Что такое искусственный интеллект?

Одной из важнейших особенностей создания современных автоматизированных систем является всё более широкое использование т.н. интеллектуальных систем управления, реализующих парадигму искусственный интеллект.

Понятие «интеллект» (лат. intellectus) имеет многочисленные определения и трактовки. В общем смысле интеллект – способность мыслить. В теории познания интеллект – способность к рациональному (объективному) познанию, реализуемому посредством приобретения, запоминания, целенаправленного преобразования и применения знаний. Эти качества широко используются человеком как в бытовых ситуациях, так в общественной и производственной деятельности. Они противопоставляются нерациональным (субъективным) свойствам психики – эмоциям, любви, воли и т.п.

Следует иметь в виду, что существуют и другие, чисто поведенческие (функциональные) определения интеллекта. Так, по А. Н. Колмогорову, любая материальная система, с которой можно достаточно долго обсуждать проблемы науки, литературы и искусства, обладает интеллектом. Другим примером поведенческой трактовки интеллекта может служить известный тест Алана Тьюринга.

Одна из интерпретаций теста заключается в следующем. В разных комнатах находятся люди и машина. Они не могут видеть друг друга, но имеют возможность обмениваться информацией. Если в процессе диалога между участниками игры людям не удается установить, кто из участников – машина, то такую машину можно считать обладающей интеллектом.

Рис. 11.1. А́лан Мэ́тисон Тью́ринг, (англ. Alan Mathison Turing [ˈtjʊərɪŋ]; 1912 —1954) —выдающийся английский математик, логик, криптограф, оказавший существенное влияние на развитие информатики. А. Тьюринг был первым хакером, разработавшим во время второй мировой войны методы и специализированную машину «Turing Bombe» для взлома немецкой шифровальной машины «Эни́гма» (от нем. Änigma — загадка). В честь учёного названа Премия Тьюринга — самая престижная в мире награда в области информатики.

Несмотря на то, что понятие «интеллект» отождествляется с человеком, очевидно его наличие и у других живых организмов. Более того, еще в древние времена предпринимались неоднократные попытки создания механических агрегатов и искусственных биологических существ (гомункулов), наделенных интеллектуальными функциями человека. С появлением ЭВМ идея их реализации посредством программных средств или программно-аппаратных комплексов вспыхнула с новой силой.

В 1956г. на семинаре в Дартмутском колледже (США) Джоном Маккарти был предложен термин «искусственный интеллект, ИИ» (англ. artificial intelligence, AI).

Рис. 11.2. Джон Маккарти (1927—2011) — американский информатик, автор термина «искусственный интеллект» (1956), изобретатель языка Лисп (1958), основоположник функционального программирования, лауреат премии Тьюринга (1971) за огромный вклад в область исследований искусственного интеллекта.

Одно из определений искусственного интеллекта - это область компьютерной науки (раздел информатики), занимающаяся автоматизацией разумного поведения. Разумное поведение ярче всего проявляется при решении так называемых «интеллектуальных задач». Для того чтобы пояснить, чем отличается интеллектуальная задача от просто задачи, необходимо ввести термин «алгоритм» - один из краеугольных терминов кибернетики.

Под алгоритмом понимают набор инструкций (операций), описывающих порядок действий исполнителя для получения результата решения задачи за конечное время. Термин «алгоритм» происходит от имени персидского математика Аль-Хорезми, который еще в IX веке предложил простейшие арифметические алгоритмы.

Рис 14.3. Аль-Хорезми – один из величайших математиков всех времен, создатель алгебры и первых математических алгоритмов.

В математике и кибернетике класс задач определенного типа считается решенным, когда для ее решения установлен алгоритм. Нахождение алгоритмов является естественной целью человека при решении им разнообразных классов задач. Отыскание алгоритма для задач некоторого типа связано с тонкими и сложными рассуждениями, требующими большой изобретательности и высокой квалификации. Именно такие задачи мы и будем называть интеллектуальными, так как, принято считать, их решение требует участия интеллекта человека. К их числу относятся:

- творческие задачи – сочинение музыки, написание литературных произведений, создание картин, перевод текстов и т.д.;

- доказательство теорем и логические задачи – задачи, требующие установления истинности некоторого утверждения или решения проблемной ситуации посредством логических умозаключений (логического вывода);

- некоторые виды оптимизационных задач, не имеющих на текущий момент эффективных (за полиномиальное время) алгоритмов их решения. Оптимизационная задача – задача нахождения экстремума (минимума или максимума) целевой функции;

- распознавание образов;

- игры (шахматы, шашки, покер, преферанс, ГО и т.п.);

- и другие.

Что же касается задач, алгоритмы решения которых уже установлены, то, как отмечает известный специалист в области искусственного интеллекта Марвин Минский, «излишне приписывать им такое мистическое свойства, как "интеллектуальность"». В самом деле, после того, как такой алгоритм уже найден, процесс решения соответствующих задач становится таким, что его могут в точности выполнить человек, вычислительная машина (должным образом запрограммированная) или робот, не имеющие ни малейшего представления о сущность самой задачи. Требуется только, чтобы лицо, решающее задачу, было способно выполнять те элементарные операции, из которых складывается процесс, и, кроме того, чтобы оно педантично и аккуратно руководствовалось предложенным алгоритмом. Такое лицо, действуя, как говорят в таких случаях, чисто машинально, может успешно решать любую задачу рассматриваемого типа.

Поэтому представляется совершенно естественным исключить из класса интеллектуальных такие задачи, для которых существуют стандартные методы решения. Примерами таких задач могут служить чисто вычислительные задачи: решение системы линейных алгебраических уравнений, численное интегрирование дифференциальных уравнений, бухгалтерский учет и т. д. Для их решения имеются стандартные алгоритмы, представляющие собой определенную последовательность элементарных операций, которая может быть легко реализована в виде программы для вычислительной машины. В противоположность этому для широкого класса интеллектуальных задач формальное разбиение процесса поиска решения на отдельные элементарные шаги часто оказывается весьма затруднительным.

Таким образом, можно перефразировать определение интеллекта как универсального сверхалгоритма, который способен создавать алгоритмы решения конкретных задач.