Лекция
Привет, сегодня поговорим про платформы реализации систем искусственного интеллекта, обещаю рассказать все что знаю. Для того чтобы лучше понимать что такое платформы реализации систем искусственного интеллекта, теории возникновения жизни , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Искусственный интеллект.
Рассмотрим основу жизни. Отрицается наличие жизни на атомном уровне. Необходимо достаточное количество элементов и связей, чтобы реализовать минимальную сложность процессов, обеспечивающую наличие жизни. У атома такой сложности недостаточно.
Жизнь "возникла" в структурах (бактериальная клетка), которые обладают достаточной сложностью. Минимальные живые организмы - диаметр 1 микрон (что составляет 10000 диаметров молекулы воды), масса 6*10-13 гр., на 2/3 состоит из воды, на 1/3 - белки, жиры, сахара, аминокислоты. В этом объеме заключено около 40 миллионов молекул, 5 тысяч микрооперации. В каждой операции 20-30 тактов (стадии). Содержит 10000 рибосом, осуществляющих сборку тысяч типов белков со скоростью одна молекула белка в секунду. Одна молекула белка - сотни аминокислот. Но в бактериальной клетке реализован 1 вариант из 10301 возможных конфигураций.
Более сложная структура - ДНК человека. Реализуется из 2-5 миллионов троек мононуклеотидов (гуамин, тимин, урацил, аденин), что составляет 6-15 миллионов оснований. Всего в ДНК человека 3 миллиарда оснований. Информационная емкость этого соединения огромна. И это при том, что жизнь использует в основном всего 4 элемента из 85 известных стабильных химических элементов Вселенной.
теории возникновения жизни
По теории академика Опарина А.И. жизнь возникла в океане, питательном бульоне, путем образования комбинаций имевшихся там химических элементов случайно под воздействием внешних факторов (электричество, энергия, радиация, свет, температура, движение, водный раствор).
Возьмем объем Мирового океана и время существования нашей планеты - 2 миллиарда лет. Подсчитано, что в этих условиях вариантов для соединения (в будущем, из которых возникла жизнь) моноблоков может быть реализовано приблизительно 1046. Но в бактериальной клетке реализован 1 вариант из 10301 возможных конфигураций. Что в 10255 раз меньше реализует попыток, чем необходимо для случайного зарождения жизни. (Г. Кастлер).
Существуют другие теории. Например, теория Панспермии (занесение жизни с других планет). Но, подставив параметры Вселенной, для подтверждения гипотезы о случайности возникновения жизни тоже не достает 10242 попыток.
Даже допустив, что в бульоне случайно все-таки соединились нужные структуры и получился живой организм, заметим, что единственный организм не смог бы выжить (грубо говоря, слон не смог бы выжить, если бы он образовался в единственном экземпляре).
Осложняет рассуждения и замечания о существовании конструкций, которые никогда не могут образовываться случайно, например, арка. Так теория эволюции не объясняет, откуда появились асимметричные сооружения. Все живые создания на Земле (клетки) имеют левую асимметрию (Пастер). А вот яды, не совместимые с жизнью, имеют правую асимметрию.
Теория эволюции также не объясняет возникновение интеллекта.
Слабое место современных теорий возникновения жизни - отсутствие в их составе понятия информационного обмена. Цель живого (отличие от неживого) - структурирование, организация неживой материи. Инструмент реализации - информация.
аналитический способ решения (недостаток: гипотезы, которые закладываются в модель, слишком просты; преимущество: можно программировать на любом языке);
задачи, учитывающие реальные условия и вероятность;
построение сложных систем (переход от задач к объектам; описание свойств объектов; понятие иерархии; есть сборки и самосборки, т.е. работа может быть в интерпретирующем режиме; среда);
учет психологических условий (имитация психики).
рис.2.1
Максимально, что можно сделать с помощью редактора, это зафиксировать собственную мысль и прочитать ее.
Вычислитетельные системы дают возможность решать обратные задачи, создают новую информацию на основе первоначальной.
Интеллектуальные технологии - система, которая сама ставит задачи, сама их формализует и решает.
