Tendinţe - PC Magazine Romania, Noiembrie 2003

Inteligenţa Artificială către mâine

Ionuţ Ghionea

Concepte de bază

Când s-a vorbit prima dată de Inteligenţa Artificială (AI - Artificial Intelligence) în vara anului 1956, totul părea o utopie. Iniţiatorul său, prof. John McCarthy prezenta noul concept la întrunirea "Darthmouth Summer Research Project on Artificial Intelligence". Inteligenţa Artificială poate fi definită ca simularea inteligenţei umane procesată de maşini, în special, de sisteme de computere. Acest domeniu a fost, în general, caracterizat de cercetări complexe în laboratoare şi doar destul de recent a devenit parte a tehnologiei în aplicaţii comerciale.

De-a lungul timpului, opinia publică a ridicat unele întrebări legate de avansul tehnologic bazat pe Inteligenţa Artificială:

• pot fi construite maşini cu conştiinţă ?
• cine va deţine puterea, omul sau maşina ?
• avem cu adevărat nevoie de maşini inteligente ?

Termenul de Inteligenţa Artificială este întâlnit azi în publicaţii tehnice, militare, ştiinţifice, de obicei, când vine vorba de aplicaţii ce realizează performanţe de care numai omul era socotit capabil: recunoaşterea şi analiza vocii şi a imaginilor, traduceri dintr-o limbă în alta, diferite jocuri de inteligenţă, luarea unor decizii complexe fără intervenţia unui operator uman etc. Iniţial, obiectivele Inteligenţei Artificiale au fost foarte ambiţioase: maşina trebuia să rezolve diferite probleme, să înveţe din propria experienţă şi din evenimentele exterioare sistemului său, să efectueze raţionamente, să conceapă noi obiecte cu proprietăţi prestabilite. Principalul scop al Inteligenţei Artificiale este de a imita întrutotul creierul uman în modul în care acesta gândeşte, răspunde şi interacţionează. În pofida nivelului atins de cercetători, acest deziderat nu va fi atins foarte curând, creierul uman fiind încă o enigmă, aproape imposibil de analizat matematic şi/sau tradus în limbaj maşină.

Maşinile nu au parcurs rigorile de supravieţuire timp de milioane de ani precum oamenii. Modul în care aceştia interacţionează, gândesc şi se adaptează sunt faze de dezvoltare ale intelectului, diferit fiecărui individ în parte. Unii oameni de ştiinţă afirmă că inteligenţa umană este imposibil de atins şi întrecut pe cale artificială de o maşină. În 1989, matematicianul britanic Roger Penrose a susţinut că mecanismele de funcţionare specifice creierului uman nu pot fi replicate de maşină, nici măcar în principiu. În prezent, creierul uman este considerat a fi cel mai sofisticat computer cunoscut.

S-au dezvoltat două metode diferite de abordare a Inteligenţei Artificiale. Prima metodă este cunoscută sub numele "top-down approach" sau "symbolic approach to AI". Spre exemplu, vederea artificială a unei maşini a fost abordată prin construirea unor algoritmi şi aplicarea lor pe o serie de date de intrare. Fiecare pas al procesului de vedere trebuie evaluat, un algoritm urmând să transforme datele de intrare într-o formă mai uşor de utilizat. Această metodă are dezavantajul că este prea dependentă de maşină şi poate fi utilizată doar în probleme foarte restrânse, iar abordarea se bazează în mare măsură pe cunoştinţele programatorului.

A doua metodă constă în construirea unei reţele neuronale care să asigure convertirea unei imagini în informaţie. În anii ´60 preocupările au fost concentrate pentru constituirea unei astfel de reţele, denumită "perceptron". Acesta, o combinaţie reuşită de reţea neuronală şi informaţii pre-procesate, a permis pentru prima dată recunoaşterea imaginilor de către un computer. Perceptronul s-a bazat pe ceea ce a reprezentat atunci primul stadiu al vederii artificiale, fiind folosit ulterior în construcţia maşinilor autoghidate.

