Потопахин В.В. Романтика искусственного интеллекта В. В. Потопах11н Рамсtнти1<а ИСl<УССТВеного интелле1сrа •'-- - - Москва, 2017 УДК 32.813 Потопахин В. В. П64 Романтика искусственного интеллекта. - М.: ДМК Пресс, 2017. - 170 с.: ил. Эта книга о том, чем заннмаются специалисты по искусственному интеллеюу. О том, в решении каких задач умные машины уже заменили человека, и какие интеллектуальные технолопш могут пояА1пся в обозримом будущем. О том, мо жет лн ма11111на стать раАнfщенным партнером человека или даже превэоiiтн его. Насколько рса11ьна воз~юж1юсть бунта машин, так любимого ш1сатслямн-фанта стами? А может быть нскусственныii ннте.1ле1п - это нростu область тех1111ческоrо моделирования поведения, которое л1ы считаем разумным? И как понять, что умные машины уже жнвут рядом с нами? Издание предназначено для широкого круга читателей, ннтересующихся во просами искусственного шпеллекта. Все нрава защищены. Любая часть этой книги не может быть вос11роиз ведена в какоii бы то ю1 бы.10 форме и какими бы то нн было средствами без письменного разреше1111я вл<1дельцев авторских прав. Материал, изложе1111ыii в данной кинге, многократно проверен. Но по скольку вероятность техн11ческ11х опшбок все равно существует, издательство не может гарант11ровать абсолютную точность н правильность приводимых сведений. В спязн с эт1ш пздательстпо не несет ответственности за возможные ошпбки, связанные с 11с110.1ьзо1Jа1111ем к1111п1. © Пототтахин В. В., 2016 © Оформленне, издание, ДМК Пресс, 2017 Содер>1<ание Предисловие .............................................................5 . Задача тысячелетия ........................................ 7 Интеллект - это, собственно, что т<1кое? ...... " ................... " ...... " ............................... 9 Критерий Тьюринга .......................................................................................................... 11 История проблемы ........................................................................................................... 14 Форм<1лизащ1я мышлеш1я ............................................................................................. 15 Пс11холоп1я мы1ilле1111я ................. "" .................... " ........................................................ 23 Эвр11сп1чесю1е алгор11тмы ....... " ............................... " ................................................... 26 В заклю•1е1ше .................................... " ... " ........... " ...................... " ........ " ............................ 30 . Вся жизнь - игра ........................................... 32 Компьютер нротив человека. Как :-по выг.11яд11т в врннщше? ..... " ................... 34 Как эту работу выполняет человек ..................... " ...................................................... 34 Первая базовая идея - дерево перебора .................................................................... 36 Вторая базовая идея - оцено•1ная функцня ............................................................ 38 Оптимизация минимаксной процедуры. Альфа-бета-алгоритм ...................... 45 Этапы игры .......................................................................................................................... 48 Дебют .................................................................................................................. " ................ 49 Эндшпиль ................... " ........................................ " ............................................................. 50 Оценка, основанная на приоритетах факторов ................... " ................................. 52 Интересная гипоте:iа. Интегральны!~ признак ....................................................... 53 В заключение ........................................................... " ....... " ....... " ....................................... 56 Глава З. Интеллект искусственный и обучаемый ............ 58 Проблемы построения обучаемых систем ............................................................... 59 Игра как проблема обучения" ....... " ............................ " ............................................... 