Раздел 1. Философия (философия, религиоведение, логика, этика и эстетика)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемый курс лекций предназначен для студентов специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» при изучении дисциплины «Системы искусственного интеллекта».

Объем курса лекций рассчитан на изучение дисциплины в течение семестра (17 недель) два академических часа, а каждой лекции – на два академических часа.

Лекции тематически объединены в семь разделов, содержат иллюстрации и справочные материалы.

Каждый раздел лекций можно изучать независимо от предыдущих, что позволяет изменять последовательность проведения лабораторных работ по данной дисциплине. В конце каждого раздела приводится список использованной литературы.

Изучение курса предполагает наличие у читателей знаний по некоторым разделам высшей математики, теории логического вывода, математической логике и теории алгоритмов. Если у читателя возникнут вопросы, то можно рекомендовать изучить соответствующий раздел по специальной литературе, указанной в конце каждого раздела.

Следует отметить, что искусственному интеллекту написано много хороших книг, которые с точки зрения автора имеют два существенных недостатка. Во-первых, их объем не соответствует времени, отводимому на изучение материала. Во-вторых, в них отсутствует материал о последних достижениях в области использования нейросетевых, нечетких, гибридных систем и аппаратной реализации нейрокомпьютеров.

Курс лекций может быть полезен студентам высших учебных заведений, изучающих дисциплины, ориентированные на применение искусственного интеллекта в конкретной предметной области.

Раздел 1

Лекция 1. Основные понятия и определения. История развития искусственного интеллекта.

1 Цель и задачи дисциплины

Учебная дисциплина "Системы искусственного интеллекта" относится к циклу дисциплин специализации.

Предметом изучения дисциплины являются методы и средства разработки и использования искусственного интеллекта в современных информационных технологиях.

Целью изучения дисциплины «Системы искусственного интеллекта» является обучение студентов систематизированным представлениям о системах искусственного интеллекта (СИИ), методах и средствах разработки и использования искусственного интеллекта в современных информационных технологиях.

Задачей изучения дисциплины является освоение методов и средств использования искусственного интеллекта в современных информационных технологиях.

В результате изучения дисциплины студент

должен знать:

· теоретические основы построения СИИ;

· технические характеристики отечественных и зарубежных интеллектуальных систем и тенденции их развития;

· методы проектирования, принципы построения и функционирования интеллектуальных систем.

должен владеть:

· современными методами и технологиями проектирования, тестирования и испытания СИИ;

· методами логического вывода;

· методами разработки и использования нейронных сетей, нечетких множеств, генетических алгоритмов;

· инструментальными средствами разработки интеллектуальных систем.

Основные понятия и определения

Искусственный интеллект как наука существует более 40 лет. Области практического применения ИИ охватывают практически все сферы человеческой деятельности, связанные с обработкой информации.

Существует несколько точек зрения в определении «искусственного интеллекта»:

1. ИИ – это умение решать сложные задачи;

2. ИИ – это способность к обучению, обобщению и аналогиям;

3. ИИ – это возможность взаимодействия с внешним миром путем общения, восприятия и осознания воспринятого.

Искусственный интеллект (ИИ) - это наука о концепциях, позволяющих компьютеру делать такие вещи, которые у людей выглядят разумными.

Но что же представляет собой интеллект человека? Есть ли эта способность размышлять? Есть ли эта способность усваивать и использовать знания? Есть ли эта способность оперировать и обмениваться идеями? Несомненно, все эти способности представляют собой часть того, что является интеллектом. На самом деле дать определение в обычном смысле этого слова, по-видимому, невозможно, потому что интеллект - это сплав многих навыков в области обработки и представления информации.

Многие исследователи ИИ склонны принять тест машинного интеллекта, предложенный в начале 50-х годов английским математиком и специалистом по вычислительной технике Аланом Тьюрингом. «Компьютер можно считать разумным, если он способен заставить нас поверить, что мы имеем дело не с машиной, а с человеком».

Таким образом, ИИ –свойство автоматических систем брать на себя отдельные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних воздействий.

Центральные задачи ИИ состоят в том, что бы сделать ВМ более полезными и чтобы понять принципы, лежащие в основе интеллекта. Поскольку одна из задач состоит в том, чтобы сделать ВМ более полезными, ученым и инженерам, специализирующимся в вычислительной технике, необходимо знать, каким образом ИИ может помочь им в разрешение трудных проблем.

Область применения искусственного интеллекта: доказательство теорем; игры; распознавание образов; поддержка принятия решений; адаптивное программирование; сочинение машинной музыки и стихов; обработка данных на естественном языке; обучающиеся нейронные сети и т.п.

Планы на будущее в области применения ИИ: В сельском хозяйстве компьютеры должны оберегать посевы от вредителей, подрезать деревья и обеспечивать избирательный уход. В горной промышленности компьютеры призваны работать там, где возникают слишком опасные условия для людей. В сфере производства ВМ должны выполнять различного вида задачи по сборке и техническом контроле. В учреждениях компьютеры обязаны заниматься составлением расписаний для коллективов и отдельных людей, делать краткую сводку новостей. В учебных заведениях компьютеры должны рассматривать задачи, которые решают студенты, в поисках ошибок, подобно тому, как ищутся ошибки в программе, и устранять их. Они должны обеспечивать студентов суперкнигами, хранящимися в памяти вычислительных систем. В больницах компьютеры должны помогать ставить диагноз, направлять больных в соответствующие отделения, контролировать ход лечения. В домашнем хозяйстве компьютеры должны помогать советами по готовке пищи, закупке продуктов, следить за состоянием пола в квартире и газона в саду. Конечно, в настоящее время ни одна из этих вещей не представляется возможной, но исследования в области ИИ могут способствовать их реализации.

В настоящее время различают два подхода к моделированию ИИ, связанные с существованием двух точек зрения на вопрос, каким образом строить системы искусственного интеллекта [1]:

1. Машинный интеллект, заключающийся в строгом задании результата функционирования. Сторонники этого направления убеждены, что «важнее всего результат», т.е. хорошее совпадение поведения искусственных и естественных интеллектуальных систем. Разработчик искусственного интеллекта вовсе не должен учитывать внутреннюю структуру системы и копировать особенности живых аналогов.

2. Искусственный разум, направленный на моделирование внутренней структуры системы. Эта точка зрения состоит в том, что именно изучение механизмов естественного мышления и анализ данных о способах формирования разумного поведения человека могут создать основу для построения систем искусственного интеллекта.