Reţele neuronale

O reţea neuronală este de tip fizic (în electronică) sau virtual (software) şi se prezintă sub forma unei matrici de noduri sau neuroni legaţi într-un mod oarecare, unul de altul. Fiecare neuron are intrări şi ieşiri. Intrările sunt formate din mesaje primite de la o serie de senzori. Mesajele sunt prelucrate anterior de către alte reţele asociate şi apoi transmise mai departe.

În anul 1943 a fost construit un model (folosind rezistoare şi amplificatoare) care simula ce era cunoscut până atunci despre neuronii naturali, biologici. Neuronii electronici primeau anumite semnale de intrare, pe care, în funcţie de câţiva parametri, le trimiteau sau nu mai departe către alţi neuroni. Întregul model s-a constituit într-o reţea de celule interconectate, fiecare în legătură funcţională cu următoarele. La început, rezultatul va fi aproape aleatoriu până când reţeaua este antrenată corect. Antrenamentul reţelei constă în primirea de informaţii pentru a face raţionamentele cât mai aproape de realitate.

În viitor, computerele vor fi, probabil, un hibrid între reţeaua neuronală şi tehnologia convenţională, utilizată în prezent. Tehnologia actuală are avantajul de a fi logică şi rapidă în probleme matematice. Reţelele neuronale nu sunt foarte potrivite pentru ecuaţii complicate, aşa cum creierul uman se descurcă mai greu în calcule matematice, dar excelează în deosebirea culorilor, a sunetelor, a formelor. Azi, în ciuda realizărilor extraordinare în domeniu, reţelele neuronale se află în stadiul de inteligenţă al unei insecte, fiind încă un concept foarte nou şi care trebuie înţeles cu maximă precizie.

Stadiul cercetărilor în Inteligenţa Artificială

În urma cercetărilor din ultimii ani, calculatorul este capabil să realizeze raţionamente şi să descopere legături logice între fapte descrise corect prin propoziţii. De asemenea, calculatorul este capabil să înveţe din propriile greşeli şi să interacţioneze cu un utilizator. Folosindu-se de aceste performanţe, omul a creat computere şi programe specifice care să lucreze pentru el, să-i rezolve ecuaţii complicate, să proceseze baze de date cu sute de mii de înregistrări, să-l ajute în proiectarea şi producerea unor echipamente tehnice avansate etc.

Pentru a crea o maşină care "gândeşte" trebuie definită "inteligenţa" unei astfel de maşini. Cercetătorul britanic Alan Turing este de părere că un computer poate fi numit inteligent dacă un om pus în legătură cu el îl va crede tot om.

Inteligenţa şi informaţia nu pot fi separate una de alta. Oamenii sunt capabili să furnizeze o informaţie utilă, dau dovadă de inteligenţă, de competenţă, dar sunt limitaţi în cunoaştere. Sistemele informatice clădite în jurul unor baze de date înglobează acest tip de competenţă, dar nu au raţionamentul nativ al omului. Deosebirea constă în proprietăţile echipamentului electronic ce permite multiplicarea competenţei respective de mii de ori, oferind, implicit, o inteligenţă mult mai ieftină.

Domeniile în care este şi va fi folosită Inteligenţa Artificială:

