Prelomnice v zgodovini umetne inteligence

V prejšnjem članku smo razčistili osnovne pojme umetne inteligence. Sedaj se torej zavedamo, da je umetna inteligenca med nami že dolgo časa, a kako dolgo je to? V članku bomo raziskali pobude za osnovanje konceptov umetne inteligence, spoznali bomo veleume, ki so bili tako pred svojim časom, da so nekatere njihove ideje še danes inženirsko neizvedljive, predvsem pa bomo odkrili skromne začetke v veji znanosti, ki še danes buri duhove in jo bomo zato razumeli šele takrat, ko bomo odkrili njeno ozadje in osnovne ideje za vsemi plastmi zmotnih mišljenj in prehitrih zaključkov.

Začetki umetne inteligence (Umetna inteligenca II.)

Zgodovina umetne inteligence se deli na več manjših podenot v katerih so bili postavljeni določeni mejniki. V članku bom predstavil nekaj glavnih stvari o zgodovini in začetkih umetne inteligence, osredotočil se pa bom na pomembnejše, ki nam bodo dali bolj jasno sliko o teh skromnih začetkih te res osupljive veje računalništva.

»Prazgodovina« umetne inteligence (do leta 1950):

Pobude oziroma ideje za umetno inteligenco izvirajo že iz antike, ko so takratni veleumi želeli zgraditi napravo, ki bi znala misliti in sklepati. A prvi dejanski koncepti so se pojavili v 17. stoletju, ko je Gottfried Leibniz razširil prej poznan koncept računskega stroja v stroj, ki bi namesto številk lahko operiral s koncepti.

Leta 1936 se je izpod rok očeta teoretičnega računalništva in umetne inteligence Alana Turinga rodil tako imenovani koncept Turingovega stroja. Turingov stroj je matematični model, ki določa abstraktni stroj, ki preko vhodnih podatkov (nekega traka simbolov) omogoča konstrukcijo logike kateregakoli računalniškega algoritma. Ta ideja, da lahko računalnik posnema katerikoli proces sklepanja, je raziskovalce vodila do spoznanja, da bi lahko premislili o izgradnji električnih možganov.

1950:

Leta 1950 je Alan Turing postavil enega izmed ciljev umetne inteligence, to je, da bi zasnovali napravo, ki bi se tako dobro pretvarjala, da je človek, da je neki zunanji opazovalec ne bi mogel ločiti od običajnega človeškega obnašanja. Taka naprava bi v tem primeru opravila Turingov test in bi bila prepoznana kot inteligenta naprava.

Turingov test bi bil sestavljen iz pogovora stroja in človeka v naravnem jeziku v katerega bi se vključil človeški sodnik, ki bi se zavedal, da je eden od govorečih stroj, vendar ne bi vedel kateri, saj bi to želel ugotoviti. Vsa komunikacija bi potekala preko tipkovnice in zaslona, tako da sposobnost in kvaliteta sinteze računalniškega govora ne bi imelo vpliva. Če sodnik ne bi uspel razločiti med strojem in človekom, torej da bi lahko samo ugibal kdo je kdo, potem bi ta stroj opravil Turingov test.

Turingov test Vir slike

Ideje glede umetne inteligence so se množile in tako se je leta 1956 izvedla takoimenovana Dartmouthova konferenca oziroma delavnica, na kateri so se takrat vodilni strokovnjaki na področju računalništva in matematike sestali in debatirali ter razmišljali o ekspertnih sistemih, simboličnem programiranju logičnih sistemih ter mnogo drugem. Ta konferenca naj bi pomenila prelomnico po kateri se je umetna inteligenca obravnavala kot svoja samostojna veda.

»Cilj UI je razvoj naprav, ki se vedejo kot da bi razpolagale z inteligenco« (McCarthy, 1955).

V tem obdobju so se začeli zasnovati tudi že prvi višje nivojski programski jeziki, med katerimi je bil LISP favoriziran programski jezik za raziskovanje v umetni inteligenci, saj je bil takrat eden redkih programskih jezikov, ki je poznal rekurzijo, rekurzivne podatkovne tipe kot so drevesa, pogojnike itd. V LISP-u je bil napisan tudi znani program SHRDLU, ki je v svetu kock in enostavnih predmetov razumel naravni jezik (angleščino) in je tako preko klepeta z uporabnikom izvajal njegove ukaze, iz njih sklepal kaj je uporabnik mislil in si celo zapomnil imena za določene objekte.

