Міністерство освіти і науки України
Сумський державний університет
Факультет технічних систем та енергоефективних технологій
https://magistratura.com.ua/blog/vymohy-do-oformlennya-dysertatsiy/
Реферат
з дисципліни:
«Методологія та методи наукових досліджень»
на тему
«Проблеми створення штучного інтелекту»
Перевірив Опанасюк А.С.
Виконав Авраменко С. Є.
Група А-15/МТ
Суми 2021
ЗМІСТ
| ВСТУП……………………………………………………………………… | 3 | |
| Розділ 1 Поняття та становленнія штучного інтелекту | 5 | |
| 1.1 | Сутність поняття штучного інтелекту………………………………. | 5 |
| 1.2 | Історія появи та становлення штучного інтелекту ………………… | 7 |
| Розділ 2 Сучасний стан Штучного інтелекту в Україні та за кордоном………………………………………………………… | 12 | |
| 2.1 | ТОП-10 досягнень штучного інтелекту сучасності………………… | 12 |
| 2.2 | Штучний інтелект в транспортної системі в Україні й за кордоном | 15 |
| Розділ 3 перспективи розвитку штучіного інтелекту в Україні…………………………………………………………………….. | 23 | |
| 3.1 | Національна стратегія розвитку штучного інтелекту в Україні....... | 23 |
| 3.2 | Перспективні тренди розвитку АІ-технологій в транспортної системі України……………………………………………………….. | 27 |
| Висновки………………………………………………………………... | 31 | |
| Список використаних джерел……………………………….. | 33 | |
| ДодатОк А «Концепція розвитку штучного інтелекту в Україні»........ | 36 | |
Вступ
Актуальність теми. Проблема створення штучного інтелекту часто піднімається в контексті дискусій з розвитку комп’ютерних технологій. Технології та системи штучного інтелекту, поширення яких засновано на масовому використанні цифрової інформації, застосовуються в різних сферах життєдіяльності людини. Такі системи допоможуть у повсякденному житті людини, у машинобудуванні, будівництві, зможуть керувати транспортними потоками не тільки в окремій країні а й у глобальному, світовому масштабі.
Сьогодні штучний інтелект є однією з ключових інноваційних технологій сучасності. В багатьох областях науки і суспільного життя на інтелектуальні машини, або на так званих роботів, покладаються ті завдання, які раніше була в змозі виконувати лише людина і саме це обумовило створення штучного інтелекту і надалі стимулює його розвиток та удосконалення. Системи, що працюють на основі штучного інтелекту все більше застосовуються в техніці, наприклад, це автомобілі наділені штучним інтелектом, або, наприклад, роботи, що беруть участь у виробництві. Тобто, метою створення штучного інтелекту першочергово є поліпшення життя людини. Проте, будь-яка система має свої недоліки і проблеми, які необхідно досліджувати для подальшого її вдосконалення та ефективного розвитку.
Велика кількість вітчизняних дослідників вивчають питання, що стосуються штучного інтелекту і шукають шляхи для подолання проблем або, принаймні, зменшення кількості проблем у цій сфері. До них належать: Карчевський М. В. Нікольськнй, Ю. В., Пасічник В. В, Щербина Ю. М., Стефанчук Р. О., Радутний О. Є. та інші.
Метою дослідження є аналіз стану проблем, становлення та створення штучного інтелекту в Україні та за кордоном та перспективи його розвитку в Україні.
Об’єктом дослідження є процес створення «штучного інтелекту» та дослідження проблем у цій сфері в Україні та за кордоном.
Предметом дослідження є сутність і проблематика штучного інтелекту.
Методологічною основою дослідження є низка загальнонаукових та спеціально наукових методів. При дослідженні поняття «штучний інтелект», використано діалектичний метод і формально-логічний метод. Соціологічний метод застосовано для формулювання теоретичних положень. Також методологічну основу дослідження склали системний метод, метод індукції, дедукції, аналізу та синтезу.
Робота складається зі вступу, трьох розділів (перший розділ складається з трьох підрозділів, другий та третій розділи складаються з двох підрозділів), висновків, списку використаних джерел, що нараховує 26 найменувань, та одного Додатку.