рис.2.2
Сейчас момент смены этапов цивилизации. Этапы эволюции цивилизации представлены ниже в хронологическом порядке:
Итак, очевидно, что смена этапов провоцируется технологическими революциями. Вообще сам этап это ничто иное, как новый уровень технологии. Технология - усилитель возможностей человека. Сначала такими усилителями были - рычаг (усилитель силы), колесо (усилитель перемещения), мясо и огонь (усилитель скорости переваривания), огонь и топливо (усилитель тепла). Сейчас компьютер, как усилитель интеллекта, машина по переработке информации, технологии мозгового штурма и так далее. Затрачивать меньше, получать больше, за счет привлечения внешних ресурсов кем-то накопленных и их организации в своих интересах - вот смысл усилителя. Технология - способ получения гарантированного результата (заданного качества, в заданные сроки).
Проблемы современного этапа:
Ожидается три типа программных продуктов:
По прогнозам, прибыльность ИПС (интеллектуальных программных средств) будет более 100%. Через 10 лет объем продаж ИПС будет выше объема продаж нефти. В России имеется около 80 фирм, занимающихся ИПС. В эту область нужно активно инвестировать, для предотвращения отставания страны. В ближайшее время, по-видимому, общество будет сильно упорядочено за счет внедрения интеллектуальных технологий.
Количество нейронов мозга одного человека - несколько миллиардов;
Человек получает информацию:
Единица информации - мыслеформа (структура, динамическая, голографическая, многомерная). Обладает способностью вызывать события (Р.Сперри, Нобелевский лауреат);
Мыслеформа - поле с определенной частотой, способное взаимодействовать с полями других людей. (Леонтьев А.Н.);
Наши желания есть суть предчувствия скрытых внутри нас возможностей. (Гете);
Для прямой имитации мозга на современных процессорах следует сравнить параметры этих двух систем. У современного процессора при достигнутой миниатюризации длина самого длинного гипотетического проводника составляет 30 см. Время прохождения такого проводника электрическим сигналом составляет 10-9 сек. То есть физическим пределом вычислений является 109 операций в секунду. Сейчас технология реализует 106 операций в секунду. Дальнейшее развитие в данном направлении уже становится невозможным из-за нечеткости срабатывания элементарного вентиля, так как одного электрона недостаточно для его устойчивого срабатывания.И это притом, что пока сложность элементов, обеспечивающих жизнь, пока не достигнута.
Параметры психофизики человека (возможные отклонения от приводимых данных - 50%):
Язык искусственного интеллекта.
Это направление связано с реализацией искусственного интеллекта на компьютере с архитектурой фон Неймана. Основной недостаток в машинной реализации - организация информации. 0 или 1 мало для основы мышления (но необходимо). Следует строить иерархию. Сейчас иерархия насчитывает шесть уровней (01 - число двоичное - код буквы, десятичное число - операция над буквой, числом (языки ассемблера) - языки типа Pascal - языки моделирования, баз данных, искусственного интеллекта), что недостаточно. Сложности инструмента (языка) недостаточно для реализации столь сложного объекта, как интеллект. Слишком большой объект, слишком мелкие элементарные конструкции для его описания. Количество связей для синтеза слишком велико, чтобы их можно было прописать одному человеку - программисту или коллективу. Конечно, можно (гипотетически!) написать очень сложную программу и на имеющемся языке, но этого никто не сможет сделать, хотя бы не забыв начало. Кроме того, современные языки по большей части - компиляторы, следовательно, саморазвитие исключено. А в программу искусственного интеллекта должен быть внесен механизм интерпретации.
Значит первый вариант решения проблемы искусственного интеллекта - в развитии языков, причем по иерархии. Язык все более должен укрупнять конструкции. А это не просто, проблема в том, что язык должен оставаться универсальным, гибким. Значит, он должен быть все более абстрактным, метаязыком. А здесь успехи слабы. Мы не придумали такого метаязыка, мы не знаем, как мы мыслим на мета уровне. У нас нет образца мета мышления.
