Страница 4 из 9

Как учится машина. Революция в области нейронных сетей и глубокого обучения

Лекун Ян

Полностью автономные транспортные средства находятся все еще на этапе тестирования, но ряд коммерческих автомобилей, подобных «Tesla» 2015 г., уже имеют системы помощи водителю с использованием сверточных сетей. Регуляторы скорости, оснащенные системами технического зрения, берут транспортное средство под автономное управление на автостраде, удерживают его в пределах полосы движения или автоматически меняют ее после того, как водитель включает сигнал поворота, и при этом следят за наличием других автомобилей вокруг.

Тест Тьюринга

Мы будем писать о возможностях и приложении искусственного интеллекта на протяжении всей этой книги, но сейчас пришло время сделать шаг назад. Как определить общие черты всех этих интеллектуальных машин?

Я бы сказал, что искусственный интеллект – это способность машины выполнять задачи, обычно выполняемые животными и людьми, то есть воспринимать, рассуждать и действовать. Эти свойства неотделимы от способности учиться, как это наблюдается и у живых существ. Системы искусственного интеллекта – это просто очень сложные электронные схемы и компьютерные программы. Но возможности хранения информации, доступ к памяти, скорость вычислений и возможности обучения позволяют им «абстрагироваться» от конкретных примеров, содержащейся в огромных объемах данных.

Воспринимать, рассуждать и действовать. Алана Тьюринга – английского математика, оказавшего существенное влияние на развитие информатики и расшифровавшего Enigma – систему шифрования сообщений немецкой армии времен Второй мировой войны, можно назвать первым «пророком» обучающихся машин. Он уже проникся важностью обучения, когда написал: «Вместо того чтобы пытаться создать программу, имитирующую сознание взрослого, почему бы не попытаться создать такую, которая имитирует ум ребенка. Ведь если ум ребенка получает соответствующее воспитание, он становится умом взрослого человека»[8].

Имя Алана Тьюринга связано, кроме того, со знаменитым тестом, суть которого сводится к диалогу между человеком и двумя собеседниками, которых он не видит: компьютером и еще одним человеком[9]. Если по истечении некоторого заданного времени человек не определяет, кто из двух «собеседников» является машиной, значит, машина успешно прошла тест. Но достижения в области ИИ сегодня таковы, что эксперты больше не считают тест Тьюринга эффективным. Способность вести осмысленный диалог является лишь одной из форм интеллекта, и здесь искусственный интеллект легко может обмануть даже опытного эксперта: для этого машине достаточно выдать себя за рассеянного и слегка аутичного подростка, плохо знающего английский язык, чтобы объяснить недостаточное понимание собеседника и ошибки в собственной речи.

Постоянное совершенствование

Я уверен, что глубокое обучение – это неотъемлемая часть будущего искусственного интеллекта. Однако на сегодняшний день эти системы не способны к логическим рассуждениям. В то же время подходы к ИИ, основанные на логике, в нынешнем их состоянии несовместимы с обучением. Наша важнейшая задача на ближайшие годы – сделать эти два подхода совместимыми друг с другом.

Таким образом, глубокое обучение пока остается очень мощным… и очень ограниченным инструментом. Речь не идет о том, чтобы заставить машину, обученную игре в шахматы, работать, и наоборот. Она выполняет действия, не имея ни малейшего представления о том, что делает, и не обладает здравым смыслом. Если бы системы искусственного интеллекта были помещены на шкалу интеллектуальных способностей от мыши до человека, то они оказались бы намного ближе к мыши, чем к человеку – и это несмотря на то, что производительность ИИ в точных и узкоспециализированных задачах является сверхчеловеческой.

Могущество алгоритма

Алгоритм – это последовательность инструкций. Вот и все. В этом нет ничего волшебного. Ничего непонятного. Приведем пример. Возьмем список цифр, которые я хочу расставить в порядке возрастания. Я пишу компьютерную программу, которая считывает первое число, сравнивает его со следующим и меняет их положение, если первое больше второго. Затем я сравниваю второе и третье и повторяю ту же операцию до последнего числа в списке. Затем я возвращаюсь к списку столько раз, сколько необходимо, пока при очередном проходе число произошедших замен не станет равным нулю.

Данный алгоритм сортировки списка чисел называется «сортировкой пузырьком». Я могу перевести его в серию точных инструкций на вымышленном языке программирования[10].

Сортировка пузырьком (Таблица Т)

<div class="fb2-code"><code>###</code></div><b>для</b> i <b>в диапазоне от</b> (значение T) –1 <b>до</b> 1

<div class="fb2-code"><code><div class="fb2-code"><code>&lt;div class=&quot;fb2-code&quot;&gt;&lt;code&gt;###&amp;lt;div class=&amp;quot;fb2-code&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;code&amp;gt;&amp;amp;lt;div class=&amp;amp;quot;fb2-code&amp;amp;quot;&amp;amp;gt;&amp;amp;lt;code&amp;amp;gt;###&amp;amp;amp;lt;div class=&amp;amp;amp;quot;fb2-code&amp;amp;amp;quot;&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;code&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;lt;div class=&amp;amp;amp;amp;quot;fb2-code&amp;amp;amp;amp;quot;&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;lt;code&amp;amp;amp;amp;gt;###&amp;amp;amp;amp;lt;/code&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;lt;/div&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;/code&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;/div&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;lt;/code&amp;amp;gt;&amp;amp;lt;/div&amp;amp;gt;&amp;lt;/code&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;/code&gt;&lt;/div&gt;</code></div></code></div><b>если</b> T[j+1] < T[j]

<div class="fb2-code"><code><div class="fb2-code"><code>###&lt;div class=&quot;fb2-code&quot;&gt;&lt;code&gt;&amp;lt;div class=&amp;quot;fb2-code&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;code&amp;gt;###&amp;amp;lt;div class=&amp;amp;quot;fb2-code&amp;amp;quot;&amp;amp;gt;&amp;amp;lt;code&amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;div class=&amp;amp;amp;quot;fb2-code&amp;amp;amp;quot;&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;code&amp;amp;amp;gt;###&amp;amp;amp;amp;lt;div class=&amp;amp;amp;amp;quot;fb2-code&amp;amp;amp;amp;quot;&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;lt;code&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;amp;lt;div class=&amp;amp;amp;amp;amp;quot;fb2-code&amp;amp;amp;amp;amp;quot;&amp;amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;amp;lt;code&amp;amp;amp;amp;amp;gt;###&amp;amp;amp;amp;amp;lt;/code&amp;amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;amp;lt;/div&amp;amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;lt;/code&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;lt;/div&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;/code&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;/div&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;lt;/code&amp;amp;gt;&amp;amp;lt;/div&amp;amp;gt;&amp;lt;/code&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;/code&gt;&lt;/div&gt;</code></div></code></div>обменять (T, j+1, j)

Alan Turing, Computing machinery and intelligence, Mind, october 1950, vol. 59, n236.

То же.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Tri_a_bulles.