Искусственный интеллект. Введение в тематику

Искусственный интеллект теперь прочно связан с современными технологиями и даже нашей повседневной жизнью. Помимо опасений относительно информационной безопасности, возникает все больше вопросов в правовом поле относительно авторства и несения ответственности: самостоятелен ли ИИ или является лишь инструментом? Для ответа следует начать с самых основ.

Искусственный интеллект (ИИ) сейчас у всех на слуху. Каждый день появляются новости о внедрении очередной технологии ИИ в самых разных организациях. Одни пытаются активно развивать технологии в этой сфере, а другие уже сейчас требуют приостановить разработку ИИ. Однако возникает вопрос, на который следовало бы давно уже ответить: что же такое искусственный интеллект?

Расхождения в формулировке

Нам необходимо в полной мере понимать с чем мы имеем дело и что относить к так называемому ИИ. Во-первых, это позволит лучше его оценивать, а это важно как для организаций, так и для правительств. Во-вторых, осуществление регулирования в данной сфере требует четкого разграничения между технологиями ИИ и другими информационными технологиями. У каждого свое представление о том, что такое ИИ, но определение данному понятию могут дать лишь единицы. Подождите… А могут ли? Давайте разберемся в этом подробнее, потому что все не так просто, как может показаться на первый взгляд. Для начала рассмотрим имеющееся понятие – "искусственный интеллект". Дадим определение каждому слову – "искусственный" и "интеллект". Согласно толковому словарю Ожегова, под "искусственным" подразумевается "неприродный", а под "интеллектом" – "мыслительная способность". Грубо говоря, уже на основании данных определений можно сделать предварительный вывод о том, что искусственный интеллект – это мыслительная способность неприродного характера. Способность мыслить подразумевает возможность осуществления мыслительных операций, основными из которых являются анализ и синтез, а производными – сравнение, обобщение, классификация и систематизация, абстракция и конкретизация. Неприродный характер, в свою очередь, означает, что свойство (в нашем случае – мыслительная способность) не заложено природой и появилось после возникновения объекта. Таким образом, получаем следующее определение ИИ: "искусственный интеллект – это способность неприродного характера осуществлять основные мыслительные операции – анализ и синтез, а также их производные: сравнение, обобщение, классификацию и систематизацию, абстракцию и конкретизацию".

Казалось бы, можно на этом и закончить – определение ИИ дано. Но необходимо понять, насколько оно отражает реальность. Определение считается истинным, если соответствует объекту исследования. В данном случае был рассмотрен лишь смысл каждого из слов понятия "искусственный интеллект", но не сам объект. И с этого момента уже начинаются сложности. Дело в том, что многие разные вещи именуют искусственным интеллектом. Далеко ходить за примерами не надо, достаточно взглянуть на определения отдельных организаций, ведомств и лиц:

1. Международная организация по стандартизации (ISO). ISO/IEC 22989:2022: Искусственный интеллект – исследование и разработка механизмов и программ систем, генерирующих выходные данные, такие как контент, прогнозы, рекомендации или цифровые решения для заданного набора целей, определенных человеком.
2. Oracle: ИИ – приложения, выполняющие сложные задачи, которые когда-то требовали участия человека, например общение с клиентами в онлайн-формате или игра в шахматы.
3. John McCarthy (2004). На него, кстати, ссылается IBM: ИИ – это наука и техника создания интеллектуальных машин или интеллектуальных компьютерных программ для решения задач использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, без ограничения на моделирование только биологических механизмов принятия решения или интерпретации информации, как это делает человек.
4. Европейский парламент: ИИ – это способность машины демонстрировать человеческие способности, такие как рассуждение, обучение, планирование и творчество.
5. Россия (ФЗ РФ от 24.04.2020 № 123-ФЗ): ИИ – комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма) и получать при выполнении конкретных задач результаты, сопоставимые как минимум с результатами интеллектуальной деятельности человека.

Примечательно, что отдельные определения настолько обширны, что к ИИ позволено отнести почти любую современную ЭВМ, которая может выполнять "сложные задачи, когда-то требовавшие участия человека" (Oracle). Международная организация по стандартизации также дает крайне обширное определение, согласно ему любая эконометрическая модель или линейное уравнение, демонстрирующее тенденцию изменения данных, будет относиться к ИИ, поскольку "генерирует выходные данные, такие как… прогнозы". Тем не менее в одном определения схожи: они все отмечают, что ИИ связан с интеллектуальными способностями, то есть с навыками осуществления мыслительных операций.

