Искусственный интеллект и теоретические вопросы психологии

| Категория реферата: Рефераты по кибернетике
| Теги реферата: ответы по алгебре, реферати курсові
| Добавил(а) на сайт: Генкин.

Нейронный подход.

К этому времени и другие ученые стали понимать, что создателям вычислительных машин есть чему поучиться у биологии. Среди них был нейрофизиолог и поэт-любитель Уоррен Маккалох, обладавший как и
Винерфилософским складом ума и широким кругом интересов. В 1942 г.
Маккаох, участвуя в научной конференции в Нью-йорке, услышал доклад одного из сотрудников Винера о механизмах обратной связи в биологии. Высказанные в докладе идеи перекликались с собственными идеями Маккаоха относительно работы головного мозга. В течении следующего года Маккаох в соавторстве со своим 18-летним протеже, блестящим математиком Уолтером Питтсом, разработал теорию деятельности головного мозга. Эта теория и являлась той основой, на которой сформировалось широко распространенное мнение, что функции компьютера и мозга в значительной мере сходны.

Исходя отчасти из предшествующих исследований нейронов (основных активных клеток, составляющих нервную систему животных), проведенных
Маккаллохом, они с Питтсом выдвинули гипотезу, что нейроны можно упрощенно рассматривать как устройства, оперирующие двоичными числами. Двоичные числа, состоящие из цифр единица и нуль, - рабочий инструмент одной из систем математической логики. Английский математик XIXв.
Джордж Буль, предложивший эту остроумную систему, показал, что логические утверждения можно закодировать в виде единиц и нулей, где единица соответствует истинному высказыванию а нуль - ложному, после чего этим можно оперировать как обычными числами. В 30-е годы XX в. пи- онеры информатики, в особенности американский ученый Клод Шеннон, поняли, что двоичные единица и нуль вполне соответствуют двум состояниям электрической цепи (включено-выключено), поэтому двоичная система идеально подходит для электронно-вычислительных устройств. Маккалох и Питтс предложили конструкцию сети из электронных "нейронов" и показали, что подобная сеть может выполнять практически любые вообразимые числовые или логические операции. Далее они предположили, что такая сеть в состоянии также обучаться, распознавать образы, обобщать, т.е.она обладает всеми чертами интеллекта.

Теории Маккаллоха-Питтса в сочетании с книгами Винера (2) вызвали огромный интерес к разумным машинам. В 40-60-е годы все больше кибернетиков из университетов и частных фирм запирались в лабораториях и мастерских, напряженно работая над теорией функционирования мозга и методично припаивая электронные компоненты моделей нейронов.Из этого кибернетического, или нейромодельного, подхода к машинному разуму скоро сформировался так называемый "восходящий метод" движение от простых аналогов нервной системы примитивных существ, обладающих малым числом нейронов, к сложнейшей нервной системе человека и даже выше. Конечная цель виделась в создании "адаптивной сети",
"самоорганизующейся системы" или "обучающейся машины" - все эти названияразные исследователи использовали для обозначения устройств, способных следить за окружающей обстановкой и с помощью обратной связи изменять свое поведение в полном соответствии с господствовавшей в те времена бихевиористской школой психологии, т.е. вести себя так же как живые организмы. Однако отнюдь не во всех случаях возможна аналогия с живыми организмами. Как однажды заметили Уоррен Маккаллох и его сотрудник
Майкл Арбиб, "если по весне вам захотелось обзавестись возлюбленной, не стоит брать амебу и ждать пока она эволюционирует".
Но дело здесь не только во времени. Основной трудностью, с которой столкнулся "восходящий метод" на заре своего существования, была высокая стоимость электронных элементов. Слишком дорогой оказывалась даже модель нервной системы муравья, состоящая из 20 тыс. нейронов, не говоря уже о нервной системе человека, включающей около 100 млрд. нейронов.
Даже самые совершенные кибернетические модели содержали лишь неколько сотен нейронов. Столь ограниченные возможности обескуражили многих исследователей того периода.

