Uporządkowane wiadomości na temat sztucznej inteligencji

Pierwsze pytanie, jakie się często nasuwa w związku z dyskusjami o sztucznej inteligencji, dotyczy tego, czy ona naprawdę istnieje? Czy rzeczywiście aktywność komputera wyposażonego w odpowiedni program można uznać za działanie inteligentne? Albo, ujmując to samo jeszcze bardziej dobitnie: Czy maszyna może myśleć?

Pytania takie nurtowały ludzi od początku rozwoju informatyki i już w latach 50. ubiegłego stulecia została zaproponowana metoda uzyskania w miarę obiektywnej odpowiedzi na ten temat w postaci tak zwanego "Testu Turinga". O tym, na czym polega ten test i czy maszynom udało się go "zaliczyć", można przeczytać tutaj.

Niezależnie od tego, czy będziemy się upierać, że maszyny naprawdę same myślą, czy też zgodzimy się, że sztucznej inteligencji nie ma, a są tylko programy pozwalające inteligentnie rozwiązywać problemy na bazie mądrości umieszczonej w nich przez mądrych ludzi - systemy sztucznej inteligencji mogą mieć rozliczne zastosowania. Zwłaszcza w kontekście nowoczesnego zarządzania gospodarką, o czym mowa jest także w tym wpisie.

Sztuczna inteligencja wkroczy w nasze życie na przykład za pośrednictwem autonomicznych pojazdów, czyli samochodów (taksówek?) jeżdżących bezpiecznie bez kierowcy. O pracach, jakie w tym zakresie są prowadzone między innymi w mojej Katedrze na AGH można przeczytać tutaj.

W atrybut sztucznej inteligencji wyposażane są w coraz większym stopniu budowane obecnie roboty, które dzięki temu stają się autonomiczne (zdolne do samodzielnego podejmowania decyzji), ale które w związku z tym muszą być wyposażone także w sztuczną moralność, której można przeczytać tutaj.

Ostatnio pracujemy w moim zespole badawczym nad automatem, który przyczyni się do pomnożenia liczby rosnących w Polsce dębów. O jego budowie i sukcesach (zdobywa on kolejne złote medale na kolejnych wystawach i targach!) można przeczytać tutaj.

Jak wynika z tego krótkiego przeglądu - sztuczna inteligencja wkracza dosłownie wszędzie! Dlatego warto ją poznać.

Staram się popularyzować wiedzę na jej temat. Między innymi prowadziłem na antenie RMF Classic całą serię pogadanek pod wspólnym hasłem "Letnia szkoła sztucznej inteligencji". Dostęp do tych nagrań można uzyskać korzystając z tego wpisu. Mówiłem o tym także w Radio Kraków. To nagranie jest dostępne tutaj.

Najbardziej ogólny i całościowy rzut oka na dziedzinę sztucznej inteligencji znaleźć można w tym wpisie. Opisałem tam sztuczną inteligencję jako zbiór metod informatycznych na tyle rozproszonych i zróżnicowanych, że przypominają one archipelag.

Używając stale tej samej metafory, konsekwentnie opisywałem różne metody sztucznej inteligencji jako wyspy tego "archipelagu". Jako pierwsze opisane zostały metody symboliczne. To najstarsza część sztucznej inteligencji, ale ciągle jeszcze bardzo chętnie używana.

Jako drugą wyspę opisałem problematykę sieci neuronowych. Na ich temat zamieszczę jeszcze obszerną wzmiankę na końcu tego zbiorczego opisu, bo poświęciłem im wiele wpisów i pokazałem wiele ich ciekawych właściwości.

Na kolejnej wyspie umieściłem algorytmy ewolucyjne. Są to metody, które poszukują inteligentnych rozwiązań trudnych problemów na drodze prowadzonej w pamięci komputera symulowanej ewolucji. To są naprawdę ciekawe metody, dające ciekawe wyniki!

Jeszcze inną metodą obliczeniową opartą naśladownictwie przyrody jest technika algorytmów mrówkowych. Jest ona oparta na ciekawej obserwacji, że zbiorowość osobników pozbawionych indywidualnej inteligencji może wykazywać inteligencję zbiorową. Obserwuje się to u mrówek, pszczół i termitów. Przeniesione do programów komputerowych zasady funkcjonowania takiego inteligentnego roju pozwalają rozwiązywać wiele problemów informatycznych, więc technika ta obecnie dość bujnie się rozwija.

"Poligonem doświadczalnym", na którym rozwijały się różne metody sztucznej inteligencji, był zawsze obszar różnego rodzaju gier. Wpis, który na ten temat stworzyłem 8 miesięcy temu, informował o sukcesach, jakie odnosiły programy sztucznej inteligencji w warcabach i w szachach. Zawierał on jednak stwierdzenie: (...) grą strategiczną, w której ludzie wciąż jeszcze mają przewagę nad maszynami - jest Go. Tymczasem dzisiaj stwierdzenie to jest już nieprawdziwe - komputer pokonał arcymistrza gry w Go! Ciekawy reportaż dotyczący tego wydarzenia przygotowany przez TVN24 znaleźć można na mojej stronie w zakładce Komentarz do wygranej komputera w grze GO - TVN24. To zestawienie mojej opinii (sprzed 8 miesięcy) na temat niemożności pokonania człowieka przez komputer w grze Go, z faktem, że człowiek (arcymistrz!) został pokonany, pokazuje, jak szybki i trudny do przewidzenia jest rozwój sztucznej inteligencji!

