Разработка современного искусственного интеллекта

Development of modern artificial intelligence

 

Автор: Чибис Матвей Андреевич

ФГБОУ ВО "ДГТУ, г. Ростов-на-Дону, Россия

E-mail: chibis.m@gs.donstu.ru

Chibis Matvey Andreevich

DSTU, Rostov-on-Don, Russia

E-mail: chibis.m@gs.donstu.ru

 

Аннотация: В работе охарактеризованы направления ИИ, дается общий обзор современного состояния исследований и разработок систем ИИ, показаны возможности использования систем ИИ в области государственного управления.

Abstract: The work characterizes the directions of AI, provides an overview of the current state of research and development of AI systems, shows the possibilities of using AI systems in public administration.

Ключевые слова: искусственный интеллект.

Key words: artificial intelligence.

Тематическая рубрика: IT-технологии и цифровые процессы.

 

Введение.

Разработка современного искусственного интеллекта является одной из наиболее важных задач в современной науке и технологиях. Искусственный интеллект, или ИИ, позволяет компьютерам и другим устройствам обрабатывать большое количество информации и принимать решения на основе этой информации.

Существует несколько подходов к разработке ИИ. Один из них - это создание систем, которые могут обрабатывать естественный язык. Это позволяет устройствам понимать запросы и команды пользователя и отвечать на них соответствующим образом.

Другой подход - это использование глубокого обучения и нейронных сетей. Эти системы позволяют устройствам "обучаться" на основе большого количества данных, что позволяет им улучшать свои результаты с течением времени.

Третий подход - это создание систем, которые могут принимать решения на основе определенных критериев и правил. Это позволяет устройствам автоматически выполнять определенные задачи, такие как распознавание образов или классификация данных.

Однако, разработка ИИ также включает в себя ряд вызовов и проблем. Одна из главных проблем - это этика использования ИИ. Некоторые люди беспокоятся, что ИИ может быть использован для создания автономных оружейных систем или других устройств, которые могут нанести вред людям.

Кроме того, существует проблема безопасности данных. Использование ИИ требует большого количества данных, что может привести к утечке конфиденциальной информации и нарушению прав человека на приватность.

В целом, разработка современного искусственного интеллекта представляет собой важную задачу, которая имеет большой потенциал для улучшения жизни людей. Однако, необходимо учитывать возможные риски и проблемы, связанные с использованием ИИ, и разрабатывать стратегии для их минимизации.

1. Разработка современного искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект можно разделить на три волны, которые отличаются по уровню сложности задач, которые способны решать системы ИИ.

Первая волна - это системы, которые могут решать задачи с ограниченным числом вариантов ответа. Эти системы используют правила и алгоритмы для принятия решений. Примерами таких систем являются компьютерные игры, где ИИ противника следует определенным правилам.

Вторая волна - это системы, которые могут обрабатывать неструктурированные данные, такие как изображения или тексты. Эти системы используют нейронные сети и глубокое обучение для анализа большого количества информации. Примерами таких систем являются системы распознавания образов и голосовых помощников.

Третья волна - это системы, которые могут принимать решения на основе нескольких факторов и контекста. Эти системы используют машинное обучение и алгоритмы управления для адаптации к изменяющимся условиям. Примерами таких систем являются автоматические системы управления производством и умные города.

Каждая волна ИИ представляет собой более сложный уровень развития технологии и имеет больший потенциал для улучшения жизни людей. Однако, каждая волна также представляет собой новые вызовы и проблемы, связанные с этикой использования ИИ, безопасностью данных и другими вопросами.

1.1. Направления ИИ.

Существует несколько направлений развития и применения искусственного интеллекта:

1. Машинное обучение - это процесс, в ходе которого система ИИ обучается на основе большого количества данных. Это позволяет системе самостоятельно выявлять закономерности и делать выводы на основе полученной информации.

2. Обработка естественного языка - это направление ИИ, которое занимается разработкой систем, способных понимать и генерировать естественный язык.

3. Компьютерное зрение - это направление ИИ, которое занимается разработкой систем, способных распознавать и анализировать изображения.

4. Робототехника - это направление ИИ, которое занимается созданием и управлением роботами, способными выполнять различные задачи.

5. Умные системы - это направление ИИ, которое занимается созданием систем, способных анализировать большие объемы данных и предоставлять пользователю информацию и рекомендации на основе полученных результатов.

6. Системы автоматического управления - это направление ИИ, которое занимается разработкой систем, способных автоматически управлять процессами производства и другими сложными системами.

Развитие ИИ предоставляет огромные возможности для улучшения качества жизни людей и повышения эффективности различных отраслей промышленности. Однако, важно учитывать этические аспекты использования ИИ и обеспечить безопасность данных.

1.2. Что достигнуто в ИИ к настоящему времени.

К настоящему времени достигнуто множество успехов в различных областях искусственного интеллекта. Например:

1. В обработке естественного языка достигнуты значительные успехи в создании систем, способных понимать и генерировать язык на уровне, близком к человеческому.

2. В компьютерном зрении достигнуты значительные успехи в распознавании объектов, лиц и даже эмоций на изображениях.

3. В машинном обучении достигнуты значительные успехи в создании систем, способных выявлять закономерности и делать прогнозы на основе больших объемов данных.

4. В робототехнике достигнуты значительные успехи в создании роботов, способных выполнять сложные задачи, такие как монтаж или оказание медицинской помощи.

5. В умных системах достигнуты успехи в создании систем, способных анализировать большие объемы данных и предоставлять рекомендации на основе полученных результатов.

6. В системах автоматического управления достигнуты успехи в автоматизации производственных процессов и управлении сложными системами.

Несмотря на все эти успехи, еще многое нужно сделать для развития ИИ и его применения в реальной жизни.

1.3. Почему вокруг ИИ такой ажиотаж.

1. Проводившаяся более полувека компьютеризация производства и практически всех аспектов деятельности человека породила некоторый тупик, связанный с обработкой и анализом всего растущего объема ежедневно появляющихся данных. По ходу борьбы с ними появились хранилища данных, оперативный анализ данных, облачные вычисления, Большие данные (Big Data). А с другой стороны – новые модные технологии, которые будут генерировать на порядки большие потоки данных, – интернет вещей, индустрия 4.0, общество 5.0 и т.п. Развитие систем ИИ – это стремление перенести высокоуровневую обработку накопленных данных с человека на компьютерные системы, транзисторные и / или нейроморфные. Мировые ИТ-лидеры ведут гонку в создании специализированных процессоров и суперкомпьютеров для обучения нейронных сетей. В идеале их обучение должно происходить в реальном времени, но сейчас это занимает недели.

2. Эра компьютеров как двигателя полупроводниковой индустрии, заканчивается. Сейчас все надежды на то, что таким двигателем станут ИИ и робототехника. Здесь уже сформировались громадные по объемам сегменты: промышленная, сервисная и военная робототехника, беспилотные транспортные средства, медицинская робототехника и др. Однако без систем ИИ полноценное развитие этих направлений невозможно. Таким образом, робототехника сейчас сильно стимулирует исследования в области ИИ. Например, появление беспилотных транспортных средств – это потенциально бизнес в триллионы долларов, поэтому все автомобильные гиганты и другие корпорации вкладывают миллиарды долларов в разработку таких систем.

3. Как в свое время расшифровка генома человека дала экономике США 3% прироста ВВП (каждый вложенный в нее доллар принес 140 долл. прибыли), ожидается, что успехи в создании ИИ дадут громадный прирост бизнесу стран, развивающих исследования в этой области. Поэтому ряд стран, в частности Китай, Южная Корея, а также Евросоюз поставили работы по ИИ в ряд важнейших государственных задач.

4. Более конкретно: ожидается, что ИИ приведет к улучшению процессов управления, развитию отношений производителей с потребителями, оптимизации всех бизнес-процессов, совершенствованию планирования и кадровой работы, превращению продуктов в сервисы и смене бизнес-модели многих бизнесов. Пример – компания Uber.

2. Области применения систем ИИ и тенденция его развития.

Системы исследований и рекомендаций в сфере управления качеством.	10,3
Диагностические и лечебные системы. Автоматизированные службы поддержки клиентов. Автоматизированные системы предотвращения угроз.	10,0 9,8 9,8
Системы анализа и расследования мошенничества.	9,0
Другое.	51,1

Искусственный интеллект стал ключевым технологическим трендом 2016 г., и объем глобальных инвестиций в него превышает 500 млн долл. Согласно прогнозу IDC, продажи когнитивных систем и систем искусственного интеллекта в 2017 г. в мире вырастут на 59,3% и достигнут 12,5 млрд долл. По прогнозам международной исследовательской компании Markets and Markets, к 2020 г. рынок ИИ вырастет до 5 млрд долл. за счет применения технологий машинного обучения и распознавания естественного языка в рекламе, розничной торговле, финансах и здравоохранении. В агентстве Gartner считают, что к 2020 г. около 40% всех взаимодействий с виртуальными голосовыми помощниками будет опираться на данные, обработанные нейронными сетями. Консалтинговая компания Tractica считает, что динамика ИИ будет основываться на шести фундаментальных технологиях: машинное обучение, глубинное обучение, компьютерное зрение, обработка естественного языка, машинная аргументация и сильный ИИ.

Хотя в перспективе 10 лет ИИ-технологии повлияют практически на каждый бизнес, основными драйверами рынка станут секторы потребительских продуктов, бизнес-услуг, рекламы и обороны. Tractica предсказывает рост рынка ИИ с 643,7 млн долл. в 2016 г. до 38,8 млрд долл. к 2025 г. Ключевым драйвером этого рынка является уход всех процессов как в бизнесе, так и в потребительском сегменте в облака, а также рост влияния интернета, смартфонов, социальных медиа. Акторами этого рынка являются такие крупные корпорации, как NEC, Google, Honeywell, Hitachi и Qualcomm Technologies. Также присутствует множество меньших по размеру игроков, таких как LTU Technologies, Attrasoft, Blippar и SLYCE, и таких вендоров, как Catchoom и Wikitude.

Мировой рынок распознавания речи оценен BCC Research в колоссальные 90,3 млрд долл. в 2015 г. Ожидается, что этот рынок вырастет с 104,4 млрд долл. в 2016 до 184,9 млрд долл. в 2021 г. со средними темпами (CAGR) на уровне 12,1% за период 2016–2021 гг. Рынок обработки естественного языка (Natural Language Processing, NLP) оценивается Market And Markets в 7,63 млрд долл. в 2016 г. и вырастет до 16,07 млрд долл. к 2021 г., с CAGR на уровне 16,1%. Основными драйверами компания считает возрастающий спрос на более продвинутый уровень пользовательского опыта, рост пользования умными девайсами, рост инвестиций в здравоохранение, растущее применение сетевых и облачных бизнес- приложений и рост M2M-технологий. BoA предполагает, что к 2020 г. рынок ИИ-решений будет эквивалентен 153 млрд долл., из которых 83 млрд долл. составят роботы и робототехника и 70 млрд долл. – аналитические решения на основе ИИ.

В результате так называемая «революция роботов», о которой говорят экономисты и аналитики крупнейших банков, позволит мировой экономике повысить производительность на 30% при снижении производственных затрат на рабочую силу от 18 до 33%. В общей сложности на мировом рынке работает порядка 400 компаний, занимающихся производством робототехники. Гонку за искусственным интеллектом китайцы начали не вчера, а как минимум пятилетку назад – Baidu, Alibaba и Tencent создали центры развития ИИ в это время. Результаты значительные – более 8000 патентов в данной области за 2010–2015 гг. Частный бизнес уже давно участвует в этой гонке. Как видно из приведенных оценок, прогнозы аналитических агентств достаточно пестрые, с большим разбросом показателей, но с хорошими перспективами роста во всех секторах ИИ.

2.1. Состояние работ по ИИ в РФ.

В России работа по развитию и исследованию искусственного интеллекта ведется в нескольких направлениях. В частности, государственные программы финансируют проекты по созданию и развитию ИИ в различных сферах экономики и общественной жизни.  

Одним из крупных проектов является разработка национальной стратегии развития ИИ, которая должна определить приоритеты и направления развития технологии в России на ближайшие годы. Также в России действует множество научных центров и лабораторий, занимающихся исследованием ИИ и его применением в различных областях.

Одним из самых известных проектов является "Цифровой прорыв", в рамках которого реализуется программа "Искусственный интеллект". Она предусматривает создание центров компетенций по ИИ, развитие образования в этой области, а также поддержку инновационных проектов, связанных с использованием технологии.

В целом можно сказать, что Россия активно работает над развитием и применением искусственного интеллекта в различных сферах экономики и общественной жизни. Однако, как и во многих других странах, существуют проблемы с недостатком квалифицированных специалистов в области ИИ, а также с защитой персональных данных и этическими аспектами использования технологии.

2.2. Тенденции использования систем ИИ в области государственного управления.

В области государственного управления ИИ может быть использован для автоматизации процессов принятия решений, оптимизации бюджетных расходов, анализа данных и прогнозирования социально-экономических процессов. Также ИИ может быть использован для создания интеллектуальных систем обработки информации и принятия решений в сфере безопасности, защиты прав и интересов граждан, судебной системы и т.д. Однако, использование ИИ в этой области также вызывает опасения относительно конфиденциальности и безопасности данных, а также возможного нарушения прав граждан. Поэтому разработка и использование ИИ в государственном управлении должно быть осуществлено в соответствии с законодательством и этическими нормами.

2.3. Ключевые вызовы и угрозы развития систем ИИ.

Развитие систем искусственного интеллекта (ИИ) вызывает ряд вызовов и угроз, которые могут повлиять на различные сферы жизни, включая экономику, социальную сферу, политику, безопасность и другие.

1. Этические вопросы: использование ИИ может вызвать этические проблемы, связанные с безопасностью данных, конфиденциальностью, защитой прав и интересов граждан.

2. Распространение ИИ: одной из угроз является распространение ИИ и его возможное использование в неправомерных целях, например, для кибератак или создания автономных оружейных систем.

3. Автоматизация рабочих мест: развитие ИИ может привести к автоматизации рабочих мест и сокращению численности персонала в некоторых отраслях экономики.

4. Недостаток кадров: существует опасность нехватки специалистов, знакомых с ИИ, что может замедлить развитие технологии и привести к неравномерному распространению ИИ в различных регионах.

5. Ограниченность данных: развитие систем ИИ зависит от наличия большого объема данных, что может ограничивать возможности их применения в некоторых сферах.

6. Ошибки и неточности: системы ИИ могут допускать ошибки и неточности, что может повлиять на результаты их работы.

7. Проблемы безопасности: развитие ИИ может привести к увеличению числа кибератак и других угроз безопасности, связанных с использованием технологии.

8. Политические риски: использование ИИ может вызвать политические риски, связанные с возможным применением технологии для мониторинга граждан и ограничения свободы выражения.

9. Ограниченность прозрачности: в некоторых случаях системы ИИ могут быть сложными и непонятными для пользователей, что может вызывать проблемы с их прозрачностью и пониманием работы.

10. Различия в культурных ценностях: различия в культурных ценностях могут повлиять на развитие ИИ в различных регионах, что может привести к созданию различных стандартов и правил использования технологии.

Заключение.

Когда-то считалось, что одна из основных философских проблем в области ИИ – возможность или невозможность моделирования мышления человека, т.е. вопрос о том, обретет ли искусственный интеллект сознание. Вопрос уже не совсем гипотетический и очевидно имеющий большое значение для прогнозирования ближайшего будущего не только России, но и большей части жителей планеты Земля. Полувековая история развития ИИ все больше убеждает нас в том, что принципиальных препятствий на пути достижения такого результата нет. Скорее всего, ИИ можно сделать и не на нейросетях. Просто нейросети в некотором плане уже освоенное природой решение.