Машинна творчість

Ігрові програми.

До числа перших ігрових програм можна віднести програму Артура Самуэля по грі в чекерс (американські шашки), написану в 1947 році, причому в ній використався ряд основних ідей ШІ, таких, як перебір варіантів і самонавчання.

Навчити комп'ютер грати в шахи - одна з найцікавіших задач у сфері ігрових програм, що використають методи ШІ. Вона була поставлена вже на зорі обчислювальної техніки, наприкінці 50-х років. У шахах існують певні рівні майстерності, ступені якості гри, які можуть дати чіткі критерії інтелектуального росту машини. Тому комп'ютерними шахами активно займалися вчені розуми в усім світі. Але шахи - гра, змагання, і щоб продемонструвати свої логічні здатності, комп'ютеру необхідний безпосередній супротивник. В 1974 році вперше пройшов чемпіонат світу серед шахових програм у рамках чергового конгресу ІFІP (Іnternatіonal Federatіon of Іnformatіon Processіng) у Стокгольмі. Переможцем цього змагання стала радянська шахова програма "Каисса" (Каисса - богиня, покровителька шахів). Ця програма була створена в Москві, в Інституті проблем керування Академії наук у команді розроблювачів програми-чемпіона, лідерами якої були Володимир Арлазаров, Михайло Донськой і Георгій Адельсон-Вельский. "Каисса" показала усьому світу здатності російських фахівців в області евристичного програмування.

В 1957 році американські дослідники М. Мэтьюз і Н. Гутман відвідали концерт одного маловідомого піаніста. Концерт їм обом не сподобався, і, придя додому, М. Метьюз відразу став писати програму, що грає музику. Ідея Метьюза, розвиваючись, породила цілий клас музичних мов програмування, які спочатку називалися MUSІ з номером версії. Мова C-Sound походить саме із цих програм. А відділення Стендфордского інституту досліджень, де працював тоді М. Мэтьюз, виросло в музичний дослідницький центр за назвою CCRMA.

В 1959 році радянський математик Рудольф Зарипов почав "складати" одноголосні музичні п'єси на машині "Урал". Вони називалися "Уральські наспіви" і носили характер експерименту. При їхньому складанні використалися випадкові процеси для різних елементів музичної фактури (форма, ритм, звуковисотність і т.д.). З тих пір з'явилося дуже багато програм для алгоритмічної композиції. Для різних музичних задач було створено спеціальне програмне забезпечення: системи багатоканального зведення; системи обробки звуку; системи синтезу звуку; системи інтерактивної композиції; програми алгоритмічної композиції й ін.

В 1975-1976 роках були проведені експерименти щодо порівняння машинної й "людської" музики. Для експерименту були обрані мелодії пісень відомих радянських композиторів, опубліковані в збірниках обраних пісень, і мелодії, складені на обчислювальній машині "Урал-2" по програмі Р. Зарипова. Результати експериментів такі: машинні твори журі визнало в більшості випадків найцікавішими й, "без сумніву, написаними людиною". Таким чином, діяльність машини задовольняла критерію Тьюринга - експерти не взнали її.

Д. А. Поспєлов у своєму інтерв'ю "Літературній газеті" [№1, 1976] злегка іронізує над методом Р. Зарипова, згадуючи, що приблизно такий же спосіб "творчості" запропонував ще Остап Бендер в "Золотому теляті", продавши журналістові Ухудшанскому своє "Незамінний посібник для твору ювілейних статей, табельних фейлетонів, а також парадних віршів, од і тропарів", що рятує від "необхідності чекати, покуда вас обіллє пітний вал вдохновенья". З розділу першого (словник) беруться потрібні іменники, прикметники, дієслова, змішуються по зразках розділу другого (творча частина) і виходить "шедевр". Такий метод можна запрограмувати й можна написати повісті, розповіді, вірші. Але навряд чи це можна назвати творчістю. Практично очевидно, що в такий спосіб не буде створено геніальний в загальнолюдському змісті твір.

Не будемо чекати від інтелектуальних систем геніальності. ІС уже зараз здатні робити багато корисної й розумної роботи, що вимагає якоїсь частки інтелекту.

