Omówienie zagadnień sztucznej inteligencji

Metody sztucznej inteligencji coraz częściej stają się tematem wielu mniej i bardziej poważnych dyskusji. Znajdują zastosowania w różnych systemach informatycznych. Są przedmiotem wykładanym na wielu uczelniach.

Dlaczego? Dlaczego rośnie zainteresowanie tymi metodami? W artykule podjęto próbę przedstawienia własnego poglądu autora w tej sprawie, mianowicie sformułowano kilka pytań i odpowiedzi z zakresu tego zagadnienia. Pytanie 1: Czym zajmuje się sztuczna inteligencja?
Odpowiedź: Poszukiwaniem metod poszerzających obszar zastosowań komputerów.

Tradycyjna informatyka opiera się na kluczowym pojęciu - algorytmie, czyli pewnym sztucznym pomyśle człowieka w sprawie potencjalnego rozwiązania określonej klasy problemów. Zaletą algorytmów jest to, że muszą one spełniać pewne wymagania: muszą być skuteczne (to znaczy prowadzić do rozwiązania danego zadania, jeżeli rozwiązanie takie istnieje), być jednoznaczne (algorytm nie dopuszcza własnej interpretacji działań) oraz nadawać się do rozwiązywania nie pojedynczych zadań, lecz całych klas zadań. Słabą cechą algorytmów jest to, że są to pomysły człowieka. A nawet genialny odkrywca, czyli autor algorytmu, nie gwarantuje, że jego pomysł nie zawiera błędu. Poza tym w życiu prywatnym człowieka i w jego działalności zawodowej pojawiają się problemy, których rozwiązywanie nie poddaje się algorytmizacji. Pozostaje poszukiwanie innych rozwiązań - niealgorytmicznych.

Pytanie 2: Od kiedy ludzie zaczęli zajmować się sztuczną inteligencją?
Odpowiedź: Jak tylko uświadomili sobie, że mamy coś wspólnego z komputerami.

Tym wspólnym elementem stała się informacja. Człowiek odbiera i w określony przetwarza w swojej głowie rozmaite informacje otrzymywane z otoczenia w postaci różnych sygnałów. Podobnie komputer: otrzymuje do opracowania czasami większe, czasami mniejsze porcje informacji do przetworzenia. Same procesy przetwarzania są różne, ale wyniki dają się porównać. Pojawiło się pytanie: komputer myśli czy nie myśli?

Pytanie 3: Na czym sztuczna inteligencja opiera swoje poszukiwania?
Odpowiedź: Na obserwacji Natury - zachowań człowieka, zachowań owadów, rozwoju przyrody itd.

W ciągu milionów i miliardów lat Natura ukształtowała zachowania zarówno ludzi, jak i owadów oraz roślin tak, aby nabrały zdolności do przetrwania nawet w skrajnie niesprzyjających warunkach. I nie chodzi tu o jednostki, lecz o całe gatunki. Warto zatem - zamiast wymyślać sztuczne rozwiązania, czyli algorytmy - badać mechanizmy regulujące zachowania wszelkich organizmów: ludzi, zwierząt, roślin. (...) ludzie to bardzo inteligentne stworzenia, zajmujące niezbyt bezpieczne miejsce w środowisku bardzo odmiennym od wszystkich innych miejsc we wszechświecie; (...) są to zwierzęta, które śmiało dążą do odkrywania - taką czy inną metodą - prawdziwych praw, które rządzą wszechświatem i ich otoczeniem - pisze filozof Karl R. Popper.

Pytanie 4: Czym wyróżniają się metody sztucznej inteligencji?
Odpowiedź: Budową uogólnionych modeli zachowań żywych organizmów, które to modele obejmują nieporównywalnie większe klasy przypadków niż sztucznie wymyślone przez człowieka algorytmy.