Dość osobliwą wyspą w rozważanym archipelagu sztucznej inteligencji są tak zwane systemy ekspertowe - narzędzia informatyczne łączące zasoby wiedzy ludzkiej (pochodzącej od ekspertów) z technikami automatycznego wnioskowania opartymi na metodach formalnych.

Jednym z ciekawych działów sztucznej inteligencji jest tak zwana teoria zbiorów rozmytych. Pozwala ona odwzorować w systemie komputerowym informacje nieprecyzyjne oraz prowadzić skuteczne rozumowanie w oparciu o niedokładne dane.

Nieco podobna do zbiorów rozmytych jest technika tak zwanych zbiorów przybliżonych. Warto ją poznać, ponieważ jest to jedyna technika sztucznej inteligencji, której twórcą był Polak, profesor Zdzisław Pawlak. Metody zbiorów przybliżonych są chętnie stosowane przez badaczy i praktyków na całym świecie, bo założenia, na których są one oparte, dobrze pasują do rzeczywistych problemów, które w sztucznej inteligencji musimy rozwiązywać. Warto więc je poznać!

Jednym z najstarszych obszarów sztucznej inteligencji jest rozpoznawanie. Maszyną rozpoznającą był Perceptron Rosenblatta, o którym będzie dodatkowo mowa przy omawianiu sieci neuronowych, a w oddzielnych wpisach opisane zostało rozpoznawanie obrazów oraz rozpoznawanie mowy. Ta ostatnia technika korzysta intensywnie z faktu, że w dziedzinie sztucznej inteligencji rozwinięto także metody komputerowego przetwarzania i automatycznego rozumienia języka naturalnego (pisanego albo mówionego).

W pewnym sensie komplementarne w stosunku do metod rozpoznawania są metody grupowania danych, nazywane także analizą skupień. Ich użycie jest bardzo celowe, gdy mamy do czynienia z dużym nagromadzeniem danych i chcemy wykryć w nich jakieś nieznane wcześniej prawidłowości.

Jak już wspomniałem wyżej, jednym z najważniejszych działów sztucznej inteligencji są tak zwane sieci neuronowe. Pisałem o nich stosunkowo często, bo zajmuję się nimi naukowo od blisko 30 lat i wiem o nich więcej, niż o innych metodach sztucznej inteligencji. Ponadto jest to naprawdę ciekawe narzędzie, wzorowane w swej budowie i działaniu na ludzkim mózgu. O tym, jak powstało i jakie od początku sprawiało niespodzianki, można poczytać tutaj. O jego dalszych właściwościach, a zwłaszcza o kluczowym dla wszystkich zastosowań procesie uczenia, można było przeczytać w tym wpisie, a o podobieństwach zachowania uczącej się sieci neuronowej do zachowania uczącego się człowieka opowiada ten wpis, zaś kolejny wpis mówi o tym, że sieć neuronowa w określonych warunkach potrafi nawet ... fantazjować.

Jeśli ktoś chciałby szybko dowiedzieć się czegoś na temat wybranego szczegółu dotyczącego sieci neuronowych, a nie ma czasu ani ochoty studiować całej związanej z tym wiedzy teoretycznej i praktycznej - to może skorzystać z dostępnego elektronicznie darmowego "Leksykonu sieci neuronowych". Leksykon ten dostępny jest w wersjach PDF (na laptopy i duże komputery) ePub oraz MOBI, tak że korzystać z niego mogą naprawdę wszyscy posiadacze tabletów, czytników Kindle czy telefonów komórkowych. Bliższe informacje można znaleźć tutaj.

Sieci neuronowe znajdują obecnie setki różnych zastosowań. Wystarczy wpisać w Google neural networks applications i już po chwili otrzymuje się około 19 800 000 wyników (0,34 s). Ten wynik dowodzi dwóch rzeczy: że same tylko zasoby Internetu zawierają ogromną liczbę doniesień o udanych zastosowaniach sieci neuronowych do różnych celów (te około 20 mln. wyników wyszukiwania!) oraz że wiele osób zapytuje o te wyniki (czas odpowiedzi poniżej sekundy dowodzi, że crawlery Google wielokrotnie zbierały wcześniej informacje na ten temat, odpowiadając na pytania użytkowników z całego świata i w momencie zadania pytania odpowiedź była już gotowa jako przygotowana reakcja na często pojawiające się pytanie).

Dwudziestu milionów zastosowań sieci neuronowych nie mogłem opisać na tym blogu, ale jako ważny i konkretny przykład opisałem zamiary ówczesnego prezesa jednej z największych polskich firm, KGHM Polska Miedź S.A., zapowiadającego szerokie wykorzystanie sieci neuronowych w zarządzaniu tym przedsiębiorstwem. Wyjaśniłem też, jak sieci neuronowe mogą pomagać w zarządzaniu, bo to wcale nie było oczywiste.

