101 факт об искусственном интеллекте. Как подготовиться к жизни в новой реальности

Глава I

Искусственный интеллект: введение

Рис. 1.1. Темы главы I

В настоящей главе вы получите общую информацию об искусственном интеллекте не для технических специалистов. Мы рассмотрим некоторые основные определения искусственного интеллекта, его роль в нашей жизни, а также некоторые другие связанные с этим темы. Я поделюсь с вами несколькими причинами того, почему меня настолько заинтересовала тема искусственного интеллекта.

Я расскажу о некоторых методиках, которые вы можете использовать для внедрения ИИ в ваши личную и профессиональную сферы, и дам основные указания для создания продуктов и услуг с использованием ИИ. Более подробная информация по способам применения ИИ будет дана в главе VIII, в которой рассказывается о некоторых компаниях, активно развивающих системы с ИИ.

Данная глава призвана разжечь ваше любопытство и поделиться с вами некоторыми идеями, которые можно было бы внедрить. Я надеюсь, что ценные источники, которые вы найдете здесь, вдохновят вас на то, чтобы глубже погрузиться в мир искусственного интеллекта и областей его применения.

В конце данной главы вы найдете обширный актуальный список лидеров и экспертов в области развития искусственного интеллекта. Эти новаторы и футуристы были для меня источником огромного вдохновения для написания данной книги, и я крайне рекомендую более подробно узнать об их взглядах и достижениях.

1. Что такое искусственный интеллект?

Если бы кто-то спросил у вас определение искусственного интеллекта, что бы вы сказали?

Искусственный интеллект – это сложная тема. Именно поэтому существует несколько определений, с которыми вы можете столкнуться. Вот одно из самых точных определений от Google:

Теория и развитие компьютерных систем, способных выполнять задачи, которые обычно требуют человеческого интеллекта, такие как визуальное восприятие, распознавание речи, принятие решения и перевод на разные языки[2 - Google, 2017, www.google.com].

На своих семинарах я стараюсь объяснять просто, определяя ИИ как использование компьютеров для вещей, которые обычно требуют человеческого интеллекта. Однако в качестве более подробного и полного определения я предпочитаю определение, данное онлайн-изданием Quartz:

Искусственный интеллект – это программное обеспечение (ПО) или компьютерная программа с механизмом обучения. После своего обучения ПО использует данное знание для принятия решений в новой ситуации, как это делают люди. Исследователи, создающие данное ПО, пытаются написать код, который бы мог считывать изображение, текст, видео или аудио и обучаться на основании этого. После обучения машины полученные ей знания можно применять в любой области[3 - Dave Gershgorn, “The Quartz guide to artificial intelligence: What is it, why is it important, and should we be afraid?”, Quartz, September 10, 2017, https://qz.com/1046350/the-quartz-guide-to-artificial-intelligen- ce-what-is-it-why-is-it-important-and-should-we-be-afraid].

Рис. 1.2. Примеры использования искусственного интеллекта

Другими словами, можно сказать, что ИИ – это способность машины использовать алгоритмы для получения новых знаний из данных, а также использовать полученные знания для принятия таких же решений, какие принял бы человек. Однако, в отличие от людей, машинам с искусственным интеллектом не нужны перерывы или отдых, и они могут анализировать огромные объемы информации сразу. Количество ошибок у машин, выполняющих те же задачи, что и человек, также гораздо меньше.

Цель данной книги – привести примеры способов, с помощью которых развитие и применение искусственного интеллекта сможет открыть новые возможности и принести с собой новые вызовы как для делового мира, так и для общества в целом. Поэтому здесь вы не найдете громоздких объяснений технических аспектов искусственного интеллекта. Однако в конце данной главы приведен список ресурсов, с которыми вы сможете ознакомиться, если хотите глубже погрузиться в мир технических тонкостей искусственного интеллекта.

Идея о том, что компьютеры или компьютерные программы могут обучаться и принимать решения, имеет большое значение, и о ней необходимо помнить, поскольку процессы со временем развиваются экспоненциально. Благодаря двум этим навыкам системы искусственного интеллекта теперь могут выполнять множество задач, которые раньше выполнял лишь человек.

