Кибернетический подход.

Министерство общего и профессионального

Образования РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

СТАЛИ И СПЛАВОВ

(ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ)

Старооскольский филиал

Кафедра автоматизации и промэлектроники

Реферат

по русскому языку и культуре речи

на тему: Искусственный интеллект и теоретические вопросы психологии.

 

 

                                                                Выполнил: студент группы ИС-03-2д

                                                                                                 Сухоруков Сергей

                                                                                      Приняла: Анпилова Л.Н.

 

 

            

 

 

                                                                Старый Оскол 2003 г.

 

В книге «Искусственный интеллект и теоретические вопросы психологии», за1992 год, рассматриваются проблемы создания искусственного интеллекта, создания машины подобной человеку, которая могла бы сама мыслить, имитировать не вычислительные процессы, свойственные человеческому мышлению, в том числе восприятие и обучение, распознавание образов, понимание повседневной речи и письма, принятие решений в

неопределенных ситуациях, когда известны не все факты, и быстро, неутомимо и безошибочно производить сложные задачи как электронная вычислительная машина.

Автором этой книги является Тихомиров О.К. - известный ученый, который в своих трудах описал различные подходы к изучению искусственного интеллекта.

Книга, которую написал Олег Константинович называется «Искусственный интеллект и теоретические вопросы психологии»,потому что в ней рассматриваются тенденции развития  механических , а потом электронных машин, которые умеют «мыслить».Так же он описал вопросы о психологии,  чтобы показать все эмоциональные проявления людей в различных ситуациях ,которые отличают и будут отличать человека от интеллектуальной машины.

Основная тема этой книги рассказать что же такое искусственный интеллект ,показать его с разных подходов: механического, электронного, кибернетического и нейронного.

В книге рассматриваются вопросы, имеющие важное значение для развития науки и техники, делается оценка возможности ил невозможности создания разумного прототипа человека и дается краткая изложение развития интеллектуальных систем.

Сущность проблемы сводиться к осуществлению взаимодействия между исследованиями искусственного интеллекта и психологической наукой, заключается в том, чтобы создать «электронный мозг» который будет иметь эмоции и будет уметь думать, как человек.

Книга делится на несколько частей : первая - подходы к изучению Искусственного интеллекта, вторая - проблемы психологии .

Книга начинается с развития еще в древние времена механических прототипов человека, такие как механический музыкант, играющий 12 мелодий. И заканчивается обсуждением проблемы взаимодействия Искусственного интеллекта с психологической наукой.

 После краткого обзора хочу представить главное содержание некоторых глав из этой книги.

 

 

Механический подход

 

В XVIII в. благодаря развитию техники, особенно разработке часовых механизмов, интерес к подобным изобретениям возрос, хотя результаты были гораздо более "игрушечными", чем это хотелось бы Парацельсу. В1736 г. французский изобретатель Жак де Вокансон изготовил механического флейтиста в человеческий рост, который исполнял двенадцать мелодий, перебирая пальцами отверстия и дуя в мундштук, как настоящий музыкант. В середине 1750-х годов Фридрих фон Кнаус, австрийский автор,служивший при дворе Франциска I, сконструировал серию машин, которыеумели держать перо и могли писать довольно длинные тексты. Другой мастер, Пьер ЖакДроз из Швейцарии, построил пару изумительных по сложности механических кукол размером с ребенка: мальчика, пишущего письма и девушку, играющую на клавесине.

Успехи механики XIX в. стимулировали еще более честолюбивые замыслы. В 1914 г., директор одного из испанских технических институтов Леонардо Торрес-и-Кеведо из готовил электромеханическое устройство,способное разыгрывать простейшие шахматные эндшпили почти также хорошо, как и человек.

   

 

Электронный подход.

