Передо мной книга, которая перевернула представление об искусственном интеллекте – новом направлении в кибернетике. Инженер А. Чачко, в своей книге "Искусственный разум", призывает нас заглянуть в будущее и созидать интеллект, способный сравниться с человеческим.
Сегодня мы признаем, что современная кибернетика стала своего рода "молодым гением". Ее возникновение отмечено в 1948 году, когда Н. Винер опубликовал работу о законах управления и связи в живом организме и в машине. Тогда машина, прежде всего, понималась как электронная вычислительная машина (ЭВМ).
Уже на том этапе стало понятно, что система команд ЭВМ, в сущности, является алгоритмически полной. Машина способна решать любые задачи, представленные в виде последовательности команд (алгоритма). Алгоритм может быть сложным, содержать десятки и даже тысячи команд, разветвления и возвраты к уже выполненным операциям.
Огромный потенциал ЭВМ смогли наиболее эффективно использовать в научных и инженерных расчетах, где уже имелись математические основы. Механика, физика и астрономия – эти науки предоставили задачи, сформулированные на языке аналитических выражений и формул. Переход к алгоритмическому языку был достаточно простым. С середины 50-х годов ЭВМ стали мощным инструментом, используемым во всевозможных областях.
Однако возникает вопрос: не является ли ЭВМ искусственным интеллектом? Ведь компьютер, способный вычислить орбиту спутника или рассчитать заработную плату, взял на себя часть интеллектуального труда, которую раньше выполняли только люди. Есть веские основания назвать такую машину искусственным интеллектом.
Противники этой точки зрения возражали, что алгоритмы для ЭВМ создаются людьми, а сама машина является только исполнителем. Они утверждали, что ЭВМ не может быть искусственным интеллектом. Но со временем программы для ЭВМ усложнялись, становились более гибкими и учлителями. Они стали способны приспосабливаться, учиться и самосовершенствоваться.
Тем не менее, противники не сдаются. Они требуют доказательства интеллектуальности машины. Они лишили ЭВМ "презумпции невиновности".
Когда в каком-нибудь проступке обвиняют человека, доказать, что он его совершил, обязан обвинитель, и, пока не будет приведено неопровержимых фактов, человек считается невиновным. С машиной поступили иначе: от нее самой потребовали доказать свою «невиновность», то есть интеллектуальность. Признавая, что ЭВМ успешно решает многие трудные задачи, противники говорили: «Но ведь есть зада-
и управления. Но области эти не были готовы к применению вычислительной техники. Здесь потребовалась огромная работа по алгоритмизации процессов. В 60-е годы она дала практический результат: появились машины, ведущие бухгалтерские расчеты, управляющие технологическими процессами и производствами B целом. Использование ЭВМ B автоматизированных системах управления различного уровня от технологических процессов до центральных планирующих органов — стало «проблемой No 1» для кибернетики.
Уже на ранних этапах применения вычислительной техники неоднократно возникал
задачи, которые она не решает?! Пусть сначала научится решать их все, и тогда, и только тогда можно обсуждать вопрос, сравнима ли ЭВМ с человеком по интеллекту».
Кибернетики, конечно, понимали, что подобные рассуждения основываются на ложном представлении о том, что «каждый человек способен решать все задачи». Но тем
не менее они приняли вызов и начали исследовать проблемы, считавшиеся недоступными для ЭВМ. Примерами таких проблем могут служить доказательства теорем, перевод с языка на язык, сочинение музыки или участие в различных интеллектуальных играх.
Характерной чертой этих и подобных им проблем было отсутствие алгоритмов их решения. Кибернетикам пришлось взяться за трудные, многолетние поиски таких алгоритмов, проводить эксперименты с неудобными (по вычислительной мерке) проблемами. Область этих экспериментов и получила название исследований по искусственному интеллекту.
В книге, которую я рекомендую прочесть каждому, кто интересуется кибернетикой, об этом рассказано весело и увлекательно.
Со вкусом и чувством меры автор отобрал из большого числа работ, выполненных в духе» искусственного интеллекта, несколько наиболее глубоких и талантливых. Описания их образны, остроумны, наполнены оригинальными сравнениями, парадоксальными примерами и потому читаются с неослабевающим интересом Даже теми,
кто хорошо знаком с существом дела.
Еще важнее, пожалуй, то обстоятельство, что в непринужденном разговоре, в почти случайной смене картин перед читателем постепенно возникает панорама роста возможностей искусственного интеллекта: от решения школьных арифметических задач до разумного поведения в сложной внешней среде.
Отличительная особенность книги - рас- смотрение проблемы искусственного интеллекта с разных точек зрения. На ее страницах присутствуют и психолог (интересны и неожиданны примеры психологически трудных для человека задач), и лингвист (глава о понимании ЭВМ естественного языка относится к числу наиболее сильных книге), и математик (хотя роль математика могла бы быть, на мой взгляд, значительно большей), и инженер.
