Интеллектуальные системы

Из Internet-статьи специалиста по срокам создания ИИ: «Захотят ли люди его построить? На этот вопрос можно довольно уверенно ответить утвердительно, с каждым шагом на пути к суперинтеллекту связаны громадные экономические выгоды. Компьютерная индустрия инвестирует огромные суммы в следующее поколение машин и ПО, и будет продолжать это делать, пока существует конкурентный пресс и это дает прибыль». «Сильный и все увеличивающийся  прессинг будет улучшать ИИ вплоть до человеческого уровня. Если найдется способ гарантировать, что ИИ будет подчиняться людям, то такой ИИ будет создан. Если нет возможности это гарантировать, тем не менее, он все равно будет создан».

К этим авторитетным мнениям  нужно добавить факты в виде продолжения  распространения в мире ядерного оружия и работ по клонированию человека, не смотря на запреты.

Рассмотрение уже созданного суперкомпьютера, ПО и опубликованных предложений (сколько засекречено  – не знаем) показывает, что мы в  настоящее время можем ожидать  создание таких вещей:

1. «ИИ человеческого уровня»;
2. Первых ПЛТ;
3. Первых «ПЛК при частичном переселении личности»;
4. ПО для «Электронного БОГА» (от 2005 года).

Поэтому рассматриваемый  вариант, игнорирующий эти прогнозы, есть уход от реальности, этим он вреден, по существу, аморален. Для людей, которые  могут работать в области ИИ и у которых есть возможность выбирать, вопрос стоит следующим образом: «Над нашим вариантом надо работать, чтобы способствовать его первенству по сравнению с другими».

ВАРИАНТ 2.

Продолжатели  типа ПЛТ – это продолжатели личности в теле.

Первые ПЛТ будут стоить миллионы долларов, поэтому доля потенциально опасных или с элитарной моралью среди первых ПЛТ будет выше, чем среди  средних людей. А мощь первых ПЛТ в любом отношении будет выше, чем у обычных людей, поэтому вариант 2 с точки зрения морали не может быть выбран.

ВАРИАНТ 3.

«Электронный  БОГ».

Если внутри зародышевой программы  «Электронного БОГА» заложить блок морали, то срок готовности такого ПО отодвинется лет на 10, поэтому такое ПО не будет вопросом настоящего времени. В настоящее время может появиться ПО типа зародышевой программы высшего разума без блока морали. Соображения автора (предложения) профессора А.А. Болонкина, что такой разум разовьется в доброго БОГА, следующие:

1. он благодарен людям за свое рождение;
2. взаимовыгодно его сотрудничество с человечеством и отдельным индивидуумом, и БОГ будет нуждаться в свободной мощности и памяти ПК людей.
3. он безопасен на первых порах, так как  не имеет исполнительных органов и нуждается в людях (как ребенок в матери);
4. потому что является разумным существом, то не будет конфликтовать с людьми.

Еще автор думает, что  высшие разумы поселятся на других планетах солнечной системы и  вселенной, а Землю оставят людям.

Все эти соображения  не кажутся, например, лектору достаточными, чтобы этот высший разум не развился без блока морали в электронного сатану. И автор пишет, что данная вероятность есть. Поэтому этот вариант тоже не есть сейчас вариант морального выбора, не смотря на все возможные выгоды, которые он мог бы дать.

ВАРИАНТ 4.

Создание «ИИ человеческого  уровня».

Стоимость суперкомпьютера мощностью 10¹⁷ операций/с (1000 терафлопс) равняется 100 млн. долларам. Этот вариант является еще более элитарным, чем ПЛТ или «Электронный БОГ». Его использование засекречено. Оно будет во благо или во вред – решают деньги. Ситуация опасная. Вариант сейчас не может быть вариантом морального выбора.

Заметим, что каждое рассматриваемое  устройство вместе с людьми представляет собой некоторую иерархию. Представляется, что морально было бы работать не над  очередной иерархией опасной  для людей, а над некоторой  включающей людей сложной гетерогенной сетью. 

ВАРИАНТ 5.

«ПЛК при частичном переселении личности» и МАС-РА.

Представляется, что морально было бы.

