НОВОСТИ   БИБЛИОТЕКА   ЮМОР   КАРТА САЙТА   ССЫЛКИ   О САЙТЕ  




предыдущая главасодержаниеследующая глава

Что могут делать вычислительные машины

Перечислив идеи, которые будут изложены в книге, давайте посмотрим на некоторые представительные примеры того, что могут делать компьютеры, запрограммированные на основе этих идей. Будем, однако, осторожны! Здесь так же легко стать ярым приверженцем, как и неисправимым пессимистом. Многое еще предстоит выяснить, поэтому, когда речь идет о том, что могут вычислительные машины, часто целесообразно начинать фразу со слов: "До какой-то степени..." В большинстве случаев фундаментальные исследования только сейчас начинают давать непосредственный практический выход.

Компьютеры способны проходить тест на разумность в установлении геометрических аналогий

На рис. 1.1 показан пример типичной задачи поиска аналогии, которая возникает в тестах на интеллектуальные способности. Экзаменуемый человек обязан найти в качестве ответа рисунок, который лучше всего удовлетворяет следующему отношению: А так относится к В, как С относится к X. Эванс написал программу, которая решает подобные задачи на уровне учеников старших классов. Успех этой программы показал важную роль хорошего, связанного с преследуемой целью представления. Эта программа, как и многие другие, упоминаемые в настоящем разделе, будет разобрана в дальнейших главах.

Рис. 1.1. Программа поиска аналогии Эванса легко справляется с этой задачей, показывая 1 в качестве лучшего ответа. Эта программа, написанная в начале 60-х годов, действует на уровне учеников старших классов
Рис. 1.1. Программа поиска аналогии Эванса легко справляется с этой задачей, показывая 1 в качестве лучшего ответа. Эта программа, написанная в начале 60-х годов, действует на уровне учеников старших классов

Вычислительные машины могут обучаться

Сегодня несколько программ могут продемонстрировать способность к обучению. Одна из них обучается новым понятиям при помощи последовательности образцов наподобие той, что показана на рис. 1.2. Другая, написанная Ленатом, имеет дело с такими понятиями, как умножение, разложение на множители и простые числа. Она показывает, что программа способна изобрести математику, которую даже профессиональные математики находят интересной. В частности, программа Лената наткнулась на некоторые идеи, связанные с числами, имеющими наибольшее число делителей, хотя ни сам Ленат, ни, очевидно, большинство математиков прежде никогда об этом не задумывались. Однако крупный математик Рамунуян задумывался, так что программа Лената оказалась в блестящей компании.

Рис. 1.2. Обучающаяся понятиям программа Уинстона обучается представлению об арках на серии примеров. Программа приходит к решению, что арка - это кирпич или призма, которая должна опираться на два кирпича, не соприкасающиеся друг с другом
Рис. 1.2. Обучающаяся понятиям программа Уинстона обучается представлению об арках на серии примеров. Программа приходит к решению, что арка - это кирпич или призма, которая должна опираться на два кирпича, не соприкасающиеся друг с другом

Другие представительные программы связаны с усвоением процедурных знаний. Одна из систем, предложенная Файксом, Нильсоном и Хартом, строит все более и более сложные планы для робота, который толкает ящики, открывает двери и щелкает электрическими выключателями. Система работает путем вызова и приспособления старых планов для новых ситуаций. Другие системы, принадлежащие Сассману и Голдстейну, обучаются путем отладки почти корректных программ.

Вычислительные машины способны понимать простые рисунки

Снабженные телевизионными камерами, вычислительные машины способны достаточно хорошо видеть, чтобы работать с миром, содержащим игрушечные блоки. Они могут приходить к заключениям о том, какого типа объекты присутствуют, в каких отношениях они находятся между собой, какие группы они образуют. Эти программы отмечают, что сцена, изображенная на рис. 1.3, содержит восемь предметов, включая три посередине, которые образуют арку. Далее они отмечают, что слева от арки находится призма, справа - искаженный кирпич с отверстием в нем, а сзади стоит трехэлементная башня.