Modele te opierają się na doskonałym wzorcu: Naturze. Natura, jak wielki wódz, nie interesuje się jednostkami, lecz dąży do rozwinięcia warunków pozwalających osiągnąć cel strategiczny - zapewnić przetrwanie całych gatunków. A jeżeli jakieś gatunki giną, to na ich miejscu mogą pojawiać się nowe. Wystarczy przeanalizować zdolności przetrwania wirusów lub chwastów. W dodatku Natura dąży do ukształtowania organizmów minimalizujących zapotrzebowanie na niezbędne zasoby energetyczne (to tylko obżarciuchy i łakomczuchy jedzą dużo i smacznie). Wystarczy wspomnieć, jak mało energii elektrycznej potrzebuje nasz mózg, żeby móc sprawnie funkcjonować. Sztuczna inteligencja zbliża więc badacza do Natury.

Pytanie 5: Czy już zostały wyczerpane wszystkie możliwości?
Odpowiedź: Nie.

Mimo naszej sporej wiedzy o zjawiskach i procesach zachodzących w naszym naturalnym środowisku, chyba nikt nie odważy się powiedzieć, że już wszystko wiemy o Naturze. Kiedyś świat pasjonował się wielkimi odkryciami nowych lądów. Teraz, przypuszczalnie, żaden taki ląd nie ukrył się przed wzrokiem żeglarzy. Pozostaje jednak inny obszar badań: odkrycia praw i własności otaczającego nas środowiska naturalnego. A dostrzeżone prawidłowości trzeba potem opracować i uogólnić w postaci modeli (na ogół z wykorzystaniem języka matematyki) i przełożyć je na programy komputerowe.

Pytanie 6: Czy są jakieś wspólne cechy różnych metod zaliczanych do obszaru sztucznej inteligencji?
Odpowiedź: Są.

Porównań dokonamy tylko w odniesieniu do metod rozwiązywania zadań (pominiemy metody reprezentacji wiedzy, metody uczenia się). Te wspólne cechy są następujące:

• Trzeba wykazać się dużą cierpliwością i dociekliwością w obserwowaniu Natury, umiejętnością w uogólnianiu obserwacji i znajomością sposobów oszczędnego, lecz precyzyjnego przedstawienia takiego uogólnionego modelu. Na ogół nie obejdzie się bez znajomości matematyki. Potem trzeba opracować odpowiedni program komputerowy.


• Wszystkie modele są heurystyczne, a więc zawodne, ale dlatego pozwalają podjąć próbę znalezienia rozwiązania niejednego nietrywialnego problemu w warunkach niekompletnych, a czasami wręcz sprzecznych informacji.

Pytanie 7: Czy wobec ich zawodności warto je rozwijać i korzystać z nich?
Odpowiedź (wymijająca): A wykształcenie specjalisty daje jakieś gwarancje?

Naiwnością byłoby zakładać, że da się zbudować jakiś całkowicie niezawodny system, w tym także system oparty na metodach sztucznej inteligencji. Ważne jest, aby budowany system był praktycznie użyteczny, czyli żeby służył człowiekowi w dostatecznie dużej liczbie przypadków. Naturalnie, systemy budowane na podstawie metod algorytmicznych można uznać za niezawodne w zakresie objętym rozwiązaniami wynikającymi z procedur zdefiniowanych w ramach danego algorytmu. Ale - jak to zostało stwierdzone w odpowiedzi na pytanie 4 - cechą metod sztucznej inteligencji i ich przewagą nad metodami algorytmicznymi jest to, że obejmują nieporównywalnie większą klasę problemów.

Pytanie 8: Jakie są perspektywy sztucznej inteligencji?
Odpowiedź: Natura nie została jeszcze w pełni poznana.

To zapewnia tej dziedzinie długowieczność. Zawsze istnieje szansa odkrycia nowych zjawisk i procesów, a więc szansa opracowania nowych metod. Kiedyś Stefan Banach, słynny polski matematyk, jeszcze jako student podobno powiedział, że nie warto zajmować się matematyką, ponieważ wszystkie najciekawsze problemy zostały rozwiązane. Powiedział też podobno, że wszystkie najpiękniejsze dziewczyny zostały zajęte przez kolegów. Poczym sformułował szereg uznanych w świecie koncepcji matematycznych i ożenił się.
Można zawsze mieć nadzieję na nowe pomysły w sztucznej inteligencji...