Появление перцептрона.

Одним из тех, кого ничуть не испугали трудности был Фрэнк Розенблат, труды которого казалось отвечали самым заметным устремлениям кибернетиков.
В середине 1958 г. им была предложена модель электронного устройства, названного им перцептроном, которое должно было бы имитировать процессы человеческого мышления.Два года спустя была продемонстрирована первая действующая машина "Марк-1", которая могла научится распознавать некоторые из букв, написанных на карточках, которые подносили к его "глазам", напоминающие кинокамеры. Перцептрон Розенблата оказался наивысшим достижением "восходящего", или нейромодельного метода создания искусственого интеллекта. Он умел читать буквы ,и выделять их особенности. Чтобы научить перцептрон способности строить догадки на основе исходных предпосылок, в нем предусматривалась некая элементарная разновидность автономной работы или "самопрограммирования".
При распознании той или иной буквы одни ее элементы или группы элементов оказываются гораздо более существеными, чем другие. Перцептрон мог научаться выделять такие характерные особенности буквы полуавтоматически, своего рода методом проб и ошибок, напоминающим процесс обучения. Однако возможности перцептрона были ограниченными: машина не могла надежно распознавать частично закрытые буквы, а также буквы иного размера или рисунка, нежели те, которые использовались на этапе ее обучения.

Искусственный интеллект и теоретические проблемы психологии.

Можно выделить две основные линии работ по ИИ. Первая связана с совершенствованием самих машин, с повышением "интеллектуальности" искусственных систем. Вторая связана с задачей оптимизации совместной работы "искусственного интеллекта" и собственно интеллектуальных возможностей человека.

Переходя к собственно психологическим проблемам ИИ О.К. Тихомиров выделяет три позиции по вопросу о взаимодействии психологии и искусственного интеллекта. 1) "Мы мало знаем о человеческом разуме, мы хоти его воссоздать, мы делаем это вопреки отсутствию знаний"- эта позиция характерна для многих зарубежных специалистов по ИИ. 2) Вторая позиция сводится к констатации ограниченности результатов исследований интеллектуальной деятельности, проводившихся психологами, социологами и физиологами. В качестве причины указывается отсутствие адекватных методов.
Решение видится в воссоздании тех или иных интеллектуальных функций в работе машин. Иными словами, если машина решает задачу ранее решавшуюся человеком, то знания, которые можно подчерпнуть, анализируя эту работу и есть основной материал для построения психологических теорий. 3) Третья позиция характеризуется оценкой исследования в области искусственного интеллекта и психологии как совершенно независимых. В этом случае допускается возможность только потребления, использования психологических знаний в плане психологического обеспечения работ по
ИИ.

Закономерно возникает вопрос о влиянии работ по искусственному интеллекту на развитие психологической науки. О.К.Тихомиров (9) выделяет в качестве первого результата - появление новой области психологических исследований, а именно, сравнительные исследования того, как одни и те же задачи решаются человеком и машиной. Кроме того, уже первые работы по искусственному интеллекту показали, что не только область решения задач затрагивается сопоставительными исследованиями, но и проблема мышления в целом. Возникла потребность в уточнении критериев дифференциации "творческих" и "нетворческих" процессов.

Более того, и исследования восприятия и исследования памяти находятся под сильным влиянием машинных аналогий (монография Р.Клацки).

Оригинальное отражение работ по ИИ несет на себе новая психологическая теория поведения (исследования Д. Миллера К.Прибрама Ю.Галантера). В то время как для традиций отечественной психологии необходимо разведение понятий поведения и деятельности.Популярные идеи системного анализа позволили сделать сравнение принципов работы искусственных систем и собственно человеческой деятельности важным эвристическим приемом выделения именно специфического психологического анализа деятельности человека.