Svet kock programa SHRDLU
Vir slike

1960:

Obdobje med letoma 1960 in 1970 so zaznamovali hitri uspehi. Umetna inteligenca se je ukvarjala z računalniški igrami, dokazovanjem izrekov in analizo slik in jezika. V tem obdobju je zaslovel računalniški program Eliza, ki se je podobno kot SHRDLU ukvarjal s komunikacijo z uporabnikom. Eliza je simuliral pogovor z metodami povezovanja vzorcev in metodologijo substitucije, kar je povzročilo, da je dal iluzijo razumevanja. Najbolj slavna je skripta DOCTOR (1964-1966), ki je obravnavan kot eden prvih programov, ki bi mu dejansko uspelo opraviti Turingov test. Program je simuliral psihoterapevta in je preko pravil napisanih v skripti uporabniku odgovarjal s posrednimi vprašanji.

Uporabniški vmesnik programa ELIZA Vir slike

 

1970:

V tem obdobju so se razvili ekspertni sistemi, to so inteligentni sistemi, ki so specializirani na ozkem področju neke stroke, s pomočjo znanja in procedur pa lahko na omejenem področju emulirajo sposobnost odločanja in reševanja problemov človeških izvedencev. Niso nadomestek ljudi, ampak so njihov pripomoček.

V 70-ih letih se je osnovala ena izmed pomembnejših vej umetne inteligence – strojno učenje. Pri tem ne gre za učenje prednaloženih podatkov, ampak gre za sposobnost učenja, brez da bi bilo za to potrebno eksplicitno programiranje. Tesno je povezano z računsko statistiko, ki skrbi za napovedi, saj se mora program učiti iz izkušenj, da pa je to efektivno, je tudi zelo povezano z matematično optimizacijo. Pri tem ne smem pozabiti na takoimenovano teorijo (na)učljivosti, ki se ukvarja z oblikovanjem in analizo algoritmov strojnega učenja.

Strojno učenje – shema
Vir slike

Pri vseh zgoraj naštetih vejah umetne inteligence, je pripomoral razvoj novega programskega jezika Prolog, saj se je uporabljal tako za dokazovanje izrekov, ekspertne sisteme kot za avtomatsko načrtovanje. Prolog je povzročil vpeljavo nove paradigme programskih jezikov – indukcijsko logično programiranje, ki uporablja logiko kot konsistentno reprezentacijo primerov.

Primer: Pozitivni primeri + negativni primeri + vnaprej znano znanje ⇒ hipoteza

Pri indukcijski logiki je v nasprotju z deduktivno logiko, sklep zmeraj narejen z neko verjetnostjo.

Primer:

Deduktivna logika: Induktivna logika
1. Ljudje smo smrtniki.
2. Peter je človek.
——————————————
⇒ Peter je smrtnik.
1. 90 % ljudi je desničarjev.
2. Peter je človek.
———————————————–
⇒ Peter je desničar. (z neko verjetnostjo p)

Program mora tako znati razločevati med pozitivnimi in negativnimi primeri, kar počne tudi s pomočjo vnaprej znanega znanja. Iz tega nato lahko določi neki sklep, ki je glede na predpostavke do neke mere pravilen. To je v realnem svetu veliko bolj uporabno, saj ne vemo, če so predpostavke zmeraj 100 % pravilne oziroma popolnoma splošne.

Po teh odkritjih, je v svetu umetne inteligence prišlo do zastoja, do tako imenovane prve »zime UI«. Zastoj je bil posledica umika finančne podpore ameriške in britanske vlade, ki sta svojo podporo namenili drugim »perspektivnejšim« področjem.

1980:

Umetna inteligenca je veja idej, ki računalnikom omogoča početje stvari, ki ljudi naredijo na videz inteligentne. (Winstonova knjiga UI, 1. izdaja, 1979)

Umetna inteligenca je v 9. desetletju 20. stoletja dobila nov zagon, ki je bil posledica komercialne uspešnosti ekspertnih sistemov. To je, skupaj z japonskim projektom 5. generacije računalnikov, znova navdihnilo ameriško in britansko vlado, da sta financirali akademske raziskave na področju umetne inteligence. Vendar je leta 1987 zaradi propada trga strojev Lisp znova nastopilo obdobje zime UI.