Последние успехи языков наблюдаются в появлении объектно-ориентированного проектирования. Это направление позволяет строить объекты. А это - то, что представляется нам в окружающем мире, а, значит, упрощает задачу построения подобия мира внутри компьютера. Один из вариантов такого языка - Stratum. Идея взять другие основы для размещения в них сложности, нежели вентили традиционной электронной технологии, приводит к уже готовым решениям в природе.
Не-фон-неймановская машина (распределенная однородная структура) (придумана фон Нейманом)
Попытка обрабатывать информацию параллельно, везде. Отсутствие центральных узлов, а значит и узких мест. Все элементы структуры идентичны. Проблемы со сложностью не возникает. Опыты с такими архитектурами обнадеживают. Но исторически на данном этапе пока фон Неймановская архитектура одержала победу за счет гибкости, инициативы, рентабельности и других факторов. Современные структуры типа фон Неймановской машины постепенно, наталкиваясь на физические ограничения для скорости и сложности, приобретают черты параллельных структур. Так процессор клонируется на 2, 4, 8 подобных структур в своем составе, размножается доступ к памяти, увеличивается число регистров, кэши, появляются параллельные слоты. Многопроцессорные структуры. Конвейерная обработка. Многозадачные системы. Сетевые параллельные вычисления. Вершина развития параллельности - однородность. Очевидно, что два данных направления сращиваются. Скорость этого процесса - вопрос рентабельности.
Оптические машины (на оптических элементах - голографическая обработка информации, т.е. обработка изображения параллельно полностью)
Попытка обрабатывать информацию аналогово, параллельно, со скоростью света. Голограмма таит в себе фантастические возможности по емкости хранения информации. Попытки строительства компьютеров были с 60-х годов и описаны. Но подача компьютерной информации достаточно специфична для современного представления. Аппарат описания мышления голограммами или просто изображениями не разработан.
Биокомпьютеры
Идея взять основы для размещения в них сложности приводит к уже готовым решениям в природе.
Нейромашины
Состоит в тотальном копировании человеческого мозга на нейроуровне с ожиданием, что произойдет качественный скачок при наборе необходимой сложности, количестве нейронов.
Вычислительные машины на биологических элементах
Подход состоит в выращивании (или просто в поддержании) биологических структур, благо, что они могут размножаться (регенерировать). Проблема в управлении выращиванием так, чтобы получить нужный объект, способный проявлять интеллектуальное поведение в заданной области. Возможно, что интеллектуальное поведение будет привноситься извне в такую биомашину. Проект чем-то напоминает известную голову профессора Доуэля тем, что берется нечто готовое, что построить копированием затруднительно
Нанотехнологии
В связи с тем, что технология современных компьютеров себя практически исчерпала по физическим ограничениям, разрабатывается переход на более низкий уровень элементной базы, атомный. При переходе на данный уровень происходит качественный скачок возможностей. Идея вполне реализуется технически, остаются вопросы рентабельности. Широко обсуждается вопрос Души, так как затрагиваются основы жизни. Фактически проект представляет собой создание жизни на новой основе (например, небелковой). Подробнее
Биопротезирование
Бионика - сращивание технических устройств с биологическими объектами для повышения эффективности, как тех, так и других. Успехи направления налицо - встраивание чипов в организм деревьев, животных, человека, улавливание сигналов, усиление и их интерпретация, подача вычисленных нейроимпульсов на биологические ткани, передача о состоянии биологических объектов и органов другим объектам и органам. Направление развивается эволюционно
16 октября 1998 года года на планете появился т.н. первый человек - киборга. Не киношного - настоящего. Им стал британский профессор Кевин Уорвик из Института кибернетики города Рэдинг, который срастил себя с машиной, вшив себе в руку компьютерный чип - крошечную силиконовую капсулу размером 3 на 23 мм, состоящую из кремния и электромагнитной спирали радиоприемника. Микросхема, выполняющая роль посредника между мышцами руки и компьютером, давала команду ЭВМ, и компьютер открывал двери, зажигал лампы, наполнял ванну водой, включал музыку и сообщал новом поступлении электронной почты.
