Определение понятия «искусственный интеллект»

В понятие «искусственный интеллект» вкладывается различный смысл  –  от признания интеллекта у ЭВМ, решающих логические или даже любые вычислительные задачи, до отнесения к интеллектуальным лишь тех систем, которые решают весь комплекс задач, которые решает человек и даже социум. Статья представляет собой попытку реалеализации такой цели, как определение понятия «искусственный интеллект».

Проблеме искусственного интеллекта посвятили свои работы многие отечественные и зарубежные исследователи (А.Тьюринг, К.Шеннон, М.Мински, А.Ньювелл, Дж.Маккарти, П.Дж.Хейс, П.Армер А.Н.Колмогоров, Л.Т.Кузин, Д.А.Поспелов, Н.М.Амосов и др.).

Разные исследователи по-разному трактуют понятие «искусственный интеллект». Так, по А.Н.Колмогорову, любая материальная система, с которой можно достаточно долго обсуждать проблемы науки, литературы и искусства, обладает интеллектом [1]. Другим примером трактовки интеллекта может служить известное определение А.Тьюринга, смысл которого заключается в следующем. В разных комнатах находятся люди и машина. Они не могут видеть друг друга, но имеют возможность обмениваться информацией (например, с помощью электронной почты). Если в процессе диалога между участниками игры людям не удается установить, что один из участников - машина, то такую машину можно считать обладающей интеллектом [2].Тезис Тьюринга подтверждает В.М.Глушков. Он утверждает, что некоторое устройство представляет собой искусственный интеллект, если, ведя с ним достаточно долгий диалог по более или менее широкому кругу вопросов, человек не сможет различить, разговаривает он с разумным живым существом или с автоматическим устройством [3].

Характеризуя особенности систем искусственного интеллекта, Л.Т.Кузин [4] указывает на: 1) наличие в них собственной внутренней модели внешнего мира  – она обеспечивает индивидуальность, относительную самостоятельность системы в оценке ситуации, возможность семантической и прагматической интерпретации запросов к системе; 2) способность пополнения имеющихся знаний; 3) способность к дедуктивному выводу - к генерации информации, которая в явном виде не содержится в системе; это качество позволяет системе конструировать информационную структуру с новой семантикой и прагматической ориентацией; 4) умение оперировать в ситуациях, связанных с различными аспектами нечеткости, включая «понимание» естественного языка; 5) способность к диалоговому взаимодействию с человеком; 6) способность к адаптации.

П.Армер выдвинул мысль о «континууме интеллекта»: различные системы могут сопоставляться не только как имеющие и не имеющие интеллекта, но и по степени его развития. При этом, считает он, желательно разработать шкалу уровня интеллекта, учитывающую степень развития каждого из его необходимых признаков [5].

Для того, чтобы определить, что есть искусственный интеллект, для начала определим понятие «интеллект». Термин интеллект (intelligence) происходит от латинского intellectus - что означает ум, рассудок, разум; мыслительные способности человека. Соответственно искусственный интеллект (artificial intelligence) - ИИ (AI) обычно понимается как 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 [6]. Интеллектом называют способность мозга решать (интеллектуальные) задачи путем приобретения, запоминания и целенаправленного преобразования знаний в процессе обучения на опыте и адаптации к разнообразным обстоятельствам. Значит, искусственный интеллект также должен решать подобные задачи, а для этого должен иметь некоторый набор знаний, обладать способностью их пополнения, обработки и анализа.

В данном случае, под термином «знания» подразумевается не только та информация, которая поступает в мозг через органы чувств. Такого типа знания чрезвычайно важны, но недостаточны для интеллектуальной деятельности. Дело в том, что объекты окружающей нас среды обладают свойством не только воздействовать на органы чувств, но и находиться друг с другом в определенных отношениях. Ясно, что для того, чтобы осуществлять в окружающей среде интеллектуальную деятельность (или хотя бы просто существовать), необходимо иметь в системе знаний модель этого мира. В этой информационной модели окружающей среды реальные объекты, их свойства и отношения между ними не только отображаются и запоминаются, но и, как это отмечено выше, могут «целенаправленно преобразовываться». При этом существенно то, что формирование модели внешней среды происходит в процессе обучения на опыте и адаптации к разнообразным обстоятельствам. Как видим, для искусственного интеллекта необходимо наличие внутренней модели внешнего мира, а следовательно, и аппарата для адаптации к новым условиям внешнего мира.

При рассмотрении мышления стоит отметить, что его основная функция заключается в выработке схем целесообразных внешних действий в бесконечно варьирующихся условиях. Специфика человеческого мышления (в отличие от рассудочной деятельности животных) состоит в том, что человек вырабатывает и накапливает знания, храня их в своей памяти. Выработка схем внешних действий происходит не по принципу «стимул - реакция», а на основе знаний, получаемых дополнительно из среды, для поведения в которой и вырабатывается схема действия. Выработка схем внешних действий (а не просто действия по командам, пусть даже меняющегося как функции от времени или как однозначно определенные функции от результатов предшествующих шагов), на наш взгляд, является существенной чертой интеллекта.