Умеет ли ИИ мыслить?

В данном случае возникает еще одна проблема: как определить, обладает ли компьютер или вычислительная машина интеллектуальными способностями? И, поверьте, этот вопрос сложней, чем кажется. До сих пор неизвестно точно, как крупные нейронные сети осуществляют предсказания или генерацию ответов на запросы пользователей. Безусловно, используются различные математические модели большого объема, которые и выдают ответы на необходимые запросы, но если технологии ИИ полагаются только на математические модели, можно ли утверждать, что они демонстрируют выполнение мыслительных операций? Отнюдь. Вероятно, в данном случае связь определения ИИ с осуществлением мыслительного процесса не совсем верна, однако вполне вероятно соотнести определение ИИ с результатом мыслительных операций, позволяющим сделать определенные суждения. Это, собственно говоря, те ответы, которые способен выдавать ИИ. Основываясь на вышесказанном, можно сделать следующий вывод касательно определения ИИ: искусственный интеллект – это искусственно созданный механизм, который позволяет осуществлять операции анализа и синтеза информации, а также проведение операций над ней – сравнение, обобщение, классификацию и систематизацию, абстракцию и конкретизацию. Еще раз напомню, что это лишь рассуждение. Определения данному понятию отдельные лица, организации и ведомства стран дают свои собственные, и не всегда они схожи друг с другом, что усложняет выявление точного определения понятия ИИ, оценку рынка искусственного интеллекта и его регулирование. Поскольку ажиотаж вокруг ИИ усилился, поставщики изо всех сил пытаются продвигать то, как их продукты и услуги используют ИИ. Часто то, что они называют ИИ, является просто одним из его компонентов (например, машинное обучение).. Как правило, системы ИИ работают, поглощая большие объемы помеченных обучающих данных, анализируя их на предмет корреляций и закономерностей, используя эти закономерности для прогнозирования будущих состояний. Таким образом, чат-бот, получающий примеры текстовых чатов, может научиться производить реалистичный обмен мнениями с людьми, а инструмент распознавания учится идентифицировать и описывать объекты на изображениях, просматривая миллионы примеров.

Основные виды ИИ. Примеры и особенности

Программирование искусственного интеллекта фокусируется на трех когнитивных навыках: обучении, рассуждении и самокоррекции.

1. Процесс обучения. Этот аспект программирования ИИ фокусируется на сборе данных и создании правил того, как превратить данные в полезную информацию. Правила, называемые алгоритмами, предоставляют вычислительным устройствам пошаговые инструкции по выполнению конкретной задачи.
2. Процесс построения рассуждения. Фокусируется на выборе правильного алгоритма для достижения желаемого результата. Создание правил и алгоритмов, как ту или иную информацию нужно обрабатывать, чтобы получить необходимый результат.
3. Процесс самокоррекции. Предназначен для постоянной тонкой настройки алгоритмов и обеспечения максимально точных результатов. То есть процесс самосовершенствования, однако не на программном уровне, а на уровне алгоритма обработки информации и ее верификации.

На сегодняшний день можно выделить три вида искусственного интеллекта: ИИ узкого назначения (слабый), ИИ общего назначения (сильный) и супер-ИИ. В их основе лежит общий принцип, но, тем не менее, они достаточно сильно отличаются друг от друга.