Убедившись в успешности эксперимента, Уорвик изъял чип из руки. Его следующая задача - через чипы связать с машинами мозг человека.
Это полностью изменит наш быт. Ведь тогда можно мысленно дать команду, чтобы видеомагнитофон записал нужную телепрограмму, духовка разогрела мясо, а стиральная машина начала стирать. Чип, вшитый в тело, заменит паспорт и кредитные карточки. Станут не нужны противоугонные устройства автомобилей и сигнализация дома: вор не сможет скрыться, потому что за каждым его шагом будет следить компьютер.
"Я не исключаю, что "киборгизация" человечества состоится уже в следующем столетии, - сказал тогда в интервью нашему корреспонденту Уорвик. - Компьютерные технологии совершенствуются так стремительно, что человек сам вскоре превратится в робота". И он даже не предполагал, как близок к истине.
Именно в последние несколько месяцев, как будто торопясь навстречу новому веку, ученые изобрели массу принципиально новых микрочипов, которые, если их вшить в тело человека, способны избавить его от неизлечимых болезней, заставить слепых прозреть, глухих - услышать, парализованных -.двигаться, а также предупреждать о назревших проблемах со здоровьем.
Градусник в ухе
В университете Вирджинии создали температурно-измерительный прибор - телесенсор размером всего в одну восьмую часть почтовой марки. Этот прибор использует биполярные транзисторы, реагирующие на изменение температуры. Его можно приклеить к пальцу или засунуть в ухо, чтобы измерить температуру, после чего чип передает данные на отдаленный монитор врача. И хотя это было сделано для военных, не вызывает сомнения, что такие устройства пригодятся и в мирной жизни.
Давление измеряет одежда
Уже создан чип, который измеряет частоту пульса и кровяное давление. Его можно вшить в одежду, вмонтировать в кольцо на руке или в серьгу и даже вшить под кожу. Измеряя показатели, чип посылает радиосигналы на единый модуль, который определяет отклонения в состоянии здоровья пациента. И если показатели плохие, то срочно выезжает "Скорая помощь".
Медсестра внутри тела
Биоинженеры из института Рослина создали силиконовый микрочип размером 2 миллиметра, напичканный лекарствами, который может заменить все уколы и таблетки, вместе взятые. Устройство, которое можно проглотить или вшить в кожу, запрограммировано выпускать нужные порции лекарств в определенное время. Один из таких микрочипов может иметь 34 резервуара, которые содержат 25 нанолитров разных веществ в жидком и желеобразном состоянии. Потенциально же чип может содержать в себе более тысячи резервуаров. Представьте себе, что у вас в организме находится крошечный осколок с тысячью разных лекарств. Заболев, достаточно нажать кнопку на пульте и выпустить необходимое лекарство в кровь. Пока же этот чип планируют использовать для обезболивания раковых больных, а диабетикам - контролировать уровень глюкозы в крови.
Еще одно достоинство таких микрочипов - их дешевизна. Сейчас в лабораторных условиях каждое устройство обходится примерно в 20 долларов, но если наладить их серийное производство, то стоимость будет всего 2 доллара. При их изготовлении используют золото и соль, но ведутся работы и по поиску других материалов.
Контролируемый мозг
В течение 9 месяцев в Атланате нейроморфолог Филип Кеннеди и нейрохирург Рой Бакей пытаются наладить общение с 52-летним пациентом госпиталя для ветеранов Джоном Реем, полностью парализованным после тяжелейшего инсульта. Рею вживили тончайшие золотые электроды, регистрирующие электрическую активность двигательной зоны коры головного мозга. На голове его укреплен передатчик, сигналы которого воспринимаются специальной аппаратурой. Во время тренировочных сеансов Рой старается с помощью мысленных команд управлять движением курсора на экране компьютера. Обучение идет тяжело и болезненно, но все же Рею иногда удается составить из отдельных букв имена врачей и родственников.
