Направления искусственного интеллекта

«Искусственный интеллект» – мощная ветвь информатики, имеющая как фундаментальные, чисто научные основы, так и весьма развитые технические, прикладные аспекты, связанные с созданием и эксплуатацией работоспособных образцов интеллектуальных систем. От их успеха этих работ зависит появление ЭВМ нового 5-го поколения. Именно этот качественный скачок возможностей компьютеров – обретение ими в полной мере интеллектуальных возможностей - положен целью развития вычислительной техники нового поколения.

Любая задача, для которой не известен алгоритм решения, может быть отнесена к сфере искусственного интеллекта (игра в шахматы, медицинская диагностика, составление резюме текста или перевода его на иностранный язык). Две характерные особенности задач искусственного интеллекта: преобладающее использование информации в символьной (а не в числовой) форме и наличие выбора между многими вариантами в условиях неопределенности.

Направления, где применяются методы искусственного интеллекта:

1.3.1 Восприятие и распознавание образов, под этим понимают проблемы понимания и логического рассуждения в процессе обработки визуальной и речевой информации. Каждому объекту ставится в соответствие матрица признаков, по которой происходит его распознавание. Это направление близко к машинному обучению и тесно связано с нейрокибернетикой.

1.3.2 Математика и автоматическое доказательство теорем.

1.3.3 Игровые интеллектуальные задачи — шахматы, шашки, го. В основе лежит один из ранних подходов — лабиринтная модель плюс эвристики. Интеллектуальными системами был быстро достигнут и превзойден уровень человека средних способностей, однако уровень лучших специалистов не достигнут до сих пор.

1.3.4 Решение задач - постановка, анализ и представление конкретных ситуаций для задач, которые встречаются в повседневной жизни, для решения которых требуется изобретательность и способность к обобщению.

1.3.5 Новые архитектуры компьютеров.Это направление занимается разработкой новых аппаратных решений и архитектур, направленных на обработку символьных и логических данных. Создаются Пролог- и Лисп-машины, компьютеры V и VI поколений. Последние разработки посвящены компьютерам баз данных и параллельным компьютерам.

1.3.6 Интеллектуальные роботы. Роботы — это электромеханические устройства, предназначенные для автоматизации человеческого труда. Идея создания роботов исключительно древняя. Со времени создания сменилось несколько поколений роботов.

- Роботы с жесткой схемой управления. Практически все современные промышленные роботы принадлежат к первому поколению - это программируемые манипуляторы.

- Адаптивные роботы с сенсорными устройствами. Есть образцы таких роботов, но в промышленности они пока не используются.

- Самоорганизующиеся, или интеллектуальные, роботы. Это конечная цель развития робототехники. Основная проблема при создании интеллектуальных роботов — проблема машинного зрения.

1.3.7 Понимание естественного языка.Здесь ставится задача анализа и генерации текстов, их внутреннего представления, выявление знаний, необходимых для понимания текстов. Трудности связаны с тем, что предложениям естественного языка присуща:

- неполнота;

- неточность;

- нечеткость;

- грамматическая некорректность;

- избыточность;

- зависимость от контекста;

- неоднозначность.

В технических системах должен использоваться формальный язык, смысл предложений которого однозначно определяется их формой. Перевод с естественного языка на формальный является нетривиальной задачей.

Первая программа в этой области — переводчик с английского языка на русский. Первая идея — пословный перевод — оказалась неплодотворной. В настоящее время используется более сложная модель, включающая анализ и синтез естественно-языковых сообщений.

1.3.8 Экспертные системы – интеллектуальные системы, вобравшие в себя знания специалистов в конкретных видах деятельности – имеют большое практическое значение, с успехом применяются во многих областях.

1.3.9 Специальное программное обеспечение.В рамках этого направления разрабатываются специальные языки для решения задач не вычислительного плана. Эти языки ориентированы на символьную обработку информации. Помимо этого создаются пакеты прикладных программ, ориентированные на промышленную разработку интеллектуальных систем, или программные инструментарии искусственного интеллекта. Достаточно популярно создание так называемых пустых экспертных систем, или "оболочек", в которых можно наполнять базы знаний, создавая различные системы.

1.3.10 Обучение и самообучение.Активно развивающаяся область искусственного интеллекта. Включает модели, методы и алгоритмы, ориентированные на автоматическое накопление знаний на основе анализа и обобщения данных.

Во всех этих направлениях главные трудности связаны с тем, что недостаточно изучены и поняты принципы человеческой интеллектуальной деятельности, процесс принятия решений и решения задач. Если в 60-х годах широко обсуждался вопрос «может ли компьютер мыслить», то теперь вопрос ставится иначе: «достаточно ли хорошо человек понимает, как он мыслит, чтобы передать эту функцию компьютеру»? В силу этого, работы в области искусственного интеллекта тесно соприкасаются с исследованиями по соответствующим разделам психологии, физиологии, лингвистики.