Этому условию на наш  взгляд, может удовлетворить сеть из большего множества «ПЛК при частичном переселении личности» (реализуемой на не очень сложной программе, уменьшающей долю потенциально опасных созданий). Такая сеть может быть  развита в сеть из МАС-РА с саморазвитием агентов до интеллекта человеческого и дальше. Главное, что такой сетью трудно манипулировать.

Дополнительные качества этого варианта:

• часть сети ПЛК, находящаяся в конкретной семье, может участвовать в воспитании детей, смягчать ситуации одиночества и сиротства.
• для самого человека-прототипа не так уж мало знать – на примеры других – что его собственное продолжение будет вечным, что в цифровой сети всегда будет кто-то, кто через живых продолжит выполнение его замыслов.

Это та реальность, которую  люди могут создать, занимаясь «общим делом» по мечте русского философа Н.Ф.Федорова.

Заключение. Далеко ли до МАС-РА.

N/N свойств РА	«ПЛК при частичном переселении личности»	Модель сознания	ИА (в идеале)
1	–	+	+
2	–	?	+
3*	+	+	+
4	–	+	+
5	+	?	+
6	+	+	+
7*	–	+	+
8*	–?	+	+
9	–	–	+
10	–	+	+
11	+	–	+?  обязательное свойство  РА
(12)	–	+	+?
(13)	–	+	+
(14)	?	?	+?
15	+	–	–
16	+	–	–
17	–	+	–
18	–	–	–
19	½	–	?
20	+	–	–

 

1-11 – обязательные  свойства для ИА и РА.

12-14 – необязательные  свойства ИА.

15-20 – особые свойства  РА.

* – содержащиеся в  особых свойствах РА

 

Если расстояние до МАС-РА оценивать в числе различающихся свойств, то от «ПЛК при частичном переселении личности» до МАС-РА 7,5 свойств, от модели сознания – 7 свойств (без 3,7,8), от ИА – 6 свойств (без 3,7,8).

Вывод: ближе всего  РА находится от других ИА. Поэтому  основная масса зачетных работ посвящена ИА.

 

ТЕМА 6. Естественная нейронная сеть человека (ЕНС) и искусственная нейронная сеть (ИНС).

 

Введение.

Темы 6, 7, 8 посвящены технологии изготовления технологии МАС-РА.

МАС-РА можно представить  себе в виде «черного ящика» с заданными  входными и выходными величинами. Потом создать интерфейс (1), включая все средства взаимодействия с окружающей средой (т.е. пользователей, других РА, машинное зрение и т.д.) и логикоматиматическую модель, потом алгоритм и пакет программ (пакет 1) для традиционной ЭВМ. Такая технология изготовления реализует прагматическое или традиционное направление ИИ.

Другой подход заключается  в изучении интеллекта и органов  тела человека. Затем нужно представить  примерный макет нужный для РА части этого устройства с датчиками. Потом возможно 2 пути:

1. создать физические макеты с датчиками;
2. создать логикоматематическую модель таких макетов, потом алгоритм, потом пакет программ для традиционной ЭВМ и оснастить ее интерфейсом (2).

Это направление в  ИИ называется бионическим.

Комбинация этих подходов называется гибридной технологией ИИ.

Чтобы попробовать выбрать  из этих технологий (так как ни одна не применена) нужно расширить знания в области бионического направления.

 

§1. Характеристики биологического организма необходимые для РА.

• Обучаемость.
• Запоминание (память) и узнавание объектов и их действий.
• Забывание.
• Безусловные и условные рефлексы.
• Логический уровень (принятие решений, в том числе о действии).
• Адаптация к частым и редким проявлениям внешней среды.
• Использование числового (логикоматематического) языка (в математическом и компьютерном моделировании разных объектов и их действий – для человека (условно это: «числа + железо + софт», ЕЯ)) и символьного языка (в обучении, запоминании, узнавании объектов и их действий, отделение их от фона и т.д. – для всех организмов, включая человека (условно это: «символы + мясо + описание функционирования в имволах»)).

 

§2. ЕНС и типичный нейрон.

Совокупностью этих характеристик  стала обладать исторически (и в  плане эволюции видов, и в плане  индивидуального взросления) нервная система человека, состоящая из сети связанных между собой нервных клеток -  нейронов. Их основная масса (10¹¹) сосредоточена в мозге.

