Системы искусственного интеллекта
Виды информационных систем. Классификация.
Введение
В данной практической работе описываются виды информационных систем, их классификация, а также закономерности систем.
Информационная система (ИС)в целом - автоматизированная система, предназначенная для организации, хранения, пополнения, поддержки и представления пользователям информации в соответствии с их запросами.
Рассмотрим укрупненную функциональную схему информационной системы.
рис. 1
1 - система организации, хранения и представления информации;
2 - система ввода, обновления и корректировки информации;
3 - система потребления информации.
Системы искусственного интеллекта.
В настоящее время не существует единого определения, которое однозначно описывает эту научную область. Почти два десятка лет определение, предложенное в 1989 году А. Барром и Е. Фейгенбаумом, не оспаривается никем: «Искусственный интеллект (ИИ) — это область информатики, которая занимается разработкой интеллектуальных компьютерных систем, т. е. систем, обладающих возможностями, которые мы традиционно связываем с человеческим разумом, — понимание языка, обучение, способность рассуждать, решать проблемы и т. д.». Другая формулировка этого определения предлагается в учебном пособии Т. А. Гавриловой: «Искусственный интеллект — направление информатики, цель которого — разработка аппаратно программных средств, позволяющих пользователю непрограммисту ставить и решать свои традиционно считающиеся интеллектуальными задачи, при этом общение ведется на ограниченном подмножестве естественного языка». Третья точка зрения основана на том, что в результате исследований, проводимых в области ИИ, появляется множество прикладных систем, способных решать задачи, для которых ранее создаваемые системы были непригодны. Эти определения очень хорошо обозначают область знаний, связанных с задачами искусственного интеллекта. Теория искусственного интеллекта тесно связана с лингвистикой, психологией и логикой, которые изучают явления, относящиеся к познанию, пониманию и умозаключениям.
Цель ИИ — лучше понять функционирование человеческого разума, способного управлять большим объемом элементарных составляющих информации и решающего три фундаментальные проблемы: сформулировать — запомнить — использовать. Задачи искусственного интеллекта обладают двумя характерными особенностями: используется информация в символьной форме и предполагается наличие выбора между многими вариантами, иногда в условиях неопределенности.
Начало исследований в области искусственного интеллекта относят к концу 1950 годов и связывают с работами Аллена Ньюэлла, Герберта А. Саймона и Дж. К. Шоу, исследовавших процессы решения задач. Работы этих авторов положили начало первому этапу исследований в области искусственного интеллекта. Их результат — программа «Логик теоретик», предназначенная для доказательства теорем в исчислении высказываний, и программа «Универсальный решатель задач» (General Problem Solver, GPS). Этот период характеризуется разработкой программ для решения задач на основе разнообразных эвристических методов.
Область применения.
·Доказательства теорем;
·Игры;
·Распознавание образов;
·Принятие решений;
·Адаптивное программирование;
·Сочинение машинной музыки;
·Обработка данных на естественном языке;
·Обучающиеся сети (нейросети);
·Вербальные концептуальные обучения.
Перспективы развития.
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 ВМ обязаны заниматься составлением расписаний для коллективов и отдельных людей, делать краткую сводку новостей. В учебных заведениях ВМ 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 ВМ должны помогать ставить диагноз, направлять больных в соответствующие отделения, контролировать ход лечения. В домашнем хозяйстве ВМ 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.
Примеры и реализации.
Некоторые из самых известных ИИ-систем:
·Deep Blue — победил чемпиона мира по шахматам. Матч Каспаров против суперЭВМ не принёс удовлетворения ни компьютерщикам, ни шахматистам, и система не была признана Каспаровым. Затем линия суперкомпьютеров IBM проявилась в проектах brute force BluGene (молекулярное моделирование) и моделирование системы пирамидальных клеток в швейцарском центре Blue Brain.
·Watson — перспективная разработка IBM, способная воспринимать человеческую речь и производить вероятностный поиск, с применением большого количества алгоритмов. Для демонстрации работы Watson принял участие в американской игре «Jeopardy!», аналога «Своей игры» в России, где системе удалось выиграть в обеих играх.
·MYCIN — одна из ранних экспертных систем, которая могла диагностировать небольшой набор заболеваний, причем часто так же точно, как и доктора.
·20Q — проект, основанный на идеях ИИ, по мотивам классической игры «20 вопросов». Стал очень популярен после появления в Интернете на сайте 20q.net.
·Распознавание речи. Системы такие как ViaVoice способны обслуживать потребителей.
·Роботы в ежегодном турнире RoboCup соревнуются в упрощённой форме футбола.
Банки применяют системы искусственного интеллекта (СИИ) в страховой деятельности (актуарная математика), при игре на бирже и управлении собственностью. Методы распознавания образов (включая, как более сложные и специализированные, так и нейронные сети) широко используют при оптическом и акустическом распознавании (в том числе текста и речи), медицинской диагностике, спам-фильтрах, в системах ПВО (определение целей), а также для обеспечения ряда других задач национальной безопасности.
Разработчики компьютерных игр применяют ИИ в той или иной степени проработанности. Это образует понятие «Игровой искусственный интеллект». Стандартными задачами ИИ в играх являются нахождение пути в двумерном или трёхмерном пространстве, имитация поведения боевой единицы, расчёт верной экономической стратегии и так далее.