ИИ узкого назначения

ИИ узкого назначения, также известный как слабый, – это ИИ в сегодняшнем понимании. Он запрограммирован на выполнение одной задачи, будь то мониторинг погоды, игра в шахматы или анализ данных для написания журналистских репортажей. Этот ИИ будет силен в чем-то одном и сможет даже обыгрывать в шахматы гроссмейстеров, но ни на что более не будет способен. В отличие от ИИ общего назначения (сильного), ИИ узкого назначения не обладает человеческими чувствами и сознанием, а работает лишь в заранее заданном диапазоне. Все окружающие нас ИИ-решения – это примеры слабого ИИ, в том числе Google Assistant, Google Translate, Siri и другие инструменты обработки естественного языка. Кто-то может возразить и сказать, что это не так, ведь они способны взаимодействовать с людьми. Но все же это ИИ узкого назначения, потому что подобные машины слишком далеки от человеческого интеллекта, другими словами, они не могут думать самостоятельно. К примеру, Siri не обладает сознанием. Она просто выполняет ряд задач: обрабатывает человеческую речь, вводит полученный вопрос в поисковую систему и выдает ответ. Это объясняет, почему на абстрактные вопросы о смысле жизни и личных проблемах Siri или Google Assistant дают неопределенные ответы, которые часто не имеют смысла, или предлагают ссылки на статьи из Интернета. С другой стороны, на вопрос о погоде мы всегда получаем точный ответ. Это доказывает, что голосовые помощники на основе ИИ не могут выходить за рамки знакомых задач. Хоть этот вид ИИ мы и называем слабым, не стоит воспринимать такое определение буквально. ИИ узкого назначения – это серьезный технологический прорыв. Такие системы способны обрабатывать данные и выполнять задачи значительно быстрее, чем любой человек, что позволило повысить общую производительность, а также качество жизни. В частности, такие ИИ-решения, как IBM Watson, разработаны для помощи врачам – они делают медобслуживание лучше, быстрее и безопаснее. Кроме того, слабый ИИ избавил нас от множества рутинных задач, от заказа пиццы (теперь это посильно Siri) до обработки больших массивов информации. Эта технология значительно улучшила нашу жизнь, поэтому мы не должны ее недооценивать. С появлением передовых технологий наподобие беспилотных автомобилей слабый ИИ также избавит нас от досадных реалий вроде пробок и предоставит больше свободного времени. Кроме того, ИИ узкого назначения служит строительным материалом для более фундаментальных систем, с которыми мы, вероятно, столкнемся в ближайшем будущем.

ИИ общего назначения

ИИ общего назначения (сильный ИИ) схож с человеческим интеллектом. Иными словами, он может успешно выполнять любые умственные задачи, которые под силу людям. Именно такие системы мы видим в научно-фантастических фильмах, посвященных взаимодействию человека с машинами, обладающими чувствами и сознанием. Сейчас компьютеры могут обрабатывать данные быстрее, чем мы. Но они не способны мыслить абстрактно, продумывать стратегию, а также использовать мысли и воспоминания, чтобы принимать обоснованные решения или выдвигать творческие идеи. Благодаря этому типу интеллекта мы превосходим машины. В то же время работу этих когнитивных механизмов сложнее всего понять, а значит, и сложнее воспроизвести. Ожидается, что сильный ИИ сможет рассуждать, справляться с проблемами, выносить суждения в условиях неопределенности, планировать, учиться, интегрировать предыдущие знания в процесс принятия решений, а также предлагать новаторские идеи. Но для достижения всех этих целей исследователи должны придумать, как наделить машины сознанием.

Супер-ИИ и системы будущего

Оксфордский философ Ник Бостром определяет супер-ИИ так: "Это любой интеллект, значительно превосходящий когнитивные способности человека практически во всех областях". Супер-ИИ превзойдет людей во всех аспектах, от творчества до жизненной мудрости и решения проблем. Машины будут способны демонстрировать интеллект, который мы не видели и у самых одаренных представителей человечества. Это тот самый тип ИИ, беспокоящий многих, а по мнению Илона Маска, именно он приведет к вымиранию людей как вида.

Еще одна классификация ИИ

Однако существует еще одна классификация искусственного интеллекта. Аренд Хинтце, доцент интегративной биологии, информатики и инженерии в университете штата Мичиган, объяснил в статье 2016 г., что ИИ можно разделить на четыре типа, начиная с широко используемых сегодня интеллектуальных систем для решения конкретных задач и заканчивая разумными системами, которых еще не существует. Вот эти типы:

1. Реактивные машины. Эти системы ИИ не имеют памяти и зависят от конкретной задачи. Примером может служить Deep Blue, шахматная программа IBM, обыгравшая Гарри Каспарова в 1990-х. Deep Blue определяет фигуры на шахматной доске и делает прогнозы, но, поскольку у него нет памяти, он не использует прошлый опыт для обоснования будущих решений. Хорошо подходит для простых задач классификации и распознавании образов. Отлично справляется со сценариями, в которых известны все параметры, и превосходит здесь людей, потому что выполняет вычисления намного быстрее. Неспособен работать со сценариями, включающими несовершенную информацию или требующими исторического понимания.
2. Ограниченная память. У этих систем ИИ есть память, поэтому они могут использовать прошлый опыт для обоснования будущих решений. В беспилотных автомобилях некоторые функции принятия решений устроены именно таким образом. Системы подобного рода могут решать сложные задачи классификации, использовать исторические данные для прогнозирования, способны выполнять сложные задачи (вышеупомянутые беспилотные авто), но все еще уязвимы для посторонних значений или негативных примеров. Это текущее состояние ИИ, и некоторые говорят, что мы "уперлись в стену".
3. Теория сознания. Теория сознания – это психологический термин. Применительно к ИИ это означает, что система должна обладать социальным интеллектом, чтобы понимать эмоции. Этот тип ИИ сможет делать выводы о человеческих намерениях и предсказывать поведение, что является необходимым навыком для систем ИИ, чтобы стать неотъемлемыми членами команд, состоящих из людей. Способен понимать человеческие мотивы и рассуждения. Предоставляет личный опыт каждому на основе его мотивов и потребностей. Учится на меньшем количестве примеров, потому что понимает мотивы и намерения. Считается следующей вехой в эволюции ИИ.
4. Самосознание. В этой категории системы ИИ обладают чувством собственного "я", дающим им сознание. Машины с самосознанием понимают свое текущее состояние. Интеллект человеческого уровня, который может даже обойти наш интеллект. Такого типа ИИ еще не существует.