• Sisteme expert. Un sistem expert este format dintr-un grup de programe şi o colecţie de informaţii specifice, cu ajutorul cărora se poate purta un dialog om-computer, în vederea rezolvării problemelor. Sistemele expert multiplică inteligenţa formalizată a unor specialişti punând-o la dispoziţia acelor persoane al căror acces la respectivii specialişti este imposibilă;
• Reţele neuronale - sunt sisteme care simulează inteligenţa prin reproducerea tipurilor de conexiuni fizice care se găsesc în creierul biologic. Din cauza limitărilor tehnologice, numărul acestor conexiuni este foarte mic, comparativ cu cele câteva zeci de miliarde de conexiuni din creierul uman;
• Inţelegerea limbajului natural - reprezintă programarea computerelor astfel încât acestea să înţeleagă şi să interacţioneze cu utilizatorii în limbajul natural al acestora. La baza înţelegerii limbajului natural se află recunoaşterea vocală care transformă un dialog în text, folosind un dispozitiv special;
• Agenţii - sunt entităţi computerizate care acţionează în locul operatorilor umani, adunând ştiri de pe Internet, trimiţând mesaje de e-mail sau filtrându-le pe cele primite etc., lucrând pe baza unor "cuvinte cheie";
• Roboţi. Noile modele de roboţi au în componenţă computere programate să "audă", să "vadă" şi să reacţioneze la diferiţi stimuli externi. Există deja roboţi care păşesc asemenea unei fiinţe vii, disting o voce din mai multe, răspunzând numai la comanda acesteia, se orientează în spaţiu, recunoscând obiectele înconjurătoare, aleg drumul cel mai scurt între două puncte şi ocolesc obstacolele;
• Jocurile pe computer. Dezvoltarea jocurilor şi a domeniului multimedia, în general, este în plină expansiune. Este deja cunoscut că programele de şah pe computer pot învinge un oponent uman, cel mai elocvent exemplu fiind cel din 1997, în care campionul Gary Kasparov a fost întrecut de Deep Blue. Din studiile efectuate, a reieşit că în creierul uman se află aproximativ 100 miliarde de neuroni, fiecare capabil de 1000 de operaţii pe secundă. În jur de 30 de miliarde de neuroni formează "materia cenuşie", cea care gândeşte, restul de 70 de miliarde constituind "materia albă", cea care face legătura între neuronii din "materia cenuşie". În contrast, Deep Blue conţinea 480 de procesoare create special pentru jocul de şah, fiecare dintre ele fiind capabil să gândească aproximativ 2 milioane de poziţii pe secundă...

Un computer actual poate realiza 10 la puterea 17 operaţii pe secundă (o operaţie în timpul în care lumina ar străbate un atom de hidrogen). E clar că viteza aparţine maşinii. Ce atu are omul ? Cel mai important pare a fi elementul surpriză, omul este imprevizibil, gândirea sa nu respectă întotdeauna un algoritm, aşa cum îl ştie maşina.

Viitorul Inteligenţei Artificiale

Teoria conform căreia maşinile conduse de Inteligenţa Artificială, care vor prelua controlul asupra lumii este, evident, de domeniul SF. Numeroasele conferinţe în domeniul roboticii au arătat realizări extraordinare din punct de vedere tehnologic şi informaţional, ce vin în sprijinul umanităţii, nicidecum în ameninţarea ei. Astfel, roboţii actuali sunt capabili să lucreze în medii inaccesibile omului, realizează singuri o serie de operaţii tehnologice cu precizie ridicată, Inteligenţa Artificială ce o înglobează fiind, de fapt, o prelungire a inteligenţei umane care i-a creat.

Care este viitorul Inteligenţei Artificiale ? Oamenii de ştiinţă lucrează deja la diferite modele de maşini capabile să înveţe, fără a fi programate pentru fiecare acţiune ce o vor întreprinde. Mediul în care funcţionează şi "evoluează" îşi va pune, în mod cert, amprenta asupra "personalităţii" maşinii, lucru pe care oamenii îl consideră, mai degrabă, interesant şi folositor decât ameninţător. Diferitele maşini care vor face parte din viaţa zilnică a oamenilor vor învăţa toul despre aceştia, fiind gata să reacţioneze corect la cea mai simplă comandă. Departe de a deveni numai "maşini de companie", acestea vor veghea, corecta şi sprijini omul în deciziile sale.

În acest moment este dificilă prezicerea cu exactitate a viitorului Inteligenţei Artificiale. Sigur, se pot imagina identităţi umane şi maşini reunite într-o conştiinţă colectivă, structurată într-o reţea complexă, cu abilităţi ce vor depăşi cu mult posibilităţile individuale ale unei minţi naturale sau artificiale. Scriitorul Francis Heylighen a spus: "Un astfel de creier global va funcţiona ca un sistem nervos pentru un superorganism social, un sistem integrat format din întreaga societate umană". Clişeul "let´s put our minds together on this problem" va deveni realitate, permiţând oamenilor şi maşinilor să-şi combine capacităţile individuale pentru a rezolva probleme în orice domeniu.