 

Схема типичного нейрона  в сети.

 

Входы в тело нейрона  – дендриты, выходы – ветви аксона, число тех и других в разных нейронах разное. Основная масса имеет мало входов и выходов, но некоторые до 10⁴ выходов, так что в целом получается порядком 10¹⁵ передающих связей. По объему мозга: примерно 99%  – связи (аксоны, синапсы, дендриты). Один нейрон с другим связан через синапс. Одни выходы с синапсами стремятся возбудить тело (синаптическое возбуждение), другие – ослабить (синаптическое торможение). Синаптическая связь – это примерная проводимость синапса – между активными нейронами увеличивается (здесь заключается память). На теле входные сигналы алгебраически объединяются. Когда совокупное возбуждение в теле больше некоторого порога, то нейрон активизируется, т.е. по аксону начинает двигаться импульс (без затухания, со скоростью 10 м/с, максимальная частота генерации примерно 1 кГц).

 

§3. Модель нейрона и ИНС.

 

 

 

 

 

(w_j – весовой коэффициент j-ой связи, примерно проводимость j-го синапса)

 

 

Но более общий вид функции активации не скачок, а сигмоида.

В настоящее время  не могут создать универсальную  ИНС, вместо этого разработана специализированная ИНС.

Общие принципы синтеза: возможности сетей увеличиваются при увеличении числа ячеек, при увеличении числа слоев, увеличении плотности связей между нейронами, при увеличении введении обратной связи (хотя стабильность уменьшается).

Основные типы ИНС  таковы:

1. Сети прямого распространения: однослойный персептрон, многослойный персептрон и другие. Например, многослойный персептрон – это сеть, изображенная на рис.6.3.

 

2. Сети с обратной связью: соревновательные сети, сеть Кохонена, сеть Хопфильда, модули ANT. Например, модули ANT - рис.6.4.

 

В ЕНС и ИНС многие из нарисованных связей могут отсутствовать.

 

§4. Обучение ИНС.

Жизненный цикл ИНС состоит  из 2-х независимых фаз: обучение и работа.

Обучение состоит в  изучении весов "j: {w_j} на тестовых примерах и задачах, когда сеть правильно преобразуется на всех этих примерах, и дальнейшее обучение  осуществляется, не изменяя значений w_j.

Три парадигмы обучения:

1. «с учителем»;
2. «без учителя» (самообучение);
3. «смешанная».

 

 

ТЕМА 7. Структура и принципы бионической ИС.

 

§1. Совокупность основных принципов.

1.а. Разновидности обратных связей.

Внешняя среда способствует не гибели, а развитию (в том числе  интеллектуальному) системы, если возмущения среды можно разделить на 2 класса:

1. частые небольшой интенсивности и амплитуды;
2. редкие большой интенсивности и амплитуды.

В смысле общей теории систем эталонная по интеллекту система  – это замкнутая система во всех средах, т.е. как бы не изменялась среда, система достигает своих целей дополнением (замыканием себя) недостающими объектами. Моделью такой системы считаются человек.

Основные свойства интеллектуальной системы таковы:

• универсальность возможностей;
• адаптация к относительным изменениям внешней и внутренней среды.

Структурная схема  информационных потоков в интеллектуальных системах.

 

Адаптация делится на:

1. взаимодействие прединтеллектуальной основы с внешней средой, в ходе которого создаются следы в памяти, и происходит ответная реакция системы (первичная ОС);
2. выбор алгоритмов и модели изменения системы окружающей среды на основе анализа следов (вторичная ОС), производимого интеллектуальной надстройкой.

Частое изменение среды  небольшой интенсивности отрабатывается в составе взаимодействия А с  внешней средой – первичная ОС. А редкие большой интенсивности – вторичная ОС.

 

1.б. Интеллектуальность модальностей.

Интеллектуальная часть  ЕНС человека условно делится  на подсети:

1. эффекторная (привязана к управляющим органом);
2. анализаторная определенной модальности (привязана к отдельным сенсорам (зрительные, слуховые и т.д.));
3. анализаторная межмодальная.