Автор книги - последовательный сторонник и пропагандист инженерного подхода к искусственному интеллекту («Искинт»). Его призыв: «Стройте больше машин, инженеры Искинта» не просто общее пожелание, он подтвержден всем изложени- ем и звучит поэтому убедительно. Кстати, и само сокращение «Искинт» выглядит деловым и удобным.
На серьезные размышления наталкивают читателя исторические отступления в кни ге. Во всех главах сопоставляются Современные взгляды на искусственный интел- лект со взглядами крупных ученых прошлых веков. Становится очевидным, что нынешние кибернетики приняли эстафету от лучших умов человечества, что каждое сегодняшнее достижение тесно связано с
идеями Аристотеля, Декарта, Спинозы, Эйлера, Гильберта и многих других уче
ных.
В книге нарисована живая картина совре менных исследований, достаточно полно описаны отечественные и зарубежные научные школы, ведущие работы по искусственному интеллекту. Активный участник исследований, дискуссий и совещаний по этой
проблеме, автор удачно передает сам дух новаторства, юмора и беспощадной критики, характерный для этой области науки.
К сожалению, автор совсем не уделил внимания устройству (структуре) вычисли-
тельных машин, а между тем в совершенствовании структуры скрываются резервы повышения их интеллектуальности. Этот недостаток книги мне хотелось бы восполнить самыми общими и краткими соображениями, ибо они очень важны для понимания проблемы искусственного интеллекта.
ЭВМ вот уже более чем 30 лет строятся по принципам, восходящим к А. Тьюрингу и Д. фон Нейману. Этими учеными найден тот минимальный набор простейших операций, который должен осуществляться компьютером, чтобы обеспечить алгоритмическую полноту. Способность компьютера решать сложные задачи обеспечивается программированием, то есть разложением задачи на элементарные операции, которые выполняются машиной последовательно,
одна за другой.
Процесс программирования напоминает возведение здания из элементарных блоков. Ясно, что чем мельче блоки, тем труднее и медленнее идет строительство. Стремясь упростить процесс подготовки задач для ЭВМ, кибернетики разработали языки программирования. С их помощью любой алгоритм излагается для человека гораздо короче и удобнее, чем с помощью машинных команд. Хороший язык программирования содержит ряд сгустков операций, ряд готовых форм, B которые программист вкладывает конкретное содержание.
Понимание языка программирования машиной обеспечивается специальной программой-транслятором, то есть переводчиком с этого крупноблочного языка на язык машинных команд. ЭВМ снабжается также библиотекой стандартных подпрограмм, которые человек использует как готовые блоки, встраивая их в свое здание-программу. Описанный выше этап развития вычислительной техники, названный автоматизацией программирования, привел к значитель ной компенсации недостатков традиционной структуры ЭВМ и к существенному росту их интеллектуальности. К алгоритмической полноте компьютера добавилось умение понимать и решать задачи, сформулированные не подробно, а кратко, что типичной чертой человека, ведущего интеллектуальную работу.
является
Следующий этап роста интеллектуальных возможностей ЭВМ происходил также без изменения их традиционной структуры - за счет дальнейшей разработки внутренних,
так называемых «системных» программ, которые обеспечили две принципиально новые возможности: взаимодействие человека с машиной в диалоговом режиме и работу с машиной сразу нескольких (многих) пользователей.
Диалоговый режим позволяет нам, во- первых, производить уточнение условий и последовательности решения задач в самом процессе решения, иными словами, машине стал доступен широкий класс так называемых плохо сформулированных задач; во- вторых, он обеспечил прямой доступ к ЭВМ пользователей-непрограммистов, которым машина оказывает необходимую по-
мощь в постановке задачи снимает тем самым неопределенность, связанную с отсутствием профессиональной подготовки,
Диалоговый режим знаменует собой Дальнейший интенсивный рост интеллектуальности вычислительных систем, а работа таких систем сразу со многими пользователями в режиме разделения машинного времени резко повышает эффективность этих систем, их отдачу, но одновременно приводит к исчерпанию возможностей традиционных структур ЭВМ, к структурному кризису в вычислительной технике.
Действительно, сегодня уже нередки программы, содержащие сотни тысяч и миллионы команд. Составление их даже с использованием языков и других средств автоматизации программирования занимает многие сотни человеко-лет. Требуется многократное укрупнение блоков, из которых собираются программы, причем не только их количественный рост, но и качественное изменение: переход от указаний «как делать к общим целевым указаниям «что делать» (проблему «как делать», то есть составление алгоритма, система будет решать самостоятельно).