Рис. 1.3. Программа понимания состава сцены Уолца использует знания о различных возможных конфигурациях вершин для разбиения линий на категории. На сценах обычно присутствуют дефекты деталей, тени, границы изображения, выпуклые и вогнутые линии. (Рисунок заимствован из книги П. Г. Уинстона  'Психология машинного зрения' русский перевод).- М.: Мир, 1978 г.)
Рис. 1.3. Программа понимания состава сцены Уолца использует знания о различных возможных конфигурациях вершин для разбиения линий на категории. На сценах обычно присутствуют дефекты деталей, тени, границы изображения, выпуклые и вогнутые линии. (Рисунок заимствован из книги П. Г. Уинстона 'Психология машинного зрения' русский перевод).- М.: Мир, 1978 г.)

Для обеспечения способностей такого рода уже требуется широкий спектр концепций, связанных с ограничениями, свойственными изображениям, с представлением знаний, решением задач, и весьма сложными управляющими структурами. Труднее дается понимание сцен с криволинейными предметами, но определенный прогресс здесь наблюдается.

Вычислительные машины могут понимать фразы на простом естественном языке

В настоящее время имеется несколько программ, способных поддерживать диалог с человеком на ограниченные темы: программа Винограда работает в мире игрушечных блоков, а программа Вуда - с лунными камнями. Пример взаимодействия человека с системой Винограда приводится ниже, в разделе, посвященном пониманию языка.

Вычислительные машины способны решать задачи на профессиональном уровне

Математика явилась первой из областей, требующих интеллекта, в которой вычислительные машины достигли такого уровня. Конечно же, вычислительные машины способны выполнять арифметические действия с невероятной скоростью. Слейгл в своей классической программе для интегрального исчисления показал, что они способны на гораздо большее. Программа Слейгла получает на входе задачи по интегрированию и выдает ответные выражения, как показывает пример на рис. 1.4. Эта программа достаточно несложная и может служить в качестве учебного примера по программированию, хотя она прекрасно справляется с задачами на уровне университетских экзаменов. Более современные программы, наподобие программы МАКСИМА в Массачусетском технологическом институте, работают еще лучше, поскольку они располагают большим объемом знаний. Человек с ними уже тягаться не может

Рис. 1.4. Программа интегрирования Слейгла, теперь устаревшая, явилась одним из первых достижений. Ее работа соответствует уровню хорошего первокурсника. Более современные программы не имеют конкурентов среди людей
Рис. 1.4. Программа интегрирования Слейгла, теперь устаревшая, явилась одним из первых достижений. Ее работа соответствует уровню хорошего первокурсника. Более современные программы не имеют конкурентов среди людей

Рис. 1.5. ДЕНДРАЛ Фейгенбаума, программа для анализа масс-спектрограмм, получает на вход масс-спектрограммы и химические формулы, а выдает структуры молекул. Программа работает на уровне специалистов в этой области. (Заимствовано из работы Букхенена, Сазерленда и Фейгенбаума - см. список литературы. С разрешения Дональда Миши, главного редактора Machine Intelligence, Эдинбургский университет, Шотландия.)
Рис. 1.5. ДЕНДРАЛ Фейгенбаума, программа для анализа масс-спектрограмм, получает на вход масс-спектрограммы и химические формулы, а выдает структуры молекул. Программа работает на уровне специалистов в этой области. (Заимствовано из работы Букхенена, Сазерленда и Фейгенбаума - см. список литературы. С разрешения Дональда Миши, главного редактора Machine Intelligence, Эдинбургский университет, Шотландия.)

Фейгенбаум и его коллеги также привели блестящие примеры компетентного решения задач вычислительной машиной. Система программ ДЕНДРАЛ понимает масс-спектрограммы настолько хорошо, что может интерпретировать данные типа тех, что изображены на рис. 1.5, на уровне аспиранта по органической химии. Другая система, МАЙСИН, предназначена для того, чтобы помогать доктору диагностировать и лечить вирусные заболевания определенных классов. Предварительные испытания программы показали, что она работает на уровне выше среднего и приближается к уровню специалистов людей.