Отсюда следует, что системы искусственного интеллекта – это те системы, которые используют заложенные в них правила переработки информации и вырабатывают новые схемы целесообразных действий на основе анализа моделей среды, хранящихся в памяти. Способность к перестройке самих этих моделей в соответствии с вновь поступающей информацией - свидетельство интеллекта достаточно высокого уровня. Как правило, принято отождествлять процессы, протекающие в компьютерной системе с процессами мышления человека. Если система решает задачи, которые человек решает посредством своего интеллекта (интеллектуальные задачи), то, считается, что мы имеем дело с системой искусственного интеллекта.

Мы употребили термин интеллектуальная задача. Для того чтобы пояснить, чем отличается интеллектуальная задача от просто задачи, необходимо ввести термин «алгоритм» как один из краеугольных терминов кибернетики. Под алгоритмом понимают точное предписание о выполнении в определенном порядке системы операций для решения любой задачи из некоторого данного класса (множества) задач. Термин «алгоритм» происходит от имени узбекского математика Аль-Хо Резми, который еще в IX веке предложил простейшие арифметические алгоритмы. 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 данного типа связано с тонкими и сложными рассуждениями, требующими большой изобретательности и высокой квалификации. Подобного рода деятельность как раз и требует участия интеллекта человека. Задачи, требующие создания алгоритма для их решения, будем называть интеллектуальными.

Что же касается задач, алгоритмы решения которых уже установлены, то, как отмечает известный специалист в области ИИ М.Минский, «излишне приписывать им такое мистическое свойство, как «интеллектуальность» [7]. В самом деле, после того, как такой алгоритм уже найден, процесс решения соответствующих задач становится таким, что его могут в точности выполнить человек, запрограммированная вычислительная машина или робот, не имеющие ни малейшего представления о сущности самой задачи. Требуется только, чтобы лицо, решающее задачу, было способно выполнять элементарные операции, необходимые для реализации алгоритма, и четко ему следовало.

С точки зрения психологии, задача есть только тогда, когда есть работа для мышления, т.е. когда имеется некоторая цель, а средства к ее достижению не ясны; именно мышление и изыскивает такие средства. Хорошо по этому поводу сказал замечательный математик Д.Пойа, что «…трудность решения в какой-то мере входит в само понятие задачи: там, где нет трудности, нет и задачи». Если человек имеет очевидное средство, с помощью которого, наверное, можно осуществить желание, поясняет он, то задачи не возникает. Если человек обладает алгоритмом решения некоторой задачи и имеет физическую возможность его реализации, то задачи в собственном смысле уже не существует [8]. В таком понимании значение термина «задача» близко к значению термина «проблемная ситуация». Задача решается посредством преобразования проблемной ситуации. Условия такой задачи полностью не заданы, поэтому человек пытается использовать всю имеющуюся в его памяти информацию.

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 и т. д. Для решения подобного рода задач 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, таких, как распознавание образов, игра в шахматы, доказательство теорем и т. п., напротив это формальное разбиение процесса поиска решения на отдельные элементарные шаги часто оказывается весьма затруднительным, даже если само их решение несложно.

Следовательно, система, обладающая искусственным интеллектом, должна не только четко выполнять заложенные алгоритмы, но и обладать способностью для создания новых алгоритмов.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы: искусственный интеллект должен иметь некоторый набор знаний, обладать способностью их пополнения, обработки и анализа; для искусственного интеллекта необходимо наличие внутренней модели внешнего мира и аппарата для адаптации к новым условиям внешнего мира; системы искусственного интеллекта должны, использовать заложенные в них правила переработки информации и вырабатывать новые схемы целесообразных действий на основе анализа моделей среды, хранящихся в памяти; система, обладающая искусственным интеллектом, должна не только четко выполнять заложенные алгоритмы, но и обладать способностью для создания новых алгоритмов.

Литература:

1. Колмогоров А.Н. Теория информации и теория алгоритмов.- М, 1987.

2. Тьюринг А. Может ли машина мыслить?- М., 1960.

3. Шалютин С.М. «Искусственный интеллект».- М, 1985.

4. Кузин Л.Т. Основы кибернетики. - М 1973.

5. Эндрю А. «Искусственный интеллект». - М, 1985.

6. http://lii.newmail.ru - Лаборатория искусственного интеллекта

7. Minsky M. Steps towards arti_cial intelligence. - Proceedings of the I.R.E., 1961

8. Пойа Д. Как решать задачу. – М, 1959.

Т.А.Кошелев, г. Великий Новгород