Системы искусственного интеллекта и нейронные сети
Искусственный интеллект, основные понятия
Искусственный интеллект — один из разделов информатики, в
рамках которого ставятся и решаются задачи аппаратного и программного
моделирования тех видов человеческой деятельности, которые традиционно считаются
интеллектуальными (творческими). Термин «искусственный интеллект» (
artificial intelligence ) предложен в 1956 году на семинаре с аналогичным
названием, который состоялся в США и был посвящен решению логических задач.
Современные интеллектуальные информационные технологии — технологии
обра ботки информации и решения задач с помощью вычислительных машин,
опира ющиеся на достижения в области искусственного интеллекта. Результаты
исследований по искусственному интеллекту используются в интеллектуальных системах (ИС) — технических или программных системах, способных
решать задачи, считающиеся творческими, принадлежащие конкретной предмет
ной области, знания о которой хранятся в памяти интеллектуальной системы.
Системы искусственного интеллекта состоят из трех основных блоков: базы
знаний, решателя и интеллектуального интерфейса. Типичным представителем
сис тем искусственного интеллекта являются экспертные системы.
ПРИМЕЧАНИЕ Решатель — система, способная благодаря
встроенной в нее общей стратегии нахождения решения (например, путем логического
вывода) находить решение задач. Интеллектуальный интерфейс — интерфейс, в
который включены средства, позволяющие человеку вести обще ние с ЭВМ, не
используя для ввода специальные программы.
В целом системы
искусственного интеллекта ориентированы на решение большого и очень важного
класса задач, называемых неформализуемыми (трудно форма лизуемыми), к
которым относят задачи, обладающие одной или несколькими из следующих
особенностей (свойств): алгоритмическое решение задачи неизвест но (хотя,
возможно, и существует) или не может быть использовано из-за ограни
ченности ресурсов ЭВМ; задача не может быть определена (задана) в числовой форме
(требуется символьное представление); цели решения задачи не могут быть выражены
в терминах точно определенной целевой функции; большая размерность пространства
решения; динамически изменяющиеся данные и знания. Как правило, трудно
формализуемые задачи обладают неполнотой, неоднозначностью и/или
противоречивостью исходных данных и знаний о предметной области. В
исследованиях по искусственному интеллекту можно выделить два основных
направления:
1. Программно-прагматическое («не имеет
значения, как устроено «мыслящее» устройство, главное, чтобы на заданные входные
воздействия оно реагирова ло, как человеческий мозг») — занимается созданием
программ, с помощью которых можно решать те задачи, решение которых до этого
считалось исключи тельно прерогативой человека. Сюда относятся распознающие и
игровые программы, 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 человечес кий мозг, поэтому любое «мыслящее» устройство
должно каким-то образом воспроизводить его структуру») — занимается проблемами
искусственного воспроизведения тех структур и процессов, которые характерны для
живого человеческого мозга и которые лежат в основе процесса решения задач
челове ком. В рамках бионического подхода к проблеме искусственного
интеллекта сформировалась новая наука нейроинформатика , практическим выходом
которой явилась разработка нейрокомпьютера — вычислительной машины VI
поколения. В настоящее время традиционным (классическим) принято считать
программ нопрагматическое направление, при котором не ставится вопрос об
адекватности используемых структур и методов тем, которыми пользуется в
аналогичных случаях человек, а рассматривается лишь конечный результат решения
задачи. В рамках этого направления сначала велись поиски моделей и алгоритма
человеческого мышления. Ни одна из существующих наук (философия, психология,
лингвистика) не смогла предложить такого алгоритма. Тогда специалисты в области
искусственного интеллекта предложили собственные модели: модель лабиринтного
поиска. Этот подход представляет задачу как некоторый граф, отражающий
пространство состояний, и в этом графе проводится поиск оптимального пути от
входящих данных к результирующим; эвристическое программирование.
Эвристика — правило, теоретически не обо снованное, но позволяющее
сократить количество переборов в пространстве поиска; использование методов
математической логики. На основе метода резолюций, позволившего автоматически
доказывать теоремы при наличии исходных аксиом, в 1973 г. был создан язык
Пролог.
Существенный прорыв в практических приложениях искусственного
интеллекта произошел в середине 70-х годов, когда на смену поискам
универсального алгоритма мышления пришла идея моделировать конкретные знания
специалистов-экспер тов. В США появились первые коммерческие системы,
основанные на знаниях, — экспертные системы. Сформировался новый подход к
решению интеллектуаль ных задач — представление и использование знаний.
Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция? Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда". На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли. Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма. Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал: "Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985] Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.