 

Однако только после второй мировой войны появились устройства, казалось бы, подходящие для достижения заветной цели - моделирования разумного поведения; это были электронные цифровые вычислительные машины. "Электронный мозг", как тогда восторженно называли компьютер, поразил в 1952 г. телезрителей США, точно предсказав результаты президентских выборов за несколько часов до получения окончательных данных.Этот "подвиг" компьютера лишь подтвердил вывод, к которому в то время пришли многие ученые: наступит тот день, когда автоматические вычислители, столь быстро, неутомимо и безошибочно выполняющие автоматические действия, смогут имитировать не вычислительные процессы, свойственные

человеческому мышлению, в том числе восприятие и обучение, распознавание образов, понимание повседневной речи и письма, принятие решений в неопределенных ситуациях, когда известны не все факты. Таким образом "заочно" формулировался своего рода "социальный заказ" для психологии, стимулируя различные отрасли науки. Многие изобретатели компьютеров и первые программисты развлекались составляя программы для отнюдь не технических занятий, как сочинение музыки, решение головоломок и игры, на первом месте здесь оказались шашки и шахматы. Некоторые романтически настроенные программисты даже заставляли свои машины писать любовные письма.

К концу 50-х годов все эти увлечения выделились в новую более или менее самостоятельную ветвь информатики, получившую название "искусственный интеллект". Исследования в области ИИ, первоначально сосредоточенные в нескольких университетских центрах США - Массачусетском

технологическом институте, Технологическом институте Карнеги в Питтсбурге, Станфордском университете, - ныне ведутся во многих других университетах и корпорациях США и других стран. В общем исследователей ИИ, работающих над созданием мыслящих машин, можно разделить на две группы. Одних интересует чистая наука и для них компьютер - лишь инструмент, обеспечивающий возможность экспериментальной проверки теорий процессов мышления. Интересы другой группы лежат в области техники: они стремятся расширить сферу применения компьютеров и облегчить пользование ими. Многие представители второй группы мало заботятся о выяснении механизма мышления - они полагают, что для их работы это едва либолее полезно, чем изучение полета птиц и самолетостроения.

На протяжении всей своей короткой истории исследователи в области ИИ всегда находились на переднем крае информатики. Многие ныне обычные разработки, в том числе усовершенствованные системы программирования, текстовые редакторы и программы распознавания образов, в значительной мере рассматриваются на работах по ИИ. Короче говоря, теории, новые идеи, и разработки ИИ неизменно привлекают внимание тех, кто стремится расширить области применения и возможности компьютеров, сделать их более "дружелюбными" то есть более похожими на разумных помощников и активных советчиков, чем те педантичные и туповатые электронные рабы, какими они всегда были.

Несмотря на многообещающие перспективы, ни одну из разработанных до сих пор программ ИИ нельзя назвать "разумной" в обычном понимании этого слова. Это объясняется тем, что все они узко специализированы; самые  сложные экспертные системы по своим возможностям скорее напоминают дрессированных или механических кукол, нежели человека с его гибким умом и широким кругозором. 

Кибернетический подход.

Попытки построить машины, способные к разумному поведению, в значительной мере вдохновлены идеями профессора МТИ Норберта Винера, одной из выдающихся личностей в интеллектуальной истории Америки. Помимо математики он обладал широкими познаниями в других областях, включая нейропсихологию, медицину, физику и электронику.Винер был убежден, что наиболее перспективны научные исследованиия в так называемых пограничных областях, которые нельзя конкретно отнести к той или иной конкретной дисциплины. Они лежат где-то на стыке наук, поэтому к ним обычно не подходят столь строго. "Если затруднения врешении какой-либо проблемы психологии имеют математический характер,пояснял он, - то десять несведущих в математике психологов продвинуться не дальше одного столь же несведущего".

Винеру и его сотруднику Джулиану Бигелоу принадлежит разработка принципа "обратной связи", который был успешно применен при разработке нового оружия с радиолокационным наведением. Принцип обратной связи заключается в использовании информации, поступающей из окружающего мира, для изменения поведения машины. В основу разработанных Винером и

Бигелоу систем наведения были положены тонкие математические методы;при малейшем изменении отраженных от самолета радиолокационных сигналов они соответственно изменяли наводку орудий, то есть - заметив попытку отклонения самолета от курса, они тотчас расчитывали его дальнейший путь и направляли орудия так, чтобы траектории снарядов и самолетов пересеклись.

