Понятие искусственного интеллекта и интеллектуальных технологий

Термин интеллект происходит от латинского intellectus — что означает ум, рассудок, разум, мыслительные способности человека.

Интеллектом называется способность мозга решать интеллектуальные задачи путем приобретения и целенаправленного преобразования знаний в процессе обучения и адаптации к различным ситуациям. Соответственно под искусственным интеллектом (ИИ) понимается свойство автоматических систем брать на себя отдельные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних воздействий, т.е. решать интеллектуальные задачи, которые отличаются от тривиальных задач отсутствием разработанного алгоритма их решения.

Под алгоритмом понимается точное предписание о выполнении в определенном порядке системы операций для решения любой задачи из некоторого класса (множества) задач. В математике и кибернетике класс задач определенного типа считается решенным, если для него разработан алгоритм. Разработка алгоритма для класса задач связана со сложными рассуждениями, требующими высокой квалификации. Принято считать, что этот вид деятельности требует участия интеллекта человека. Задачи, связанные с нахождение алгоритма решения класса задач определенного типа называют интеллектуальными. После того, как алгоритм найден, процесс решения соответствующих задач становится таким, что его могут в точности выполнить человек, ЭВМ или робот, не имеющие представления о сущности самой задачи. Требуется лишь способность выполнять те элементарные операции, из которых состоит процесс решения задачи и точно и аккуратно руководствоваться предложенным алгоритмом.

Задачи, для которых существуют стандартные методы решения, не относятся к классу интеллектуальных задач. К таким относятся вычислительные задачи: решение системы линейных алгебраических уравнений, численное интегрирование дифференциальных уравнений и т.д. Для широкого класса интеллектуальных задач, таких как распознавание образов, игра в шахматы, доказательство теорем и т.п., формальное разбиение процесса поиска решения на отдельные элементарные этапы часто оказывается весьма затруднительным, даже если само решение несложно.

Таким образом, интеллект – это универсальный сверхалгоритм, который способен создавать алгоритмы решения конкретных задач.

Деятельность мозга, направленную на решение интеллектуальных задач называют мышлением или интеллектуальной деятельностью. Интеллект и мышление органически связаны с решением таких задач, как доказательство теорем, логический анализ, распознавание ситуаций, планирование поведения, игры и управление в условиях неопределенности. Характерными чертами интеллекта, проявляющимися в процессе решения задач, являются способность к обучению, обобщению, накоплению опыта и адаптации к изменяющимся условиям в процессе решения задач. Благодаря этим качествам интеллекта мозг может решать разнообразные задачи, а также легко перестраиваться с решения одной задачи на другую. Таким образом, мозг, наделенный интеллектом, является универсальным средством решения широкого круга задач для которых нет стандартных, заранее известных методов решения.

Искусственный интеллект рассматривается в одном из разделов информатики, в рамках которого ставятся и решаются задачи аппаратного и программного моделирования интеллектуальных (творческих) видов деятельности человека.

Термин «искусственный интеллект» (artificial intelligence) был предложен в 1956 году в США на семинаре, посвященном решению логических задач.

Результаты исследований по искусственному интеллекту используются в интеллектуальных системах (ИС). Под интеллектуальной системой понимается техническая или программная система, способная решать задачи, считающиеся творческими, принадлежащие конкретной предметнойобласти, знания о которой хранятся в памяти интеллектуальной системы.

Системы искусственного интеллекта состоят из трех основных блоков:

Ÿ база знаний;

Ÿ решатель - система, способная благодаря встроенной в нее общей стратегии нахождения решения (например, путем логического вывода) находить решение задач;

Ÿ интеллектуальный интерфейс - интерфейс, в который включены средства, позволяющие человеку вести общение с ЭВМ, не используя для ввода специальные программы.

Типичным представителем систем искусственного интеллекта являются экспертные системы.

В целом системы искусственного интеллекта ориентированы на решение большого и очень важного класса задач, называемых неформализуемыми (трудно формализуемыми). К неформализуемым относят задачи, обладающие особенностями (свойствами):

Ÿ алгоритмическое решение задачи неизвестно (хотя, возможно, и существует) или не может быть использовано из-за ограниченности ресурсов ЭВМ;

Ÿ задача не может быть определена (задана) в числовой форме (требуется символьное представление);

Ÿ цели решения задачи не могут быть выражены в терминах точно определенной целевой функции (не может быть задана функция цели);

Ÿ большая размерность;

Ÿ динамически изменяющиеся данные и знания.

Как правило, трудно формализуемые задачи обладают неполнотой, неоднозначностью и/или противоречивостью исходных данных и знаний о предметной области.

Можно выделить два основных направления в исследованиях по ИИ:

1. Программно-прагматическое («не имеет значения, как устроено «мыслящее» устройство, главное, чтобы на заданные входные воздействия оно реагировало, как человеческий мозг») — занимается созданием программ для решения задач, которые ранее решались исключительно человеком. Сюда относятся программы для решения логических задач, поиска, классификации и т.п. Это направление ориентировано на поиски алгоритмов решения интеллектуальных задач на существующих моделях компьютеров.

2. Бионическое («единственный объект, способный мыслить — это человеческий мозг, поэтому любое «мыслящее» устройство должно каким-то образом воспроизводить его структуру») — занимается проблемами искусственного воспроизведения тех структур и процессов, которые характерны для живого мозга человека и которые лежат в основе процесса решения задач человеком. В рамках бионического подхода к проблеме искусственного интеллекта сформировалась новая наука нейроинформатика, практическим выходом которой явилась разработка нейрокомпъютера.

В настоящее время традиционным считается программно-прагматическое направление, при котором не ставится вопрос об адекватности используемых методов, а рассматривается лишь конечный результат решения задачи.

Наиболее применяемыми в сфере экономики являются следующие интеллектуальные технологии:

• технологии инженерии знаний;

• технологии экспертных систем;

• технологии эволюционного моделирования;

• нейросетевые технологии.