Роман Душкин - Искусственный интеллект

© Душкин Р. В., 2019 ISBN 978-5-97060-787-9

© Издание, ДМК Пресс, 2019

Роман Душкин – директор по науке и технологиям Агентства Искусственного Интеллекта, член Российской Ассоциации Искусственного Интеллекта. Его курсы по ИИ, машинному обучению, разговорным интерфейсам, философии сознания и другим темам опубликованы на Coursera, Udemy, GeekBrains, а также преподаются в Университете Национальной Технологической Инициативы и Российской Академии Народного Хозяйства и Государственной Службы.

Как всегда, начиная новую книгу, я испытываю двойственные чувства. С одной стороны, хочется написать по-настоящему полезную книгу, отражающую всё накопленное к текущему моменту знание по заявленной теме. С другой стороны, всегда опасаешься, что полученная в итоге рукопись сразу же окажется устаревшей, ведь сегодня технологии несутся в будущее со скоростью, превышающей возможности отдельного человека. И осознание этого немного удручает.

Тем не менее сегодня я сажусь за новую книгу, в которой постараюсь раскрыть неискушённому читателю тему искусственного интеллекта. Ведь не секрет, что в последние годы вокруг этого понятия поднялась невообразимая шумиха, которая доносится как из средств массовой информации, так и из деловой среды, в которой что ни день открывается новый стартап, основанный на самых современных технологиях искусственного интеллекта. Подогревает эту ситуацию и массовая культура, где тема ИИ тоже стала горячей. Появляется большое количество новых произведений, в которых человеческое общество так или иначе взаимодействует с порождённым (или самозародившимся) искусственным интеллектом.

Впрочем, в киноиндустрии и художественной литературе тема искусственного интеллекта эксплуатировалась с давних времён. Первые писатели-фантасты уже задумывались об искусственных существах, наделённых разумом и пытающихся либо помогать людям, либо столкнуть человека с пьедестала «царя природы» и «венца творения». Дальше – больше. Серия фильмов про терминаторов, затем красочно-философские фильмы «Матрица» необычайно подогрели интерес к этой теме. Художественная литература тоже не отставала. Если не углубляться, то на поверхности лежат трилогия «Киберпространство» Уильяма Гибсона и сага-тетралогия «Гиперион» Дэна Симмонса. Не побоюсь сказать, что только эти два произведения оказали на развитие понимания искусственного интеллекта у массового читателя большее влияние, чем все остальные книги вместе взятые.

Вместе с тем отношение в научной и инженерной среде к термину «искусственный интеллект» и этому направлению вообще несколько предвзято. Всё дело в так называемых «зимах искусственного интеллекта», т. е. практически полных остановках исследований из-за отсутствия финансирования и разочарования пионеров новой науки. На смену первым восторженным надеждам пришло горькое осознание того, что человек ещё очень далёк от понимания природы сознания и всех тех особенностей мозга, которые делают человека разумным существом. К тому же ещё двадцать лет назад не было достаточных вычислительных мощностей для реализации всех тех теоретических находок, которые были сделаны в научных лабораториях. Так что в среде понимающих специалистов отношение к теме скорее скептическое. Кроме этого, развитие искусственного интеллекта как междисциплинарного направления исследований уже пережило две зимы.

Причиной шумихи вокруг искусственного интеллекта, начавшейся во втором десятилетии XXI века, как видится, являются два процесса. Во-первых, вычислительные мощности и объём имеющихся в распоряжении человечества в целом вычислительных устройств достигли небывалых размеров, и этот размер имеет тенденцию увеличиваться по экспоненциальному закону. Сегодня количество смартфонов, которые можно связать в грид для распределённых вычислений (причём часто без ведома владельцев), достигло двух миллиардов, а каждый смартфон обладает мощностью, на порядки превышающей мощность тех персональных компьютеров, которые были в распоряжении учёных ещё двадцать пять лет назад.

Во-вторых, выросло, получило образование и начало усердно работать поколение людей, которые застали вторую зиму искусственного интеллекта еще младенцами. Но сегодня, получив образование, намного более серьёзное, чем предшественники, представители этого поколения с удесятерёнными силами ухватились за старые надежды, пренебрегая тем скепсисом, который всё ещё имеется у представителей «старой школы». Это и хорошо, и не очень. Хорошо потому, что, не будучи зашоренными, новые специалисты могут «перепрыгнуть» барьер недоверия, выстроенный вокруг искусственного интеллекта. Не очень потому, что многие наступят на те же грабли, что и исследователи первой половины XX века.

Из этих двух тезисов и родилась идея книги. Я хотел бы дать полноценное описание современного состояния технологий искусственного интеллекта, чтобы оно стало основой для дальнейшего развития новых специалистов, которые уже смогли бы сдать в утиль старые парадигмы и пройти узкой тропинкой к созданию настоящего искусственного интеллекта, так как любая разумная раса в конечном итоге должна задуматься о природе своего разума и стремиться к созданию разума искусственного.

В книге мы обсудим все аспекты искусственного интеллекта. Начнём с истории развития этой области знаний. Поговорим о том, как всё начиналось и какие направления были открыты и потом закрыты по мере развития понимания проблемы. Мы изучим все предпосылки, послужившие формированию новых технологий. В конце первой главы мы изучим типы искусственного интеллекта и получим все необходимые знания, для того чтобы перейти к рассмотрению технологий и их современного состояния.

Во второй главе мы кратко рассмотрим три основополагающих современных метода построения искусственных интеллектуальных систем – символьные вычисления и логический вывод, искусственные нейронные сети и эволюционные алгоритмы. Фактически сегодня это три столпа искусственного интеллекта, на которых базируются прикладные направления исследований.

Далее в третьей главе книги будет представлено более или менее подробное описание технологий искусственного интеллекта и их текущее состояние. Мы начнём с двух направлений, которые развивались в рамках исследований по искусственному интеллекту, и постепенно перейдём к исследованиям, находящимся сегодня на острие науки. В разделе рассмотрим такие темы, как машинное обучение, искусственные нейронные сети, символьные вычисления, методы представления знаний, обработка естественного языка, робототехника и бионика и др.