Еще одну программу создали Сассман и Столлман, на этот раз - способную понимать электронные схемы. Эта программа приходит к определенным выводам о схеме типа рис. 1.6 путем рассуждений, свойственных человеку, а не непосредственным анализом соответствующих уравнений для электрических цепей. При этом возникает одно преимущество: программа способна объяснить, что она сделала в терминах, понятных инженеру.

Рис. 1.6. Программа понимания работы электрических схем, созданная Сассманом и Столлманом, пользуется рассуждениями, присущими человеку, при определении токов и напряжений в цепях. Она дает объяснения работы сложных электронных устройств в виде, легко понятном для инженера-электронщика. (Заимствовано из статьи Г. Сассмана, Р. Столлмана - см. список литературы  С разрешения Института электро- и электронной техники, Нью-Йорк)
Рис. 1.6. Программа понимания работы электрических схем, созданная Сассманом и Столлманом, пользуется рассуждениями, присущими человеку, при определении токов и напряжений в цепях. Она дает объяснения работы сложных электронных устройств в виде, легко понятном для инженера-электронщика. (Заимствовано из статьи Г. Сассмана, Р. Столлмана - см. список литературы С разрешения Института электро- и электронной техники, Нью-Йорк).

Вычислительные машины могут решать полезные задачи на производстве

Очень хороню, что вычислительные машины в конечном счете смогут выполнять работу, которая для людей становится все более непривлекательной,- это грязная работа, опасная, бессмысленная, безнадежно скучная или плохо оплачиваемая. По мере развития общества эти работы должны передаваться специальным достаточно гибким разумным системам или же набору специализированных машин, использующих узко ориентированные методы. Пока доминируют машины специального назначения. Вряд ли у какого-либо найдутся сегодня туфли, сделанные ему на заказ, несмотря даже на то, что у человека редко в точности совпадают размеры обуви для левой и правой ног. Костюмы также шьются по стандартным выкройкам.

Рис. 1.7. В программе механической сборки Иноу используется обратная связь по силе, что позволяет работать с весьма малыми (12 микрон) допусками
Рис. 1.7. В программе механической сборки Иноу используется обратная связь по силе, что позволяет работать с весьма малыми (12 микрон) допусками

Хотя сборка, показанная на рис. 1.7, мало напоминает шитье обуви или костюма, она все же символизирует собой некую альтернативу к однообразию, присущему конвейерному производству. На рисунке изображена сборка узла подшипников из восьми элементов, осуществляемая с помощью управляемой от вычислительной машины рукой. Допускаются изменения в положении деталей. Любопытно, что для этого потребовались лишь весьма скромные программистские средства. Вычислительная машина, способная ощущать то, с чем она работает, в меньшей степени сталкивается с необходимостью работы со строго однородными частями, крайне точными приспособлениями для сборки, тщательно изготовленными шаблонами, зажимами и струбцинами.

На вычислительных машинах можно моделировать психические процессы

Некоторые психологи работают в области искусственного интеллекта, потому что они хотят понять мышление человека с точки зрения обработки информации. Один из разделов психологии связан с концепцией ассоциативной памяти. В другом разделе изучаются методы решения задач человеком, которые связаны с моделями, проливающими свет на такие явления кратковременной памяти, как выделение кусков, скрытые состояния и переполнение. Испытание подобных моделей ведется как на программах, так и на людях.

Разумеется, сходство машинного и человеческого разума можно использовать по-иному, заметив, что если и люди, и машины в своей разумной деятельности должны опираться на одни и те же фундаментальные механизмы, то программы для интеллектуальных вычислительных машин должны бы служить богатым источником метафор и аналогий для исследований и прогресса в области естественного интеллекта. Многие считают, что методология, используемая при построении разумных программ, может быть непосредственно использована и для людей.

предыдущая главасодержаниеследующая глава








© Злыгостев А.С., 2001-2019
При использовании материалов сайта активная ссылка обязательна:
http://informaticslib.ru/ 'Библиотека по информатике'
Рейтинг@Mail.ru
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь