направление не перестает развиваться и совершенствоваться.
Мозг человека
Как образец, для воспроизведения компьютером возможностей интеллекта используется модель человеческого мозга. Соответственно, чтобы понимать базовые принципы работы ИИ, нужно для начала разобраться, как работает мозг, хотя бы в общих чертах.
Наш мозг – это сложный компьютер, выполняющий в секунду 1000 петафлопс (миллиард миллиардов) вычислений. В этот момент он потребляет 20 Ватт энергии. Для сравнения возьмем японский суперкомпьютер «Фугаку». На 2020 год он является самым быстрым компьютером в мире и совершает более 415 квадриллионов вычислений в секунду и потребляет 27 МВт.
Мозг человека содержит приблизительно 86 миллиардов нейронов. Части мозга работают с помощью нейронов и нейронных сетей. Взаимодействуя друг с другом, нейроны передают информацию по определенным каналам, при этом сигналы одних нейронов объединяются с сигналами других, что активирует еще большее их число. Исходя из количества нейронов, можно понять, что комбинаций может быть бесчисленное множество.
Входные сигналы приходят из совершенно разных источников. Роль играет абсолютно все: климат, влажность воздуха, температура и даже то, что ел человек в ближайшее время. Один нейрон, прежде чем принять решение о том, как действовать, получает и обрабатывает тысячи различных сигналов.
Между нейронами разных слоев нейронной сети в результате обработки входных сигналов и информации передаются команды мышцам, органам. Когда человек приобретает новые навыки и опыт алгоритмы работы нейронных сетей могут меняться.
На основании такой модели мозга создают искусственную нейронную сеть.
Искусственные нейронные сети
Искусственные нейронные сети (ИНС), как мы уже выяснили, строятся на основании биологической нейронной сети. ИНС также производит обработку поступающей информации между входными и выходными сигналами. ИНС имеет обучающийся алгоритм, который считывает данные и пытается улучшить результаты обработки. С помощью этого алгоритма происходит адаптивное взвешивание входных и выходных сигналов.
Искусственные нейронные сети постоянно оптимизируются с помощью различных техник, что позволяет им работать быстрее и эффективнее. Если оптимизация проходит успешно, значит, ИНС смогла обработать информацию и выдать решение за определенный срок.
Структура ИНС состоит из трех слоев нейронов: слой ввода, скрытый слой и слой вывода. Количество нейронов в слоях может быть разным, однако обязательным правилом является то, что в каждом слое должен содержаться как минимум один нейрон. Структура ИНС может содержать много слоев, что увеличивает ее потенциал к решению задачи, однако, если потенциал выше, чем требуется для решения задачи, наступает переобучение.
Продуктивность работы модели ИНС зависит от выбранных алгоритмов работы, их настройки и архитектуры самой модели.
Одной из характеристик модели является функция активации, которая используется для преобразования входных данных в выходные данные. И если нейрон решает передавать данные далее, это как раз и называется функцией активации.
ИНС – это прекрасное средство для решения задач, однако важно тщательно подходить к выбору искусственной нейронной сети, т.к. если в структурную модель ИНС добавлять новые составляющие и увеличивать объем модели, будет довольно сложно, в случае надобности, разобрать итоговое решение, проанализировать и понять, как это решение было получено.
Глубокое обучение
Понятие «глубокое обучение» используется для описания нейронной сети и тех алгоритмов, на которых построена работа ИНС. Алгоритмы ИНС глубокого обучения направлены на прием «сырых» данных, из которых необходимо извлечь информацию и, впоследствии обработки, получить выходные данные.
Без данных алгоритмов программисту необходимо самому искать нужную информацию, в то время как ИНС, построенная на модели глубокого обучения, может сама найти нужные данные, обработать их и дать на выходе решение.
Обучение происходит следующим образом: система запускает поиск необходимой информации, получает входные данные, обрабатывает их, извлекает и выдает полезную информацию. Когда обучение пройдено, снижаются требования для поддержания работы модели к вычислительной мощности, памяти и энергии. Таким образом система тренируется выполнять какую-то конкретную задачу. Глубокое обучение может быть применено для решения задач разных направлений. На данный момент это инновация в сфере искусственного интеллекта.