Искусственный интеллект отличается от человеческого: он не устает, не поддается влиянию эмоций и способен обрабатывать огромные массивы информации за короткое время. Именно эти преимущества делают ИИ-решения эффективными в ряде отраслей.

Как ИИ меняет жизнь

Искусственный интеллект не заменяет человека, а существенно облегчает ему жизнь в современном мире, где важна скорость обработки информации и то, насколько эффективно распределены ресурсы (время, финансы, материальные ценности). Внедрение технологий искусственного интеллекта в разные области жизни способно качественно изменить ее и повысить результативность любой работы. Рассмотрим, где и как именно используются инновационные решения сегодня.

Умная промышленность

Ведущие мировые компании и фирмы, которые хотят быть конкурентоспособными, обращают внимание на интеллектуальные решения для производства. Внедрение новых систем, покупка техники, программного обеспечения и настройка сети требуют денег и ресурсов, но взамен дают массу преимуществ.

1. Автоматизация. Участие человека в отлаженных производственных процессах сокращается до минимума. Благодаря автоматизации рутинных действий уменьшается время производства и увеличиваются мощности.
2. Анализ данных. Искусственный интеллект не утомляется и совершает меньше ошибок, когда нужно обработать большой массив данных, например провести бухгалтерские расчеты.
3. Роботизация. Роботы способны собирать конструкции из разных деталей, бурить, исследовать, классифицировать и тестировать. Существуют роботы, способные анализировать поведение человека на производстве и предупреждать несчастные случаи.

Наиболее активно применяются ИИ-технологии в таких странах, как Америка, Япония, Китай, Германия. Известная компания, выпускающая мотоциклы Harley-Davidson, с помощью умных систем сократила время сборки мотоцикла с 21 дня до шести часов. Техногигант Samsung планирует полностью перевести один из заводов на производство, которое использует искусственный интеллект.

Государственный сектор и искусственный интеллект

Системы ИИ с помощью камер и датчиков движения способны следить за порядком на улицах города и в местах массового скопления людей, прогнозировать возникновение опасных ситуаций и даже опознавать преступников. К тому же умные системы могут с высочайшей точностью проводить сверку документов, предупреждать кражи. Схожим образом технологии искусственного интеллекта работают и в службах пожарной безопасности, самостоятельно проверяя, предупреждая и принимая решение о необходимости вызова пожарной бригады. Технологии ИИ, применяемые в работе чиновников, помогут сократить время на обработку и систематизацию государственных документов, патентов, лицензий. Например, аналитики из центра Reform утверждают, что роботы и умные программы уже сейчас способны заменить 90% британских чиновников.

Медицина и здоровье

Благодаря умению анализировать и систематизировать данные умные программы и машины стали эффективными помощниками современных врачей. Окончательная постановка диагноза остается за человеком, но ИИ помогает быстро собирать и обрабатывать данные. На их основе врачи способны быстрее и точнее поставить диагноз. На данный момент в медицине применяются умные программы для диагностики онкологии, прогнозирования генетических заболеваний, проблем с сердечно-сосудистой системой. Интеллектуальные устройства наподобие умных браслетов способны считывать жизненные показатели человека, отправлять данные на почту лечащему врачу и даже вызывать скорую помощь. Испытания подобных устройств провели в голландском университете Неймегена: 60 добровольцам раздали браслеты, которые измеряют температуру, давление, ритм сердца и дыхания. В случае отклонений от нормы устройства подавали сигнал в систему, врач получал сообщение. Браслеты связали со специальным ПО, позволившим врачам мониторить состояние пациентов и снимать показатели удаленно.