62 Как научить машину учиться игре .............................................................................. 63 Доминирующие факторы ............. " ...................... " ........................................................ 65 Метол. корректироnкн оl(енкн с oпopoii 11а л.ош111а11ту ....... " ............................... 66 Изменение состава оценочной фу11кц1111 ................... " ....... " .................................... 67 Несколько идей общего характера. Короткий 011ыт ............................................. 68 Несколько идей общего характера. Фреймы ........................................................... 71 Нескол1>ко идей общего характера. Пр11ч1111но-слсдственные связи .............. 73 В заключение ..................................... " ............................................................................... 75 Содержание . Сетевая архитектура ......................... """ .. " .. 76 Нейрон .... " ... " ................................................................................. " .................... "." ..... " .... 79 Обучасмость нейро111rой ссп1 ........................... "..... " ..................... " .... " ......... " .. " .... ". 80 Сеть нелинейной геомстрин .................... " ......... " .... " .... " .................. " ......... " .............. 88 Пересптроп Розс11блатта ..................................................................... " ......... " .. " .. " ...... 90 Сети Кохоне11а .. "."." ............................................................................. " ......... " .. " .......... 93 Звезды Гроссберга ............................................. ".. "............ " ......... " ................. " ...... " ...... 96 В заключе11ие .. " .. " .... " .... " .... " ........... " ... "".".""" ...... " .... " .... " .... " .......... "."." .......... "" .... 97 . Распознавание образов ...... " ......................... 98 Выделение объекта и:~ срслы." .... ""."." .... "."""".""."" .. ""."." ... """ .. " .... "... "" ....... 100 Более тонкая 11р1щс;1ура от;11·лс1111я "" .. "" .... " .. "" .. """."" ... " ...... "."." .. "" ... "" ... " .. 102 Отделение цветом"" .... "" ... "".""."." ... "" ... "" .. "" ... ""."." .. """"." ...... " ....... " ......... " ... 104 Отлслеш1с областей простра11стn;~ ...... "" .. ".".""" .. "" .. "" ... " .... " .... "." .. """""""" .. 105 Идентифи1сащ1я обра:ы 110 шабл011у .... " ............ "." .. "." ....... " ...... "."." .. " .... "."" ... "108 Метол малых пpcoбp;:i:юn<11111ii ...... " ....... "." ... ".. " .. ".""." .. "."" ...... "." .... ".""." ....... "109 Идея преобразования о обшсм внлс "."".""."""."""""""""""""."".""".""".""". 111 Распознаnа11ие оGъскта по наGору 11р11:1наков "" .. """.""."" ... """"" .. """"""".". 112 В заключение" .. "." ............. " .... " ......................................... "."."." .... "." ... " ..... " ... " ...... " 115 . Искусственное познание ... " .. "" ... """ .. "".""118 Камни nрст1снове11ня 11а пут11 11скусствс1111ого 111псллскта "."."."."".""".""" 118 Логическ11й nыIIO/l 11 ;1ока:~атс.11ьст110 Тl'орем ... "." .... "" .. " .... " .... """." .. """."".""124 Набор nраnил 11ывощ1 ма111н11ы «Лопнс-тсорстнrс» ... "" .. ".""""""."".".""""""128 Эnристичсс1ше меха111вмы ма111111rы «Лоп1к-тсорстик~> .".""."" ... """"".""""129 Базы зна11ий " .... ".............. " ............. " ................................... " ............. " .. "" .. "" ....... " .... "131 Знание как nре;11южсrн~е естсстве11 ~юго я:~ы ка """""""""""""""""".""""""."133 Картина мира как коrrструкrщя кт1с1·ов, объсд1111яющнх родственные объекты" .... ".. "" .. ".".""." ...... ".... " .... "" ... "".""""" .. "."""".""" .. ""."."134 Онерационное з11а11ис."." .. "." .. "."" .. """."."""""""""""."""."""""."."""""""""""138 Самоорганизующийся искусствст1ыi1 ш1теллскт """."""""" .. ""."""".""""."140 Последнее :~амсчанис .... "" ...... "" ........... " ... ".... "." ..... " .. "" ... """ .. "" .. "" .. "" ........ ".""143 . Интеллект, равный человеческому?! "".".""". 