1990 – danes:

Na koncu 20. stoletja in v 21. stoletju je umetna inteligenca postala integrirana v vseh sferah življenja. Sprva se jo je začelo aplicirati v logistiki, rudarjenju podatkov in medicini, vse uspehe pa je omogočalo večanje računske moči računalnikov, saj so nove tehnologije omogočale izdelavo vse močnejših in zmogljivejših procesorjev. Umetna inteligenca se je začela na široko uporabljati pri reševanju problemov v znanosti, pa tudi drugod.

Prva velika in odmevna zmaga umetne inteligence je bil skalp svetovnega šahovskega prvaka Gary-a Kasparova, ki ga je IBM-ov Deep Blue leta 1997 premagal z rezultatom 3.5 – 2.5. Zmaga je povzročila val presenečenj, saj je šah vedno veljal za domeno inteligentnih ljudi in bi tako moral biti stroj, ki je premagal najmočnejšega šahista na svetu prav tako smatran kot inteligenten. To je povzročilo številne debate, ki so privedle do številnih teorij razdelitve umetne inteligence na šibko in močno in debate, če je šahovski stroj res inteligenten, glede na to, da se on ne zaveda, da igra šah, vendar samo računa možnosti. Seveda debate potekajo še danes in ne bi bil presenečen, da bodo kmalu v debato posegli stroji z implementirano UI in začeli zastopati svoja stališča in argumentirati svoj pogled na vso zadevo.

Napredek je šel pospešeno naprej in aplikacija umetne inteligence je postala vedno lažja. Leta 2002 je Amazon nadomestil svoje človeške urednike z avtomatiziranim sistemom, Apple je 2011 izdal osebno pomočnico Siri, leta 2015 pa je računalniški program AlphaGo premagal najmočnejšega igralca igre Go na svetu. To je samo nekaj prelomnic pri uporabi in integraciji umetne inteligence v naše vsakdanjike. Danes je umetna inteligenca res povsod, v spletnem nabiralniku, v samovozečih avtomobilih, v priljubljenem spletnem brskalniku in skoraj povsod, kjer bi njena uporaba lahko optimizirala delovanje naprave ali programa. Z razvojem računalniških nevronskih mrež in mnogo drugih vej umetne inteligence se njena uporabnost širi in njena učinkovitost veča.

Spletni iskalnik je primer implementacije UI v vsakdanjem življenju.
Vir slike

Prav ta napredek pa straši mnoge ljudi, saj jim je umetna inteligenca še vedno nekaj neznanega in računalnikom še zdaleč ne zaupajo. Ta vzorec se je ponovil že mnogokrat v človeški zgodovini, saj tudi elektronskim dvigalom na začetku nismo zaupali in so tako dvigala še dolga leta upravljali za to posebej »izurjeni« ljudje. Kako bi svet izgledal danes, če bi bil pri vseh dvigalih še vedno upravljalec, ki bi bil zadolžen za nalogo, ki jo opravi že dokaj preprosto vezje. Ker pa dvigalu zaupamo, saj vemo kako deluje, čeprav v resnici ne, si bomo v naslednjem članku podrobneje pogledali ozadje za delovanjem umetne inteligence. Pogledali bomo preproste primere in razložili osnovno logiko za njimi in se tako bolje izobrazili o tej pereči temi 21. stoletja.

Viri:

Komentarji
Žan Magerl

Žan Magerl

Poleg tega, da je splošno izjemno razgledan, je tudi človek, ki vsaki stvari želi priti do dna, ugotoviti kako kaj deluje, zakaj je takšno kot je in ali bi to lahko izboljšali. To pomeni, da se bo čisto spustil v stvar, ki mu je trenutno padla v oči, in ne bo nehal, dokler ne ugotovi vsega, kar je za ugotoviti o določeni temi.
Verjetno bi ga lahko z eno besedo povzeli kot radovednega.
Žan Magerl

Latest posts by Žan Magerl (see all)

Žan Magerl

Poleg tega, da je splošno izjemno razgledan, je tudi človek, ki vsaki stvari želi priti do dna, ugotoviti kako kaj deluje, zakaj je takšno kot je in ali bi to lahko izboljšali. To pomeni, da se bo čisto spustil v stvar, ki mu je trenutno padla v oči, in ne bo nehal, dokler ne ugotovi vsega, kar je za ugotoviti o določeni temi. Verjetno bi ga lahko z eno besedo povzeli kot radovednega.