Страница 2 из 9
– прогрессом методологии Deep Learning, модели решения задач, вдохновленной биологическими свойствами нейронных сетей;
– возможностью использования огромных объемов данных, ставших доступным в настоящее время;
– возросшей вычислительной мощностью процессоров;
– возможность горизонтального наращивания мощности вычислительных комплексов.
Обладая большими массивами данных, современные нейронные сети ИИ зачастую превосходят человека в решении многих задач, например в распознавании образов, моделировании, играх. Такая эффективность ранее была недостижима для систем ИИ. При этом системы, обеспечившие технологический и научный прорыв, могут самообучаться.
Для проведения сравнительной оценки ИИ и человеческих возможностей в 1950 г. А. Тьюринг предложил то, что станет известным как «тест Тьюринга». До сих пор еще ни ода система ИИ не прошла такой тест. Согласно правилам этого теста ИИ должен обрабатывать естественный язык, уметь учиться на разговорной речи и помнить сказанное, сообщать идеи человеку и усваивать общие понятия, отображая то, что мы называем здравым смыслом. Первым таким предложенным тестом стала игра, в которой участвуют мужчина, женщина и следователь. Задача следователя (ИИ) состоит в том, чтобы определить, кто из участников мужчина, а кто женщина. Невыполнимость по настоящее время теста Тьюринга связана с простым вопросом: попадает ли, в принципе, эта способность системы казаться разумной в область вычислимых проблем? Повсеместное распространение ИИ в виде голосовых помощников, систем распознавания изображений, голоса, автоматического перевода могут создать иллюзию того, что ИИ уже скоро достигнет уровня человеческого интеллекта. Однако ИИ нуждается в огромном количестве данных, чтобы учиться, в отличие от нашего мозга, который может учиться на разовом опыте, выстраивать заключения из одного-единственного события. Для поступательного развития ИИ необходимо дальнейшее углубление знаний об основных принципах функционирования мозга и о видах биологических сокращений, посредством которых человеческий мозг выполняет задачи. Несмотря на недостижимость идеала, повсеместное распространение методологии ИИ дает ощутимую пользу для решения специальных задач.
Технологии искусственного интеллекта. Искусственный интеллект характеризуется в первую очередь задачами, которые он предназначен решать, но некоторые технологии и методологии ассоциируются именно с технологическим решением ИИ к ним относят машинное обучение, биологическое моделирование, представление и использование знаний, дополненный интеллект, чат боты, системы управления ИИ и другие.
Машинное обучение является обширным подразделом ИИ, изучающим методы построения алгоритмов способных обучаться. Различают два типа обучения: по прецедентам (или индуктивное обучение), которое основано на выявлении общих закономерностей по частным эмпирическим данным; дедуктивное (или машинное) обучение, предполагающее формализацию знаний экспертов и перенос этих знаний в компьютер в виде базы знаний.
Машинное обучение находится на стыке математической статистики, методов оптимизации и классических математических дисциплин, но имеет также собственную специфику, связанную с проблемами вычислительной эффективности и переобучения. Многие методы индуктивного обучения разрабатывались как альтернатива классическим статистическим подходам. Многие методы тесно связаны с извлечением знаний и интеллектуальным анализом данных (Data Mining).
Машинное обучение не только математическая, но и практическая, исследовательская дисциплина. Чистая теория, как правило, не приводит к созданию методов и алгоритмов, полностью готовых к применению на практике. Чтобы заставить модель данных эффективно работать необходимо ее уточнять, выявлять дополнительные эвристики, компенсирующие несоответствие первоначально сделанных предположений условиям реальных задач. Практически ни одно исследование в машинном обучении не обходится без эксперимента на модельных или реальных данных, подтверждающего практическую работоспособность метода.
Выделяют следующие области машинного обучения:
Обучение с учителем – задачи, в которых требуется найти зависимость ответов от описаний, т. е. построить алгоритм, принимающий на входе описание объекта и выдающий на выходе ответ. Под учителем в данном случае следует понимать либо саму обучающую выборку, либо того, кто указал на заданных объектах правильные ответы. В рамках этого раздела машинного обучения могут решаться задачи классификации, регрессии, ранжирования и прогнозирования.
Задача классификации, т. е. определения отношения объекта к той или иной заранее заданной группе объектов актуальна в коммерческой деятельности (классификация клиентов и товаров в целях оптимизации маркетинговых стратегий, стимулирования продаж, сокращения издержек), сфере телекоммуникаций (классификация абонентов для определения уровня лояльности и предпочтения при выборе услуг оператора), медицине и здравоохранении (в целях диагностики заболеваний, классификации населения по группам риска), банковской сфере (для кредитного скоринга, отнесения человека к той или иной группе, что позволяет определить вероятность возврата кредита и вычислить размер допустимой суммы кредитования).
Задача регрессии – определение прогнозного числового значения решает такие прикладные задачи как прогнозирования спроса (дает количественную оценку спроса на тот или иной товар или вид товара), прогнозирования доходности акций по совокупности предоставляемой информации о деятельности компании, конкурентов, рыночной конъюнктуре, погодных и политических условиях и т. д., изучение структуры и постатейных размеров издержек производства на основе данных прошлых периодов и изменений, что позволяет прогнозировать регулярные расходы, проведение макроэкономических расчетов, в которых учитывается большое количество факторов, прогнозирование даты возврата кредита.
Задача ранжирования ставит целью сортировку объектов по значениям некоего характеризующего их показателя. Выбор показателя для ранжирования система определяет автоматически. В некоторых случаях задача ранжирования решается без выделения конкретного показателя за счет последовательно определения «соседей». Задача ранжирования применяется в информационном поиске, например, при сортировке в поисковых системах результатов поиска по «релевантности» – условному значению, определенному системой; в рекомендательных системах (в частности, на основе ранее прослушанных композиций предоставляется совет о том, какую песню или стиль система рекомендовала бы прослушать в порядке убывания рекомендательного индекса).
Задача прогнозирования ставится с целью спрогнозировать свойства объекта на основе данных за прошлые периоды. На примере желания снять наличные денежные средства в банкомате задача прогнозирования позволяет определить время и объем спроса на наличные денежные средства в банкоматах, установить необходимую численность персонала для обработки обращений клиентов во время штатной и пиковой нагрузки, спрогнозировать качество продукции по данным о производственном процессе, качестве исходного материала и квалификации персонала.
Обучение без учителя – в этой методологии система ИИ должна быть способна не просто отнести объект к той или иной группе, а без дополнительной информации самостоятельно выделить такие группы и затем определять принадлежность к ним объектов. По методологии обучения без учителя решаются задачи кластеризации, ассоциативных правил, фильтрации выбросов, сокращения размерности, заполнения пропущенных значений и др.
Задача кластеризации заключается в том, чтобы сгруппировать объекты в кластеры, представляющие собой сравнительно однородные группы объектов. К задаче кластеризации сводятся:
– анализ социальных сетей в разных сферах жизни общества для проведения исследований;
– оценка политических предпочтений сегментов аудитории в разных регионах, социальных и демографических группах;
– прогнозирование политической активности и акций на основе выявления поведенческих паттернов;