В дальнейшем Винер разработал на принципе обратной связи теории как машинного так и человеческого разума. Он доказывал, что именно благодаря обратной связи все живое приспосабливается к окружающей среде и добивается своих целей. "Все машины, претендующие на "разумность",- писал он, - должны обладать способность преследовать определенные цели и приспосабливаться, т.е. обучаться". Созданной им науке Винер дает название кибернетика, что в переводе с греческого означает рулевой.(2)

Следует отметить, что принцип "обратной связи", введенный Винером был в какой-то степени предугадан Сеченовым в явлении "центрального торможения" в "Рефлексах головного мозга" (1863 г.) и рассматривался как механизм регуляции деятельности нервной системы, и который лег в

основу многих моделей произвольного поведения в отечественной психологии.

Нейронный подход.

К этому времени и другие ученые стали понимать, что создателям вычислительных машин есть чему поучиться у биологии. Среди них был нейрофизиолог и поэт-любитель Уоррен Маккалох, обладавший как и Винерфилософским складом ума и широким кругом интересов. В 1942 г. Маккаох, участвуя в научной конференции в Нью-йорке, услышал доклад одного из сотрудников Винера о механизмах обратной связи в биологии. Высказанные в докладе идеи перекликались с собственными идеями Маккаоха относительно работы головного мозга. В течении следующего года Маккаох в соавторстве со своим 18-летним протеже, блестящим математиком Уолтером Питтсом, разработал теорию деятельности головного мозга. Эта

теория и являлась той основой, на которой сформировалось широко распространенное мнение, что функции компьютера и мозга в значительной мере сходны.

Исходя отчасти из предшествующих исследований нейронов (основных активных клеток, составляющих нервную систему животных), проведенных Маккаллохом, они с Питтсом выдвинули гипотезу, что нейроны можно упрощенно рассматривать как устройства, оперирующие двоичными числами. Двоичные числа, состоящие из цифр единица и нуль, - рабочий инструмент

одной из систем математической логики. Английский математик XIXв. Джордж Буль, предложивший эту остроумную систему, показал, что логические утверждения можно закодировать в виде единиц и нулей, где единица соответствует истинному высказыванию а нуль - ложному, после чего этим можно оперировать как обычными числами. В 30-е годы XX в. пи-

онеры информатики, в особенности американский ученый Клод Шеннон, поняли, что двоичные единица и нуль вполне соответствуют двум состояниям электрической цепи (включено-выключено), поэтому двоичная система идеально подходит для электронно-вычислительных устройств. Маккалох и Питтс предложили конструкцию сети из электронных "нейронов" и показали, что подобная сеть может выполнять практически любые вообразимые числовые или логические операции. Далее они предположили, что такая сеть в состоянии также обучаться, распознавать образы, обобщать, т.е.она обладает всеми чертами интеллекта.

Теории Маккаллоха-Питтса в сочетании с книгами Винера (2) вызвали огромный интерес к разумным машинам. В 40-60-е годы все больше кибернетиков из университетов и частных фирм запирались в лабораториях и мастерских, напряженно работая над теорией функционирования мозга и методично припаивая электронные компоненты моделей нейронов.Из этого кибернетического, или нейромодельного, подхода к машинному разуму скоро сформировался так называемый "восходящий метод" движение от простых аналогов нервной системы примитивных существ, обладающих малым числом нейронов, к сложнейшей нервной системе человека

и даже выше. Конечная цель виделась в создании "адаптивной сети", "самоорганизующейся системы" или "обучающейся машины" - все эти названияразные исследователи использовали для обозначения устройств, способных следить за окружающей обстановкой и с помощью обратной связи изменять свое поведение в полном соответствии с господствовавшей в те времена

бихевиористской школой психологии, т.е. вести себя так же как живые организмы. Однако отнюдь не во всех случаях возможна аналогия с живыми организмами. Как однажды заметили Уоррен Маккаллох и его сотрудник Майкл Арбиб, "если по весне вам захотелось обзавестись возлюбленной, не стоит брать амебу и ждать пока она эволюционирует".

Но дело здесь не только во времени. Основной трудностью, с которой столкнулся "восходящий метод" на заре своего существования, была высокая стоимость электронных элементов. Слишком дорогой оказывалась даже модель нервной системы муравья, состоящая из 20 тыс. нейронов, не

говоря уже о нервной системе человека, включающей около 100 млрд. нейронов. Даже самые совершенные кибернетические модели содержали лишь неколько сотен нейронов. Столь ограниченные возможности обескуражили

многих исследователей того периода.