Ale sieci neuronowe mogą mieć też mniej poważne, ale też bardzo ciekawe zastosowania - na przykład, mogą odgadywać, co zrobi człowiek, zanim on to zrobi. Można o tym poczytać tutaj. Daje do myślenia!

Wychodząc z założenia, że zamiast uczyć się o sieciach neuronowych w sposób teoretyczny, lepiej jest poznać je przez bezpośrednie ich używanie - przygotowałem zestaw prostych programów, które można bezpłatnie pobrać z Internetu (szczegóły zaanonsowałem tutaj) oraz opublikowałem książkę, w przystępnej formie sugerującą, jak tych programów używać. Starałem się tę wiedzę spopularyzować szczególne wśród licealistów, udostępniając tekst tej książki za pośrednictwem serwisu internetowego jednej z najlepszych szkół średnich w Polsce (szczegóły można przeczytać tutaj). O mojej przyjaźni z I LO w Krakowie można więcej przeczytać tutaj. Niestety, w liceum tym nastąpiła ostatnio zmiana dyrektora i na zasadzie "wycinania" wszystkiego, co zrobili poprzednicy - wywalono także z serwisu moją książkę. Ale ponieważ zainteresowanie nią było nadal duże, więc książkę tę udostępniła ostatecznie witryna "Otwórz książkę" należąca do Uniwersytetu Warszawskiego.

O książce tej można by wiele powiedzieć. Na przykład, tutaj przeczytać można o zadziwiającej przygodzie zbiorowego tłumaczenia tej książki na język angielski (co się zakończyło jej wydaniem w USA i dużym sukcesem czytelniczym). Ale zamiast czytać o książce, lepiej jest czytać książkę jako taką. Zapraszam tutaj.

Kończąc ten przegląd dodam, że dość ciekawym aspektem rozwoju sztucznej inteligencji jest to, iż roboty, które są w nią wyposażone, obok komputerowego rozumu muszą mieć także moralność. Na ten dość kontrowersyjny temat opracowałem i udostępniłem kolejny wpis. Jest to kontynuacja wpisu, który dotyczył cybernetyki tak zwanych systemów samodzielnych (bardzo godnych uwagi!).

Obok wpisów na blogu popularyzowałem wiedzę na temat sztucznej inteligencji w formie nagrań filmowych. Jedno z nich, chyba dość udane, znaleźć można tutaj. Z kolei w tym wpisie znaleźć można odnośnik do nagrania radiowego, także dotyczącego sztucznej inteligencji.

Więcej filmów popularyzujących wiedzę o sztucznej inteligencji, a także kolekcję ponad stu nagrań radiowych i innych zasobów multimedialnych na ten temat, znaleźć można na mojej stronie, na którą wszystkich zainteresowanych serdecznie zapraszam :-)

Sztuczna inteligencja wyzwala w społeczeństwie różne oczekiwania i nadzieje. Na przykład, obok omówionych wyżej licznych i różnorodnych zastosowań na wielką skalę (inteligentne roboty, samochody jeżdżące bez kierowcy, wspomaganie menedżerów itp.), mówi się dziś o zastosowaniach bardzo bliskich codzienności zwykłych ludzi, takich jak chociażby inteligentne budynki.

Sztuczna inteligencja budzi jednak także pewne obawy. O tym, jakie to są obawy i czy rzeczywiście warto się bać - można przeczytać tutaj.

Najbardziej zauważalną cechą sztucznej inteligencji jest jej ustawiczny i (jak się wydaje) nieograniczony rozwój. Niezależnie od tego, czy fakt ten może nas cieszyć, czy martwić - komputery wyposażone w sztuczną inteligencję nieuchronnie przewyższą z czasem nasze możliwości intelektualne. Wyprzedzą najpierw pojedynczego człowieka, ale potem przewyższą zbiorową mądrość całej ludzkości. W tym wpisie starałem się wyjaśnić, dlaczego tak się stanie i kiedy to może nastąpić.

Fakt ustawicznego wzrostu poziomu sztucznej inteligencji wraz z perspektywą prześcignięcia przez stale uczące się maszyny możliwości intelektualnych poszczególnych ludzi, a nawet ludzkości traktowanej jako całość - budzi niepokój. Nieprzypadkowo więc zostałem zaproszony do Polskiej Akademii Umiejętności, żebym przedstawił na wspólnym posiedzeniu Komisji Zagrożeń Cywilizacyjnych oraz Komisji Nauk Technicznych referat naświetlający tę kwestię bez emocji, w sposób naukowy. O tym moim wystąpieniu w PAU napisałem w tym wpisie - i zachęcam do przeczytania także i tej informacji.

Tak, jak zapowiedziałem na wstępie powyższego wpisu - od jego publikacji upłynęło sporo czasu, znaczonego także moimi następnymi wpisami - między innymi na temat sztucznej inteligencji. Najnowsza wersja przewodnika problemowego po tych wszystkich nowych wpisach dotyczących sztucznej inteligencji dostępna jest tutaj.