Серед напрямків робіт в області ШІ варто також виділити НЕЙРОКІБЕРНЕТИКУ, або інакше кажучи, підхід до розробки машин, що демонструють "розумну" поведінку, на основі архітектур, що нагадують устрій мозку й називаних нейронны мережы (НМ). В 1942 році, коли Н. Вінер визначив концепції кібернетики, В. Мак-Каллок і В. Питс опублікували першу фундаментальну працю по НМ, де говорилося про те, що будь-яке добре задане відношення вхід-вихід може бути представлене у вигляді формальної НМ. Одна із ключових особливостей нейронних мереж полягає в тому, що вони здатні навчатися на основі досвіду, отриманого в навчальному середовищі. В 1957 році Ф. Розенблат винайшов пристрій для розпізнавання на основі НМ - персептрон, що успішно розрізняв букви алфавіту, хоча й відрізнявся високою чутливістю до їхнього написання.

Цікаво знати, що в звичаних мурах і бджіл приблизно 80 нейронів на особину (у цариці - 200-300 нейронів), у тарганів - 300 нейронів і ці істоти показують відмінні адаптаційні властивості в процесі еволюції. У людини число нейронів більш ніж 10¹⁰.

Пік інтересу до НМ доводиться на 60-і й 70-і роки, але в останні десять років спостерігається різко зрослий обсяг досліджень і розробок НМ. Це стало можливим у зв'язку з появою нового апаратного забезпечення, що підвищило продуктивність обчислень у НМ (нейропроцесори, транспьютери й т.п.). НМ добре підходять для розпізнавання образів і рішення задач класифікації, оптимізації й прогнозування. Тому основними областями застосування НМ є:

1. промислове виробництво й робототехніка;

2. воєнна промисловість й аеронавтика;

3. банки й страхові компанії;

4. служби безпеки;

5. біомедична промисловість;

6. телебачення й зв'язок; і інші області.

Закінчуючи історичний огляд робіт в області ШІ, варто повернутися в 1981 рік. У цей час японські фахівці, що об'єднали свої зусилля під егідою науково-дослідного центра по обробці інформації JІPDEC, опублікували програму НДДКР із метою створення до 1991 року прототипу комп'ютера нового покоління. Ця програма, що одержала на Заході назву "японський виклик", була представлена як спроба побудувати інтелектуальний комп'ютер, до якого можна було б звертатися природною мовою й вести бесіду.

Серйозність, з якої основні конкуренти Японії відгукнулися на кинутий їм виклик, пояснюється тим, що колись перехід від одного покоління до іншого характеризувався зміною елементної бази, ростом продуктивності й розширенням сервісних можливостей для користувачів, що володіють тією чи іншою мірою професійними навичками програмування. Перехід до комп'ютерів п'ятого покоління означав різкий ріст "інтелектуальних" здатностей комп'ютера й можливість діалогу між комп'ютером і непрофесійним користувачем природною мовою, у тому числі в мовній формі або шляхом обміну графічною інформацією - за допомогою креслень, схем, графіків, малюнків. До складу комп'ютера п'ятого покоління також повинна ввійти система рішення задач і логічного мислення, що забезпечує здатність машини до самонавчання, асоціативної обробки інформації й одержанню логічних виводів. Рівень "дружелюбності" комп'ютера стосовно користувача підвищиться настільки, що фахівець із будь-якої предметної області, що не має навичок роботи з комп'ютером, зможе користуватися комп'ютером за допомогою природних для людини засобів спілкування - мови, рукописного тексту, зображень й образів.

У літературі того часу досить докладно описуються всі ці питання. Тут відзначимо лише основні компоненти програмного забезпечення (ПЗ), плановані для систем п'ятого покоління:

базова програмна система, що включає систему керування базою знань (СУБЗ), систему придбання й подання знань, систему рішення задач й одержання виводів, систему навчання й пояснення рішень;

базова прикладна система, що включає інтелектуальну систему автоматизованого проектування (САПР) надвеликих інтегральних схем (НВІС) і архитектур комп'ютерів, інтелектуальну систему програмування, систему машинного перекладу й розуміння ПМ, систему розпізнавання образів й обробки зображень (не менш 100 000 одиниць інформації у вигляді зображень), систему розпізнавання мови (не менш 10 000 слів), бази знань (БЗ) про предметні області, а також утилітні системи для уведення програм і даних, що забезпечують діагностику й обслуговування.

Тепер з позиції нашого часу можна сказати, що фірма Mіcrosoft постаралася частково відповісти на "японський виклик" у своїх версіях операційної системи Wіndows для персональних комп'ютерів серії ІBM PC AT/486 і вище. Рівень "дружелюбності" комп'ютерів п'ятого покоління стосовно користувача дійсно значно підвищився в порівнянні з іншими поколіннями комп'ютерів. У ці ж роки стрімкий розвиток Іnternet став потужним кроком по шляху створення розподілених баз знань.