Есть и другие виды обучения, например, обучение с учителем или с частичным привлечением учителя. В таком случае устанавливается контроль реальным человеком на некоторых этапах процесса.
Теневое обучение также предполагает участие человека в ходе обучения, когда перед поиском системой данных человек самостоятельно обрабатывает информацию и вносит необходимые показатели в систему сведений по специфике направления.
Заключение
Искусственный интеллект превосходит традиционные алгоритмы, созданные программистами, т.к. обрабатывает данные и выдает решения гораздо быстрее. Но если люди могут расширить свое внимание, запоминание с помощью мнемотехник и других тренировок мозга, то ИИ работает иначе.
Модели глубокого обучения позволяют решать огромный спектр задач в разных направлениях. Однако существует и недостаток сильно оптимизированных систем, которые не позволяют проконтролировать обработку информации на каждом этапе, а соответственно не дают понимания причин выбора определенного решения. Именно этот факт может привести к проблемам с этической стороны, т.к. информация является непрозрачной.
Но, пожалуй, именно поэтому ИИ продолжает развиваться и идти вперед. Вполне возможно, картины из фантастических фильмов – это будущее, которое наступит уже через несколько десятилетий. А что по этому поводу думаете вы?
Искусственный интеллект
Искусственный интеллект – это технология, а точнее направление современной науки, которое изучает способы обучить компьютер, роботизированную технику, аналитическую систему разумно мыслить также как человек. Собственно мечта об интеллектуальных роботах-помощниках возникла задолго до изобретения первых компьютеров.
Людей в середине 50-х годов прошлого столетия сильно поразили возможности вычислительных машин, особенно способности ЭВМ, безошибочно выполнять множество задач одновременно. В головах ученых и писателей сразу возникли фантастические идеи о мыслящих машинах. Именно в этот период начинают зарождаться первые технологии искусственного интеллекта.
Исследования в сфере ИИ ведутся путем изучения умственных способностей человека и переложения полученных результатов в поле деятельности компьютеров. Таким образом, искусственный интеллект получает информацию из самых разных источников и дисциплин. Это и информатика, математика, лингвистика, психология, биология, машиностроение. На основе массива данных с помощью технологии машинного обучения компьютеры пытаются имитировать интеллект человека.
Главные цели ИИ достаточно прозрачны:
История развития искусственного интеллекта
Авторство термина «искусственный интеллект» приписывают Джону Маккарти – основоположнику программирования, изобретателю языка Лисп. В 1956 году будущий лауреат престижной премии Тьюринга продемонстрировал в университете Карнеги-Меллон прототип программы на основе ИИ.
Умными роботами человечество начало грезить в первой четверти 20 века. Известный литератор Карел Чапек в 1924 года поставил в лондонском театре пьесу «Универсальные роботы». Представление поразило публику, а слово «робот» прочно вошло в обиход.
В 1943-45 годах закладываются основы для понимания и создания нейронных сетей, а уже в 1950 году Алан Тьюринг публикует в научном издании анализ интеллектуальной шахматной игры. В 1958 году появляется первый язык программирования искусственного интеллекта – Лисп.
В период с 1960 по 1970 ряд ученых доказали, что компьютеры способны понимать естественный язык на достаточно хорошем уровне. В 1965 году разработали Элизу – первого робота-помощника, который мог говорить на английском языке. В эти же годы направление ИИ стало привлекать правительственные и военные организации США, СССР и других стран. Так Министерство обороны США уже к 70-м годам запустило проект виртуальных уличных карт – прототип GPS.
В 1969 году ученые Стэнфордского университета создали Шеки – робота с ИИ, способного самостоятельно перемещаться, воспринимать некоторые данные и решать несложные задачи.