РОЗДІЛ 1
ПОНЯТТЯ ТА СТАНОВЛЕННІЯ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ
1.1 Сутність поняття штучного інтелекту
На сьогодні не існує єдиного трактування сутності поняття «штучного інтелекту». Кожен автор, який пише про штучний інтелект, відштовхується від якогось визначення, та розглядає в контексті досягнення певної науки.
Штучний інтелект (англ. аrtificial intelligence, АІ) – це розділ комп’ютерної лінгвістики та інформатики, що опікується формалізацією проблем та завдань, які подібні до дій, що виконує людина [1].
Штучний інтелект – створення інтелектуальних машин (програм), здатних брати на себе окремі функції інтелекту людини, наприклад, обирати оптимальні рішення на основі раніше отриманого досвіду та аналізу зовнішніх впливів [2].
Математик, криптограф Ірвінг Джон Гуд стверджував, що: «штучним інтелектом називається машина, розум якої перевершує людський, вона може створювати власні програми та технології». Таке визначення Ірвінг Джон Гуд з припущення: «Нехай ультра-інтелектуальна машина визначається як машина, яка може набагато перевершувати всі інтелектуальні дії будь-якої людини, наскільки це можливо. Оскільки конструкція машин є одним із цих інтелектуальних завдань, ультра-інтелектуальна машина могла б розробляти ще кращі машини. Тоді безперечно був би «вибух розвідки», і розум людини залишився б далеко позаду. Таким чином, перша ультра-інтелектуальна машина є останнім винаходом, який людина повинна коли-небудь робити, за умови, що машина є достатньо слухняною, щоб розповісти нам, як тримати її під контролем» [3].
В «Концепції розвитку штучного інтелекту в Україні» [4], схваленої розпорядженням Кабінету Міністрів України від 2 грудня 2020 р., зазначено, що «штучний інтелект – організована сукупність інформаційних технологій, із застосуванням якої можливо виконувати складні комплексні завдання шляхом використання системи наукових методів досліджень і алгоритмів опрацювання інформації, а також формувати та використовувати власні бази знань, моделі прийняття рішень, алгоритми роботи з інформацією та визначати способи досягнення поставлених завдань». В даному документі визначена також «галузь штучного інтелекту» як напрям діяльності у сфері інформаційних технологій, який забезпечує створення, впровадження та використання технологій штучного інтелекту [4].
Штучний інтелект (АІ) – унікальний продукт технічного прогресу, що дає змогу машинам вчитися, використовуючи людський і власний досвід, пристосовуватися до нових умов в рамках свого застосування, виконувати різнопланові завдання, які тривалий час були під силу лише людині, прогнозувати події й оптимізувати ресурси різного характеру [5].
Отже, штучний інтелект сьогодні – це здатність машин і програм аналізувати отриману інформацію та робити висновки, за допомогою яких приймаються важливі рішення.
АІ-технології розвиваються за двома основними напрямками:
– семіотичний: створення систем, які наслідують такі процеси як мова, мислення, вираження емоцій.
– біологічний: створення нейронних мереж, які побудовані за біологічним принципом [6].
Виділяють такі основні переваги штучного інтелекту, як:
– точність в обробці даних;
– аналіз великої кількості інформації з максимальною швидкістю;
– АІ-технології не допускають помилок;
– використання АІ-технологій значно зменшує час, фінансові витрати та підвищує продуктивність праці.
Потенціал застосування штучного інтелекту дуже широкий, вже зараз він використовується у багатьох сферах, а саме у: медицині, фінансах, транспорті, промисловості, торгівлі і звичайно у побуті людини.
1.2 Історія появи та становлення штучного інтелекту
Історія штучного інтелекту, як вчення про розвиток сучасної науки і технології створення інтелектуальних машин, має своє коріння в ранніх філософських дослідженнях природи людини і процесу пізнання світу, розширених пізніше нейрофізіологами і психологами у вигляді ряду теорій щодо роботи людського мозку і мислення.
Перші дослідження з вивчення штучного інтелекту почалися ще в середині XX століття.