Технологии, основанные на использовании искусственного интеллекта, уже используются для помощи людям в получении выгоды, связанной со значительными улучшениями и повышенной эффективностью практически в любой сфере жизни. По мере своего развития ИИ будет все больше и больше менять образ нашей жизни и работы.

Другим плюсом искусственного интеллекта является то, что он позволяет машинам и роботам выполнять задачи, которые кажутся людям сложными, скучными или опасными. Это, в свою очередь, даст людям возможность делать то, что когда-то считалось невозможным.

Одним из недостатков технологий искусственного интеллекта является то, что машины будут также способны выполнять множество задач, которые сейчас требуют присутствия человека, что в значительной мере навредит рынку труда. Искусственный интеллект также может стать причиной политической борьбы за влияние. Мы раскроем обе эти темы в других главах.

Искусственный интеллект может применяться практически в любой ситуации и предлагает возможность трансформации нашего опыта, делая жизнь лучше и эффективнее.

Вот лишь некоторые стремительно развивающиеся технические области применения искусственного интеллекта, существующие на данный момент:

• Распознавание статических изображений, их классификация и маркировка: данные инструменты могут быть полезны во многих отраслях.

• Улучшение производительности стратегий алгоритмической торговли: данные инструменты уже тем или иным образом внедрены в финансовый сектор.

• Эффективная и масштабируемая обработка данных о пациентах: это позволяет улучшить уход за пациентами.

• Профилактическое обслуживание на основе предсказаний: еще один инструмент, широко применяющийся в различных отраслях.

• Определение объектов и их классификация: эта технология может применяться в области производства самоуправляемых автомобилей, но имеет потенциал развития и в других отраслях.

• Распространение контента в социальных сетях: это в первую очередь маркетинговый инструмент, использующийся в социальных сетях, но он также может применяться и для поднятия уровня осведомленности некоммерческих организаций или в качестве «гражданского» сервиса для быстрого распространения информации.

• Защита от угроз кибербезопасности: это важный инструмент для банков и систем, отправляющих и получающих онлайн-платежи[4 - Martin Armstrong, “The Future Of A.I.”, The Statistics Portal, Novem- ber 18, 2016, https://www.statista.com/chart/6810/the-future-of-ai].

Поскольку некоторые из приведенных выше примеров являются более техническими, становится понятно, что искусственный интеллект даст нам возможность лучше видеть, слышать и понимать окружающий нас мир. Благодаря тому, что когда-то эти характеристики были присущи лишь человеку, искусственный интеллект откроет для нас мир абсолютно новых возможностей.

Рис. 1.3. Искусственный интеллект, машинное обучение и глубокое обучение

ИИ сможет сделать нашу жизнь проще, предложив прогнозы, относящиеся к важным вопросам нашей жизни, к важным ее сферам, таким как здоровье, благосостояние, образование, работа и то, как мы коммуницируем с окружающими нас людьми.

Он также изменит способы ведения бизнеса, предложив конкурентные преимущества компаниям, которые хотят быстро понять и эффективно применить данные инструменты.

Иногда термин «искусственный интеллект» может пугать людей. Один из лучших экспертов в области развития искусственного интеллекта, Себастьян Трун, полагает, что лучше заменять его термином «анализ и обработка данных», который является менее пугающим, что, возможно, поможет процессу принятия данного явления обществом[5 - Sebastian Thrun, “Artificial Intelligence – Q&A with Sebastian Thrun”, Udacity, YouTube, June 13, 2017, https://www.youtube.com/watch? – v=gyEyBZdUjCo].

Машинное обучение

Машинное обучение – это один из основных подходов к созданию искусственного интеллекта. Если коротко, то машинное обучение – это аспект компьютерной науки, в котором компьютеры или машины имеют способность обучаться, не имея точной программы. Обычным результатом будут предположения или прогнозы в определенной ситуации[6 - Wikipedia entry on Machine Learning, December 07, 2017, https:// en.wikipedia.org/wiki/Machine_learning].

Вспомните первые персональные компьютеры, которые стали доступны простым пользователям в 1980-е годы. Эти машины были точно запрограммированы на выполнение определенных операций. В отличие от них, благодаря машинному обучению, многие технические устройства будущего будут собирать опыт и информацию из стиля их использования, что сделает опыт использования одного и того же устройства персональным для каждого конкретного пользователя. Уже сейчас существуют простые примеры такой персонализации: в социальных сетях, например в Facebook, или в результатах поиска Google.