В Эдинбургском университете четырьмя годами позже (1973) был создан робот Фредди – это шотландский представитель семейства ИИ мог использовать компьютерное зрение для того, чтобы находить и собирать разные модели.
В СССР искусственный интеллект также развивался стремительно. Академики А.И. Берг и Г.С.Поспелов в 1954-64 годах создают программу «АЛПЕВ ЛОМИ», которая автоматически доказывает теоремы. В эти же годы советскими учеными был разработан алгоритм «Кора», который моделирует деятельность человеческого мозга при распознавании образов. В 1968 году Турчиным В.Ф создается символьный язык обработки данных РЕФАЛ.
80-е годы XX века стали прорывными для ИИ. Учеными были разработаны обучающие машины – интеллектуальные консультанты, которые предлагали варианты решений, умели самообучаться на начальном уровне, общались с человеком на ограниченном, но уже естественном языке.
В 1997 году создали известную шахматную программу – компьютер «Дип Блю», который обыграл чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова. В эти же годы Япония приступает к разработке проекта компьютера 6-го поколения на основе нейросетей.
Интересен факт, что в 1989 году другая шахматная программа Deep Thought обыграла гроссмейстера международного уровня Бента Ларсена. После этого поединка машины и человека, Гарри Каспаров заявил:
«Если интеллектуальная машина сможет переиграть в шахматы лучшего из лучших, значит, она сможет писать самую лучшую музыку, сочинять самые лучшие книги. Я не могу в это поверить. Когда я узнаю, что ученые создали компьютер с рейтингом интеллекта 2800, то есть равному моему, я сам вызову машину на шахматный поединок, чтобы защитить человеческую расу»
В 2000-е годы вновь появился интерес к робототехнике. ИИ активно внедряется в космическую отрасль, а также осваивается в бытовой сфере. Появляются системы умного дома, «продвинутые» бытовые устройства. Роботы Кисмет и Номад исследуют районы Антарктиды.
С 2008 начинается эра технологической сингулярности, которая по расчетам экспертов должна выйти в зенит в 2030 году. Начинается интеграция человека с вычислительными машинами, увеличиваются возможности человеческого мозга, появляются биотехнологии.
Принципы ИИ
Прежде чем описываться технологические принципы, без которых немыслимо развитие искусственного интеллекта, стоит познакомиться с этическими законами робототехники. Их в 1942 году вывел Айзек Азимов в своём романе «Хоровод»:
До выхода в свет романа Азимова, искусственный интеллект ассоциировался с образом Франкенштейна Мэри Шелли. Искусственно созданное подобие человека с разумом восстает против людей. Эту же страшилку перенесли и в знаменитый блокбастер Голливуда «Терминатор».
Интересен факт, что в 1986 году Айзек Азимов дописал еще один пункт к законам робототехники. Писатель предпочел назвать его «нулевым»:
0. Робот не может навредить человеку, если только не докажет, что в конечном итоге это (вред) будет полезно для всего человечества.
Разобравшись с этическими законами, перейдем к технологическим принципам искусственного интеллекта:
Кроме того, трудно представить существование искусственного интеллекта без мощных графических процессоров, которые являются сердцем интерактивной обработки данных. Для интеграции ИИ в различные программы и устройства необходима технология API – программные интерфейсы приложений. Используя API можно без труда добавлять технологии искусственного интеллекта в любые компьютерные системы: домашняя безопасность, умный дом, оборудование на ЧПУ и прочее.
Сфера использования ИИ
Искусственный интеллект постепенно приходит во все отрасли человеческой деятельности, делая обычные программные комплексы интеллектуальными:
Основные проблемы ИИ
Как вы понимаете возможности искусственного интеллекта на данной стадии развития не безграничны. Перечислим главные трудности:
Резюме
Мы познакомились с понятием, что такое искусственный интеллект. Изучили основные принципы: этические и технологические. Рассмотрели главные препятствия на пути развития ИИ. Искусственный интеллект тесно связан с развитием компьютерной техники, а также таких наук как математика, статистика, комбинаторика и других.