145 Не просто техническая nробщ•м<~ ..... " ... """ .. "" .... "" .... "" .. " .... "" .. "" .... """"".".""145 Можно ли улучшить тест Тыори11 га "" .. ""." ... "" ... ".".""" .. "" .. ".""."""""""."""14 7 Проблема номер оnи11 .... "." ..... " .. " ...... " ...... " ............ " ....... " .... ".. "." ......... " .. " .. "."."".149 Минималы1ый разум ..... "."." .................................... "." .... "."." .. " ... ".... "." .. " .. "."."."150 ЭJ<сперп!Ое MIJCITИC."." ......... " ......................... " ..... " .. "." .. " ... " .. " ...... "."."." ......... "".".153 Литература ....................................................... "..... 169 Предисловие Эта юшга о проблеме, которую очень многие ученые считают ключе вой для развития челове~челети>~ тронно-вычислителыюй машины). И хотя нрабабушка современного компьютера - ламповая ЭВМ - занимала большую комнату, было ясно, что это не просто большой арифмометр. Ее фотография пред ставлена на рис. 1.1. Рис. 1.1 •:• «Эниак», ламповая ЭВМ Даже первые машины моглп перестраивать свою работу в соответ ствии с выполняемой программоi\. Правл,а, первые программы вво дили в память машины не с клавиатуры, которой еще нс было, 110 это уже были программы. Надо сказать, однако, что первые разумозамсшпели, как и их по томки с терабайтамн памяти и м1югоялср11ымп процессорами, обла дают принципиальным от.1111чисм от мa11111rr, :iаменяюrr{их мускульное усилие. Развитие техники ме1lле111ю, по верно идет по пути псключе11ия человека из выполняемоr·о J(сilствш1. Кос-где это уже нроизошло. До стигли своего идеала ста11к11 с ЧПУ, самолсты-бес11илот11ики, систе мы управления атомными станциями 11 т. д. Человек здесь опустился (или поднялся, ло кому как нравится) до фушщн11 чистого контро ля. Компьютер же лля своей работы потребовал новой касты высо коквалифицированных специалистов, называемых программистами, которые и обеспечивают работу шпеллсктуальных машин, и это в то Интемект - это, собственно, что такое? время, когда мускульное усилие в прои:шодстве неотвратимо теря ет свои позиции. Стало ясно, что машины могут заменить человека во всех видах активной, но не творческой деятельности. Большая же и важнейшая часть интеллектуальной работы для компьютера сегод ня так же недоступна, как и для первых ЭВМ. Осмелюсь даже пред положить, что и появление в некоем абстрактном будущем квантовых компьютеров с работоспобностью, на порядки превышающей все, что мы имеем сейчас, и практически безграничной памяп,ю в этом смыс ле ничего не изменит. И это «HOi> означает, что появление компьютера - только пред дверие к революции. Умение быстро обрабатывать большие объемы информации и вы1ю1шять неносильные /\ЛЯ человека вычисления - это хорошо, но не так уж нринцшшалыю. А вот настоящая револю ция, способная изменить самое лицо нашей цивилизации, произойдет с появлением на планете искусственного шпеллекта. Осталось только понять, что это такое, и затем реализовать его в осязаемом устройстве. Интеме1сr - это, собственно, что такое? Для создания искусственного разума надо понять, что такое интел лект вообще. Вопрос очень непрост. Например, если разум опреде лить как способность разрешать проблемы теоретической физики, то окажется, что мало кто на планете обладает интеллектом. Определить же его как качественную характеристику именно человека означает ограничить понятие его челове<1еской разновидностью, и, кроме того, в таком определении не содержится 11ика1<0й полезной информации, а значит, придется отnечать на вопрос: что же такого имеет человек, 'IТО свойственно только ему? Как говорят мудрецы, чтобы вещью овладеть, ей надо дать имя Поэтому получить точное определение все же хотелось бы. Пред ставьте себе, что вам принесли некую машину (или при пели внеземную зnерюшку ), и утnерждается, что она обладает интеллектом. Как это про верить? Нужны 011ределе11ис интеллекта (критерий) и точная процеду ра провер1ш этого критерия. Рассмотрим такое рабочее определение: Интеллект - качество психики, состоящее из способности адаптиро ваться к новым ситуациям, способности к обучению на основе опыта, пониманию и применению абстрактных концепций и использованию своих знаний для управления окружающей средой.