Слепые становятся зрячими
Немецкие специалисты во главе с профессором Эбергардом Цреннером из Штуттгартского института физической электроники провели первые эксперименты на слепых кроликах и крысах. И ослепленные животные не только прозрели, но и стали видеть в инфокрасных лучах. Им удалось вживить внутрь больного глаза чип. И теперь электронный нейропротез заменяет погибшие светочувствительные элементы сетчатки глаза и восстанавливает утраченное зрение.
"Железка" в мозге заставляет писать романы
В Австрии ученые компании "Медтроник" внедрили нейростимулятор Kinetra двум пациентам с болезнью Паркинсона. Соединенное с мозгом двумя крошечными электрическими зондами устройство, которое питается от батареек, стимулирует мозг, блокируя сигналы, которые вызывают проявление болезни. Руководитель эксперимента Джессика Столтенберг считает, что подобные мозговые имплантанты могут использоваться в самом широком диапазоне: от стимуляции творческих способностей до лечения эпилепсии. "Мы внедряем кардиостимуляторы примерно на 50 лет, но мозговые имплантанты, которые не только контролируют болезни, но и управляют настроением, -это совершенно новая грань", - говорит профессор Столтенберг. Эта же компания разработала устройство Insyns, которое стимулирует сердечную мышцу у "сердечников". В конечном счете ученые планируют внедрять такие микроприборы непосредственно в мозг.
Следующая цель ученых -создать чип, который контролировал бы все функции организма и посылал радиосигнал врачам, которые знали бы, кому именно требуется помощь и где пациент находится в данное время.
Чипы вживляют в брюхо пчелы...
Энтомолог Джерри Броменшенк из университета штата Монтана, для того чтобы узнать, где находится источник, загрязняющий окружающую среду, использует... пчел. Известно, что во время полетов от улья и обратно пчелы собирают своим мохнатым тельцем частицы из воздуха, которые затем смывают с себя. А размахивая крыльями, они распространяют загрязненный воздух вокруг ульев, благодаря чему ученые, контролируя воздух вокруг жилища пчел, могут измерить все составляющие загрязнения атмосферы. Сегодня у входов в ульи помещены детекторы, которые контролируют до 200 пчел одновременно. У них к животу или спине прикрепляются микрочипы, определяющие, где находится источник загрязнения. Карманные сканеры позволяют проследить маршрут их полета. К тому же пчелы поддаются обучению, и, приучив их следовать за определенными ароматами, можно заставить их посещать самые неблагоприятные участки. Пчел также обучают искать противопехотные мины, которые издают слабый запах взрывчатого вещества.
Имплантацция чипов и в парижские деревья
В Париже микрочипы имплантированы в 90 тысяч деревьев, состояние которых будет контролироваться через переносные компьютеры. Благодаря этому новшеству можно узнать, что происходит с деревом, и вовремя оказать ему помощь. "Требуется около 15 минут, чтобы поместить трехсантиметровый чип в дерево и ввести его данные в компьютер", - говорит Кристианн Манто, который следит за состоянием деревьев. К тому же чип не приносит дереву вреда и позволяет обнаружить болезнь, которая может перерасти в эпидемию. Известно, что 13 лет назад в Париже росло 13 тысяч вязов, а сегодня их осталось всего 130 из-за необнаруженной вовремя болезни. Такие же эпидемии деревьев не так давно опустошили некоторые области Италии. Стоимость обработки каждого дерева - 7 долларов, 4 из которых - это цена чипов. По сравнению со стоимостью нового дерева - 2700 долларов - это мизер. Другие мегаполисы, задыхающиеся от смога, где деревья тоже вымирают, уже заинтересовались этой технологией.
Надеюсь, эта статья об увлекательном мире платформы реализации систем искусственного интеллекта, была вам интересна и не так сложна для восприятия как могло показаться. Желаю вам бесконечной удачи в ваших начинаниях, будьте свободными от ограничений восприятия и позвольте себе делать больше активности в изученном направлени . Надеюсь, что теперь ты понял что такое платформы реализации систем искусственного интеллекта, теории возникновения жизни и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Искусственный интеллект
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Комментарии
Оставить комментарий
Искусственный интеллект
Термины: Искусственный интеллект