Перша робота, яка відноситься до штучного інтелекту, була виконана у 1943 р. американськими вченими-нейрофізіологами Уорреном Мак-Каллоком і Уолтером Піттсом, а саме: вони розробили першу «нейронну» модель на основі теорії діяльності головного мозку людини. Дана модель складалася зі штучних нейронів, в якій кожен нейрон характеризувався тим, що знаходиться у «ввімкненому» або «вимкненому» стані, а перехід у «ввімкнений» стан відбувався у відповідь на стимуляцію достатньої кількості сусідніх нейронів. Слід зауважити, що стан нейрона розглядався як «фактично еквівалентне висловлюванню, в якому пропонується адекватна кількість стимулів» [7]. Роботи цих вчених показали, наприклад, що будь-яка функція може бути обчислена за допомогою деякої мережі із сполучених нейронів і що всі логічні зв’язки можуть бути реалізовані за допомогою простих мережевих структур.
Дональд Гебб продемонстрував правило обновлення для модифікації кількості з’єднань між нейронами. Запропоноване ним правило, називається тепер правилом навчання Гебба, продовжує служити основою для моделей, які широко використовуються в наші дні.
У 1950 р. піонер комп’ютерної техніки та шифрування Алан Тьюрінг вперше висловив повне уявлення про штучний інтелект у своїй статті «Обчислювальні машини й розум», а саме: він припустив, що різниця між людиною та штучним інтелектом може бути доведена простим тестом. Цей «тест Тьюрінга» оцінює здатність комп’ютера наслідувати людину, а також базується на основі оцінки третьою особою (екзаменатора), яка не може бачити машину (чи людину, що проходить даний тест), а задає письмові запитання [8]. Отже, суть «тесту Тьюрінга» полягає в тому, чи може суддя за наслідками розмови з одним комп’ютером та з однією людиною правильно визначити, в якому з випадків розмова відбувалася з комп’ютером, а в якому – з людиною.
Два аспіранти факультету математики Принстонського університету, Марвін Мінський і Дін Едмондс, в 1951 році створили перший мережевий комп’ютер на основі нейронної мережі. У цьому комп’ютері, що отримав назву «Snare», використовувалося 3000 електронних ламп і додатковий механізм авто-пілота з бомбардувальника В-24 для моделювання мережі з 40 нейронів. Атестаційна комісія, перед якою Мінський захищав дисертацію доктора філософії, висловила сумнів у тому, чи може робота такого роду розглядатися як математична. Надалі Мінський довів важливі теореми, що показують, з якими обмеженнями повинні зіткнутися дослідження в галузі нейронних мереж.
Поняття штучного інтелекту як науки сформулював професор Дартмутського коледжу Джон Маккарті у 1956 р. та вперше використав математичну логіку в штучному інтелекті. У 1958 р. Джон Маккарті в роботі «Програми із здоровим глуздом» розробив «Аdvice taker» – гіпотетичну комп’ютерну програму, яка використовувати логіку для подання інформації на комп’ютер, тобто, логічне програмування.
Один з найавторитетніших дослідників штучного інтелекту Марвін Мінський у 1968 р. писав: «Я не бачу підґрунтя для припущення, що інтелект може існувати поза високоорганізованим масивом знань, без зв’язку з моделями і процесами. Для нашої цивілізації завжди було природним вважати, що інтелект кристалізований у деякому ізольованому утворенні… Здатність розв’язувати задачі, властива людині з високим рівнем інтелекту, пояснюється частково більшою досконалістю її евристик, використовуваних для організації структури її знань, а частково самою структурою. Немає жодних підстав вважати, що можливі які-небудь інші шляхи до того, що називається інтелектом, крім використання адекватних, цілком конкретних знань чи модельних структур» [10, с. 27].
Ранні дослідження штучного інтелекту були зосереджені також на програмах для складних ігор як, наприклад, для гри в шахи. Розроблення програм для шахової гри не було кінцевою метою саме по собі, а розглядалося скоріше як можливість підсилення розуміння того, як людина розв’язує складні проблеми. Протягом 1960-1970 років питання штучного інтелекту розроблялися значною мірою в межах дослідницьких лабораторій.