Машинное обучение использует алгоритмы, чтобы обучаться на паттернах данных. Например, спам-фильтры электронной почты используют машинное обучение для определения того, какие письма являются спамом, и последующего отделения их от допустимых писем. Это простой пример того, каким образом могут использоваться алгоритмы обучения по паттернам данных, а приобретенные знания могут использоваться для принятия решений.

На рисунке 1.4 ниже изображены три разновидности машинного обучения: обучение с учителем, обучение без учителя и обучение с подкреплением.

При обучении с учителем алгоритмы используют данные, которые уже были размечены или каким-то образом организованы. При использовании данного метода воздействие со стороны человека необходимо для получения обратной связи.

Рис. 1.4. Типы машинного обучения

Обучение без учителя применяет алгоритмы, в которых данные не были заранее размечены или организованы. Напротив, паттерны определяются без вмешательства человека в процесс[7 - Dave Gershgorn, “The Quartz guide to artificial intelligence: What is it, why is it important, and should we be afraid?”, Quartz, September 10, 2017, https://qz.com/1046350/the-quartz-guide-to-artificial-intelligen- ce-what-is-it-why-is-it-important-and-should-we-be-afraid].

И наконец, при обучении с подкреплением алгоритмы учатся на опыте. Им не ставят никаких четких целей, кроме получения какой-либо награды[8 - KDnuggets, “Machine Learning Key Terms, Explained”, 2017, https:// www.kdnuggets.com/2016/05/machine-learning-key-terms-explained. html/2].

Глубокое обучение

Глубокое обучение является одной из наиболее быстроразвивающихся сфер применения искусственного интеллекта и составной частью машинного обучения. Оно используется для решения проблем, которые ранее считались слишком сложными, и обычно задействует огромные массивы данных.

Глубокое обучение происходит с использованием нейросетей, которые разделены на уровни таким образом, чтобы распознавать сложные связи и паттерны данных. Применение глубокого обучения требует для работы наличия огромного массива данных и внушительных вычислительных мощностей. На данный момент глубокое обучение используется для распознавания речи, обработки естественных языков, компьютерного зрения, а также идентификации автомобилей в качестве помощи водителю[9 - Dave Gershgorn, “The Quartz guide to artificial intelligence: What is it, why is it important, and should we be afraid?”, Quartz, September 10, 2017, https://qz.com/1046350/the-quartz-guide-to-artificial-intelligen- ce-what-is-it-why-is-it-important-and-should-we-be-afraid].

Одним из примеров этому может служить перевод текстов, реализованный в Facebook. В 2017 году в Facebook открыли для себя, что благодаря глубокому обучению они могут делать около 4,5 миллиарда переводов в день[10 - Huan Muguel Pino, “Transitioning entirely to neural machine trans- lation”, Facebook, August 03, 2017, https://code.facebook.com/ posts/289921871474277/transitioning-entirely-to-neural-machi- ne-translation]. Как правило, это короткие переводы для таких вещей, как обновления статусов, которые люди выкладывают у себя на страничке. Инструменты искусственного интеллекта Facebook делают возможным автоматический перевод таких сообщений на различные языки. Без применения глубокого обучения предложение такого функционала стоило бы огромных денег и требовало бы наличия гигантской команды людей.

Чтобы понять техническую сторону глубокого обучения и областей его применения, я рекомендую пройти онлайн-курс от Эндрю Ына, лучшего эксперта в области глубинного обучения. Найти данный курс можно по ссылке: deeplearning.ai. Также для получения более подробной информации вы можете пройти по следующей ссылке: deeplearningbook.org.

Помимо этого, я рекомендую вам пройти хотя бы один из онлайн-курсов по искусственному интеллекту и машинному обучению, доступных на сайтах udacity.com и edx.org.

Для упрощения описания в данной книге я использую именно термин «искусственный интеллект», хотя во многих случаях я имею в виду глубокое или машинное обучение. Помните, что термин «искусственный интеллект» в данной книге часто используется в широком смысле.