Возник класс задач большой сложности, которые необходимо решать в очень короткое время (таковы, например, задачи «зрения» роботов), что возможно только за счет разделения их на части и одновременной, параллельной обработки частей. По самой своей природе диалоговые системы коллективного пользования нуждаются в многоканальности и параллельности,
Выполнить требования по укрупнению блоков для программирования, по парал
Система моделирования интеллектуальных роботов типа «глаз - рука», разработанная В Институте кибернетики АН УССР. На базе этой системы здесь создана первая в Советском Союзе модель автономного робота, который может автоматически выполнять анализ простых сцен (то есть сцен, составленных из объектов простой геометрической формы), вырабатывать управляющие воздействия на манипулятор, обеспечивая выполнение задания человека-оператора без его непосредственного участия. Роль глаз выполняют передающие телевизионные камеры (1). Для измерения пространственных характеристик объектов (2) (ко- ординат точек их поверхностей) служит лазерный дальномер (3) щелевого типа; непрерывное излучение генерирует газовый лазер (4). Электромеханический манипулятор (5), разработанный в МВТУ имени Н. Э. Баумана, имеет шесть степеней подвижности суставов и, кроме того, может осуществлять открытие и закрытие схвата (6). Визуальная информация об объектах вводится • ЭВМ «БЭСМ-6», которая соединена каналом связи с ЭВМ «М-6000», которая управляет манипулятором. Для наблюдения за работой системы служат видеоконтрольное устройство (7) и устройство отображения (8) визуальной информации, хранящейся в памяти «БЭСМ-6».
тельности доступа к вычислительным системам и по распараллеливанию самих вычислений традиционные структуры не в состоянии.
Поэтому дальнейшее повышение интеллекта вычислительных систем связано с
разработкой принципиально новых структур. Конечная цель данного этапа в развития вычислительной техники создание мозг подобных структур, где преобразование информации может происходить с высочайшей степенью распараллеливания (одновременно по всей оперативной памяти). Такие структуры наряду с весьма высоким уровнем начальной организации (обеспечивающим высокую интеллектуальность системы) должны создавать возможность непрерывного самосовершенствования системы в процессе ее работы.
В этом отношении перспективны, в частности, так называемые рекурсивные структуры, содержащие тысячи микрокомпьютеров, связи между которыми меняются в соответствии с характером исполняемой программы. Рекурсивная структура перестран вается, приспосабливаясь к программе, стремясь выполнить ее быстрее, лучше, надежнее.
Другой вид будущих вычислительных систем - так называемые языковые или лингвистические машины. Идея их состоит в том, чтобы превратить символические «конструкции», из которых состоят языки программирования, в реальные схемы. Тогда излишними окажутся трансляторы, ибо ма шина непосредственно будет понимать че
ловека.
Главная трудность данного подхода состоит в том, что надо создать набор конструкций, обеспечивающих интеллектуальность машины. А для этого необходимо детально изучить все важнейшие процессы преобразования информации (не только процессы вычислений или управления, которые известны достаточно хорошо): графической, в естественных и искусственных языках, при распознавании образов, в ходе логического вывода и т. д. В результате такого изучения должна быть построена иерархия конструкций, начиная от простейших, реализуемых элементами машины, и кончая сложными машинными блоками, выполняющими задачи, подобные тем, которыми оперирует один специалист, давая задание другому специалисту.
Теперь вернемся к книге. В ней поиску и оценке таких конструкций уделено пристальное внимание. Надо подчеркнуть, что роль искусственного интеллекта как научного направления главным образом состо-
ит в том, чтобы осваивать для вычислительной техники новые территории, нащупывать важные, достаточно универсальные и эффективные интеллектуальные операции.
К сожалению, автор слишком осторожен в прогнозах будущего искусственного интеллекта. Научно-художественная книга, обращенная к молодежи, могла бы быть смелее в своих прогнозах. Нельзя согласиться с автором, когда он откладывает успешные испытания искусственного интеллекта, равного по силе и многогранности человече скому, на неопределенное время - за пре- делы 2000 года.
Вся история развития кибернетики говорит о чрезвычайно быстром преодолении ею, казалось бы, непреодолимых трудностей. Если сравнить первые машины и программы с сегодняшними успехами, с возникновением сетей ЭВМ, интегрированных банков данных, мощных систем логического вывода, то станет ясным, что при четком планировании и надлежащем внимании к исследованиям основные проблемы искусственного интеллекта могут быть решены
еще в нынешнем веке.
Надо помнить, что каждый успех в такой, казалось бы, абстрактной области, как искусственный интеллект, многократно умножается на различные конкретные применения. Повышение эффективности АСУ, систем автоматизации проектирования и исследований и многих других систем прямо зависит от прогресса искусственного интеллекта.
Поэтому есть все основания сосредоточить на данном направлении серьезные силы и обеспечить оптимизацию проведения этих работ, так сказать, «оптимизацию в кубе» (если считать «оптимизацией в первой степени» улучшение программ пользователей, а «оптимизацией в квадрате» создание наилучших структур вычислительных систем).
Книга А. Чачко «Искусственный разум» несомненно поможет осуществить оптимизацию в кубе», рассеивая сомнения скептиков и собирая под знамена Искина талантливую молодежь. И в этом ее главное достоинство, несомненная польза.