В Україні період до 1970 р. визначається появою потужних на той час аналогових і електронних обчислювальних машин (ЕОМ), а також кібернетичних пристроїв, за допомогою яких можна було довести, що немає такого типу інформації або алгоритму поведінки, які неможливо було б зобразити в ЕОМ. Багато уваги приділялося накопиченню досвіду у розв'язанні складних математичних задач на ЕОМ [7].
Основна увага в дослідженнях та розробках того часу приділялася питанням створення машинних моделей поведінки та інтелектуальних властивостей реальних об’єктів, починаючи від нейрона і до складних функцій інтелектуальної людської діяльності, технічних і соціальних систем.
У 80-х роках зростаюча кількість продуктів штучного інтелекту почала просуватися на ринок, оскільки компанії започаткували перші комерційні версії. В Інституті кібернетики було започатковано роботи з інтелектуальної робототехніки, теоретично обґрунтовано методи реалізації інтелектуальних інформаційних технологій, що забезпечують автономне функціонування роботів. Саме в цей час в Україні розроблено методи розпізнавання об’ємних тіл та побудови моделі навколишнього середовища, методи само-програмування цілеспрямованих дій виконавчих механізмів в оточенні з перешкодами, методи діалогового спілкування людини з технічними системами засобами образного подання результатів обчислень у вигляді синтезованих зображень та відеофільмів. На основі теоретичних розробок створено ряд прикладних систем:
– технічного зору різного призначення (наприклад, для автоматичного управління електронно-променевим зварюванням);
– моделювання процесів використання керованих на відстані агрегатів для ліквідації наслідків аварії на ЧАЕС,
– програмно-технічних засобів побудови геометричної моделі середовища в підземних приміщеннях 4-го енергоблоку ЧАЕС;
– моделювання взаємодії оператора в скафандрі з роботом під час монтажу космічних об'єктів на орбіті [7].
Також в цей період вчений М.М. Амосов рахував, що штучний інтелект можна буде застосовувати у таких напрямах діяльності як робототехніка (для робіт в екстремальних умовах), для керування технологією, у медицині, для виховання дітей та для керування економікою суспільства [9, с. 20].
В 90-х роках в Україні було розроблено нейромережні модулі обробки інформації, що дають можливість поліпшити характеристики систем розпізнавання образів і систем пошуку інформації відповідно з інтересами користувача. Створено також апаратні засоби підтримки нейромережних модулів – нейрокомп’ютери. Два типи нейрокомп’ютерів розроблені спільно з японською фірмою «Ваком». Досліджені принципи побудови адаптивних систем управління мікромеханічним обладнанням з використанням нейромережних модулів.
Для цього періоду в Україні характерні такі напрямки досліджень:
– розвиток математичної теорії проектування кібернетичних систем, особливо розподілених, багатопроцесорних і неоднорідних;
– розробка алгоритмів обробки алгебро-логічних структур даних;
– створення нової генерації моделей розуму та розумових функцій, на базі яких розроблено інтелектуальні комплекси та програмні системи;
– розробка кількох зразків інтелектуальних машин та програмних прототипів для розв'язання складних інтелектуальних задач (доведення теорем, аналітичних перетворень, розпізнавання зображень та мовних конструкцій тощо) [7].
Дедалі більшого значення набувають методи й інструментарій системного аналізу. В центрі досліджень перебувають питання розробки людино-орієнтованих інформаційних технологій в різних видах професійної діяльності й засобів їх реалізації. Ефективність їх суттєво залежить від зміни технології обігу інформації у суспільстві.
Таким чином, штучний інтелект сьогодні – це здатність машин і програм аналізувати отриману інформацію, робити висновки, приймати на їхній основі рішення. Системи штучного інтелекту можуть оперувати даними та самонавчатися. Зацікавленість у результатах наукових досліджень зі штучного інтелекту полягає, перш за все, у створенні моделей мислення, підвищенні ефективності обробки надскладних структур даних та конструюванні механізмів, які виявляють інтегровану інтелектуальну поведінку.
1 2 3