Глава 1
ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
Что такое искусственный интеллект?
Искусственный интеллект (ИИ) - это программная система, имитирующая на компьютере мышление человека. Для создания такой системы необходимо изучить процесс мышления человека, решающего определенные задачи или принимающего решения в конкретной области, выделить основные шаги этого процесса и разработать программные средства, воспроизводящие их на компьютере. Следовательно, методы ИИ предполагают простой структурный подход к разработке сложных программных систем принятия решений.
Традиционное программирование
Компьютерные программы, как правило, предназначены для решения строго определенных задач. Приспособить программу к решению новых задач можно, внеся в нее изменения, а для этого ее нужно всю внимательно просмотреть. Но подробный просмотр занимают слишком много времени, а при внесении изменений в программе могут возникнуть дополнительные ошибки.
Искусственный интеллект, как следует из самого названия, придает компьютеру черты разума. Методы ИИ упрощают объединение программ и дают возможность заложить в систему искусственного интеллекта способность к самообучению и накоплению новой, полезной в дальнейшем информации. Человек может накапливать знания, не изменяя способ мышления и не забывая уже известных фактов. Система ИИ работает почти точно так же. После прочтения данной книги читателю станет ясно, что модифицировать программы ИИ значительно проще, чем традиционные программы.
Влияние ии на программирование
Методы ИИ предполагают высокую степень независимости отдельных частей программы, каждая из которых реализует определенный шаг решения одной или нескольких задач. Рассмотрим это более подробно. Независимые части программы можно сравнить с отдельными блоками информации в человеческой памяти. Выбирая нужную информацию, человеческий мозг автоматически подключает только относящиеся к делу факты, не перебирая все доступные ему знания.
Одну и ту же задачу можно запрограммировать, используя либо традиционные методы, либо методы искусственного интеллекта. Применение методов искусственного интеллекта позволяет существенно упростить и ускорить разработку программ. В программах обоих типов отдельные части выполняют строго определенные действия, однако программы ИИ обладают особым свойством, похожим на характерное свойство человеческого интеллекта, - изменение любой, даже небольшой части информации не влияет на структуру всей программы. Такая гибкость придает процессу программирования большую эффективность, дает возможность создавать программы, умеющие "понимать", т.е. обладающие чертами разума.
Человеческое мышление
Искусственный интеллект опирается на знания о процессе человеческого мышления. Конечно, точно неизвестно, как работает человеческий мозг, ученые только начинают постигать сложный механизм интеллекта. Однако для разработки программ искусственного интеллекта имеющихся знаний вполне достаточно.
Цели
В основе человеческой деятельности лежат мышление. Когда утром звонит будильник, мозг человека дает команду руке выключить его. Это не автоматическая реакция, решение конкретной задачи требует определенного ответа мозга. Целью называется конечный результат, на который направлены мыслительные процессы человека. Как только цель (выключить будильник) достигнута, перед человеческим мозгом сразу встают новые цели, например, пойти в ванную, почистить зубы, одеться, позавтракать, выйти на автобусную остановку и т.д. Осуществление всех этих целей приводит к достижению главной цели - вовремя попасть на работу. Мысли, ведущие к конечному результату, не случайны, а строго обоснованы. Каждый шаг на пути к главной цели имеет свою локальную цель. Мозг всегда сосредоточен на цели независимо от того, выполняет ли человек простую физическую работу или решает сложную интеллектуальную задачу. Цель заставляет человека думать. Целью может быть, например, следующее:
Определить кратчайший путь между Нью-Йорком и Бостоном.
Выбрать вино, больше всего подходящее к определенной рыбе.
Научиться завязывать шнурки у ботинок.
Найти способ оценки успехов ребенка в арифметике.
При проектировании систем ИИ всегда следует помнить о цели, для достижения которой они предназначены. Запомните - люди делают что-либо не потому, что думают, а думают, потому что должны что-либо сделать. Теперь, когда в общих чертах понятен ход человеческих мыслей при достижении цели, рассмотрим, каким образом человек решает множество повседневных задач.