Определения, структура и развитие систем ИИ

Попытки дать определение термина

Искусственный Интеллект (ИИ) сегодня один из самых популярных, обсуждаемых и одновременно противоречивых и многозначных терминов. Действительно, с одной стороны, многочисленные эксперты утверждают, что уровень развития технологий искусственного интеллекта в стране - это важнейший критерий технологической, экономической и военно-стратегической мощи государства, показатель конкурентоспособности на высокотехнологичных рынках. Аналитики сообщают, что десятки тысяч компаний применяют технологии ИИ, тысячи стартапов по всему миру развивают решения на базе искусственного интеллекта, а ИТ-гиганты конкурируют за возможность купить наиболее успешных разработчиков в этой области. Рынок искусственного интеллекта оценивается консалтинговыми компаниями в сотни^{1 Оценки разных аналитиков существенно различаются, об этом подробно будет рассказано во второй лекции данного курса} миллиардов долларов. С другой стороны, целый ряд специалистов говорит, что ИИ - это миф, никакого искусственного интеллекта пока не создано! Причем такие высказывания можно услышать не только в частных беседах. Например, в статье под названием "ИИ на самом деле еще не существует" [1] авторы начинают свое повествование с категоричного утверждения: "многие компании, которые заявляют, что используют ИИ, обманывают себя - и вас тоже".

Авторы упомянутой публикации со ссылкой на Джулию Люк (Luc Julia), вице-президента Samsung по инновациям и соавтора цифрового помощника Siri, приводят следующую ее цитату: "Сегодняшние инструменты для бизнеса используют математику, статистику, машинное обучение, глубокое обучение, большие данные, получая машины более совершенные, чем в прошлом. Но то, что так часто называют ИИ, на самом деле не связано с искусственной формой интеллекта".

Многие авторы отмечали, что словосочетание "Искусственный интеллект" - это неудачный термин, который тем не менее стал общеупотребимым. Целый ряд специалистов предлагали свои уточнения этого названия, вспомним, например, замечание профессора Константина Воронцова, согласно которому ИИ логичнее было бы расшифровать как "имитация интеллекта" [2].

Отсутствие общепринятого определения осложняет решение целого ряда юридических и экономических вопросов, которые раньше не стояли на повестке.

Сегодня ИИ де-факто вступает в области, куда раньше "не ступала нога машины". От того, как мы трактуем термины, в том числе зависит разграничение юридической ответственности в таких непростых вопросах, как кто несет ответственность за аварию, вызванную системой управления беспилотной машиной, кто ответственен за решение, если диагноз пациенту был ошибочно поставлен системой ИИ, кому принадлежит авторство на мелодию, сгенерированную ИИ, - список можно продолжить^{2Более подробно вопросы морально-этических проблем, возникающих при работе систем на базе ИИ, будут рассмотрены во третьей лекции}.

Почему же термин, которым люди пользуются почти 70 лет, до сих пор понимается разными группами специалистов по-разному? Какие определения ИИ существуют и чем они различаются?

Перечислим некоторые проблемы, с которыми сталкиваются специалисты, пытающиеся дать свое определение ИИ.

Во-первых, ИИ быстро развивается, появляется все больше новых решений, меняется наполнение термина, и трудно дать толкование, которое было бы достаточно гибким, охватывая все новые подходы к реализации ИИ.

Во-вторых, следует отметить, что ИИ опирается на исследования разных наук, как естественных, так и гуманитарных (компьютерные науки, статистика, психология, нейробиология, философия), каждая из которых имеет свой понятийный аппарат, свои взгляды на предмет, и не всегда эти взгляды совпадают^{3Часть философов считают, что сознание может существовать только в рамках живой природы, другие полагают, что интеллект и наличие волеполагания, жажда познания и даже любовь - это все атрибуты, которые ИИ может приобрести на определенной стадии своего развития}. Противоречия, имеющиеся в разных дисциплинах, находят свое преломление и в теме ИИ. Представители разных школ и учений (материалисты и идеалисты, сторонники эволюционной теории и ее противники и т. п.) не могут достигнуть консенсуса в толковании термина ИИ, особенно в вопросах, затрагивающих философские аспекты бытия.

С философской, гносеологической, точки зрения термин интеллект привязан к биологическому объекту, а вопрос о том, могут ли неживые объекты обладать ощущением (как первичной основой структуры сознания и интеллекта), не решен. Поэтому большинство нейробиологов вопрос о том, может ли машина обладать разумом и, соответственно, интеллектом, пытаются отложить на будущее.

Разные участники сообщества ставят перед собой разные задачи. Для одних исследование ИИ связано с узконаучными целями, например, как с помощью компьютерного моделирования понять механизмы работы интеллекта человека. Для других целью является создание умных машин, которые позволят решать новые научные и практические задачи, не подвластные сегодня человеку, для третьих задача формулируется как бизнес и состоит в использовании новых ИИ-технологий везде, где их использование несет экономическую выгоду.

В-третьих, термином ИИ могут назвать разработки самого разного уровня сложности, опирающиеся на разные направления искусственного интеллекта, разные технологии, реализованные как в виртуальной среде, так и воплощенные в физическое устройство (в виде умной робототехники).

Дать однозначную исчерпывающую и согласованную дефиницию ИИ очень сложно, поэтому и существуют сотни частных определений. Попробуем разобраться, что в них общего и чем они различаются.

В табл. 1.1 мы представили десять определений ИИ, предложенных разными авторами за последние 50 лет, и выделили ключевую часть определения.

Интересно отметить, что большая часть авторов, упомянутых в табл. 1.1, базируются на утверждении, что ИИ - это некоторая область деятельности человека, например область науки или инженерии, в то время как другая часть экспертов делает акцент на том, что ИИ - это определенное свойство машин^{4Заметим, что когда ставится вопрос об определении, что такое интеллект человека, то в первую очередь определение затрагивает вопросы именно способностей человека, определяемых умственной интеллектуальной деятельностью}.

Заметим, что это принципиально разные подходы. Действительно, ИИ как наука может заниматься чисто теоретическими вопросами. Ответ на вопрос "Что такое ИИ как наука?" предполагает в первую очередь обозначение перечня областей исследования, научных школ, направлений и т. п.

Набор публикаций за некоторый период времени определяет спектр тем, над которыми работают ученые, которые фокусируются то на одной, то на другой научной проблеме. В частности, анализируя долю статей в области различных дисциплин, можно судить об изменении фокуса научных изысканий в области искусственного интеллекта в разные периоды времени (см. рис. 1.1).

Рис. 1.1. Доля препринтов arXiv, представленных в основных категориях Al, по категориям. Источник: arXiv [13]

Например, как видно из рисунка, в 1998 г. почти 75 % всех публикаций приходились на компьютерную лингвистику, а спустя 20 лет к ней было отнесено лишь 15 % статей из упомянутого источника. Категория "компьютерное зрение и распознавание образов", которая в начале века была в зачаточном состоянии, выросла многократно и заняла доминирующее положение в 2018 г.