Умный быт

Самый популярный продукт, созданный с применением технологии ИИ – смарт-хаус. Неудивительно, ведь концепция его применения близка каждому: умный дом делает быт более комфортным, упорядоченным. Система способна следить за безопасностью жилища, расходом воды и света, климатом, контролировать состояние проводки, автоматически делать уборку. Помогают в повседневной жизни и портативные умные устройства – обучаемые переводчики, фитнес-браслеты, смарт-часы. Насколько быстро и результативно будут внедряться интеллектуальные системы в нашу жизнь, зависит от конкретных проектов и задач. Конечно, искусственный интеллект не застрахован от ошибок и влияния внешних факторов. Потому принимать важные решения и нести за них ответственность по-прежнему будет человек, но с помощью умных машин и программ люди смогут работать быстрее, а также сделать свою жизнь комфортнее и безопаснее.

Сферы применения искусственного интеллекта

В основном применение технологий ИИ можно распределить по сферам:

1. Голосовые помощники. Siri от Apple, Google Assistant, Alexa от Amazon и Алиса от Яндекса работают на основе ИИ и отвечают на вопросы, делают напоминания, управляют устройствами.
2. Рекомендательные системы. Сервисы потокового видео, такие как Netflix и YouTube, используют технологию искусственного интеллекта для анализа предпочтений пользователей и рекомендаций фильмов или видео. Они учатся на основе предыдущих просмотров и отметок "нравится".
3. Распознавание образов. В смартфонах и некоторых фотоаппаратах есть функция автоматического распознавания лиц и объектов. ИИ позволяет определить, кто и что находится на фотографии. Умная камера есть и в приложении Яндекса, например можно навести ее на предмет и приложение найдет похожий товар в Интернете.
4. Автопилоты и автономные транспортные системы. Искусственный интеллект применяется в авиации и автомобильной индустрии для разработки автопилотов и систем автономного вождения. Он позволяет транспортным средствам анализировать окружающую среду, принимать решения на основе полученной информации и безопасно перемещаться.
5. Финансовые аналитические системы. ИИ используется для анализа данных, прогнозирования трендов на рынке, определения рисков и принятия решений по инвестициям. Он помогает улучшить эффективность и точность финансовых операций.
6. Языковые переводчики. Сервисы машинного перевода, такие как Google Translate, используют ИИ для автоматического перевода текстов с одного языка на другой. Они обучаются на большом количестве параллельных текстов и статистических моделях, чтобы предлагать качественные переводы.
7. Игровая индустрия. В компьютерных играх искусственный интеллект используется для создания виртуальных персонажей с интеллектом, способных адаптироваться к действиям игрока, принимать решения и симулировать реалистичное поведение.
8. Медицинская диагностика. ИИ используют, чтобы анализировать рентгеновские снимки или снимки МРТ. Это помогает врачам более точно диагностировать заболевания и назначать лечение.
9. Робототехника объединяет ИИ, машинное обучение и физические системы, чтобы создавать интеллектуальные машины, которые могут взаимодействовать с реальным миром. Яркий пример – роботы Boston Dynamics. Они используют ИИ для балансирования, навигации, преодоления препятствий и перетаскивания предметов.

Слова, сказанные Уиллом Смитом в знаменитой сцене из фильма "Я, робот", мол, искусственному интеллекту никогда не достичь человеческого уровня, потому что он "не может написать симфонию или взять чистый холст и превратить его в шедевр", теряют актуальность. Генеративные нейросети демонстрируют прямо-таки волшебные способности: пишут тексты, создают уникальные изображения, видео и звук. Они отгадывают загадки, интерпретируют сложные графики, медицинские снимки и выполняют прочие трюки, которые от человека потребовали бы как минимум одного высшего образования. С одной стороны, новые возможности ИИ способны изменить в лучшую сторону многие области человеческой жизни, от избавления офисных работников от рутины до диагностики сложных заболеваний. С другой – они же угрожают оставить миллионы людей без работы, разъесть привычные социальные нормы и вообще превратить мир в страшную утопию. Самое время, чтобы придумать законы, которые предотвратили бы негативные сценарии.

Сегодня во многих странах всерьез заговорили о регулировании ИИ. Вопрос этот очень важен, и мы рассмотрим его в следующей статье.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 3/2024

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Изображение от freepik