В 1963 г. выступая на совещании по философским вопросам физиологии
ВНД и психологии, А.Н. Леонтьев сформулировал следующую позицию: машина воспроизводит операции человеческого мышления, и следовательно соотношение "машинного" и "немашинного" есть соотнесение операционального и неоперационального в человеческой деятельности в то время этот вывод был достаточно прогрессивен и выступал против кибернетического редукционизма.
Однако в последствии при сравнени операций, из которых слагается работа машины, и операций как единиц деятельности человека выявились существенные различия - в психологическом смысле "операция" отражает способ достижения результатов, процессуальную характеристику, в то время как применительно к машинной работе этот термин используется в логико- математическом смысле (характеризуется результатом).В работах по искусственному интеллекту постоянно используется термин "цель". Анализ отношения средств к цели А.Ньюэлл и Г.Саймон называют в качестве одной из "эвристик". В психологической теории деятельности
"цель" является конституирующим признаком действия в отличии от операций
(и деятельности в целом). В то время как в искусственных системах "целью" называют некоторую конечную ситуацию к которой стре- мится система. Признаки этой ситуации должны быть четко выявленными и описанными на формальном языке. Цели человеческой деятельности имеют другую природу. Конечная ситуация может по разному отражаться субъектом: как на понятийном уровне, так и в форме представлений или перцептивного образа. Это отражение может характеризоваться разной степенью ясности, отчетливости. Кроме того, для человека характерно не просто достижение готовых целей но и формирование новых.

Также работа систем искусственно интеллекта, характеризуется не просто наличием операций, программ,"целей", а как отмечает О.К.Тихоми-ров,- оценочными функциями. И у искусственных систем есть своего рода" ценностные орентации". Но специфику человеческой мотивационно-эмоциональной регуляции деятельности составляет использование не только константных, но и ситуативно возникающих и динамично меняющихся оценок, существенно также различие между словесно-логическими и эмоциональными оценками. В существовании потребностей и мотивов видится различие между человеком и машиной на уровне деятельности. Этот тезис повлек за собой цикл исследований, посвященных анализу специфики человеческой деятельности.

Между прочим, именно недостаточная изученность процесса целеобразования нашла свое отражение в формулировании "социального заказа" для психологии со стороны исследователей ИИ, и оказала существенное стимулирующее влияние психологической науки.

Информационная теория эмоций Симонова также в значительной степени питается аналогиями с работами систем ИИ. Кроме того проблема волевого принятия решения в психологии в некоторых работах рассматривается как формальный процесс выбора одной из множества заданных альтернатив,опуская тем самым специфику волевых процессов. В то же время, была предпринята попытка изучения возможности формализации процесса целеобразования на основе глубокого психологического анализа этого процесса в деятельности человека.

Таким образом все три традиционные области психологии - учения опознавательных, эмоциональных и волевых процессах оказались под влиянием работ по ИИ, что по мнению О.К.Тихомирова привело к оформлению нового предмета психологии - как наука о переработке информации, научность этого определения достигалась за счет "технизации" психологического знания.
Обращаясь к проблеме роли ИИ рассматривается этот процесс как одна из разновидностей взаимодействия человека с ЭВМ, и раскрывает среди перспективных возможностей те , которые напрвлены на создание так называемых адаптивных обучающихся систем, имитирующих оперативный диалог учащегося и преподавателя-человека.

Таким образом роль взаимодействие между исследованиями искусственного интеллекта и психологической наукой можно охарактеризовать как плодотворный диалог, позволяющий если не решать то хотя бы нау- читься задавать вопросы как высокого философского уровня - "Что есть человек ?", так и более прагматические - методические и методологические.
В этих главах автор приводит примеры попыток создания разумных роботов. Он утверждает, что такие машины возможно будут созданы, но не в скором будущем, так как современная наука пока не в состоянии это сделать. Он делает этот вывод основываясь на фактах и проведенных опытах в различных
НИИ.
В этой книге дается обобщение на часть связанную с психологическими проблемами. В части подходы к изучению искусственных систем приводится много примеров показывающих как совершенствуется искусственный интеллект, начиная от механических роботов и заканчивая перцептроном.