1.2. Интеллект и когнитивные функции.

Большинство психологов определяют интеллект как способность индивидуума адаптироваться к окружающей среде. Общество, в котором мы живем, придает главное значение абстрактному мышлению, индивидуализму, духу конкуренции, учебным и профессиональным успехам. Тесты, по которым оценивается уровень интеллектуального развития (IQ), отражают адаптируемость человека к обществу именно в смысле этих ценностей. В обществе с иными представлениями понятие о нормальном интеллекте было бы, очевидно, существенно иным. Большинство исследований свидетельствуют о иерархическом характере интеллекта. Под когнитивными функциями принято понимать наиболее сложные функции головного мозга, с помощью которых осуществляется процесс рационального познания мира. К когнитивным функциям относятся память, гнозис, речь, праксис и интеллект. Нейропсихологи придают им следующую трактовку.

Память–это способность головного мозга усваивать, сохранять и воспроизводить необходимую для текущей деятельности информацию. Выраженные нарушения памяти на события жизни обозначают термином «амнезия».

Гнозисом называется функция восприятия информации, её обработки и синтеза элементарных сенсорных ощущений в целостные образы.

Речь–это способность обмениваться информацией с помощью высказываний. Нарушения речи (афазии) чаще всего развиваются при патологии лобных или височно-теменных отделов головного мозга.

Праксис–это способность приобретать, сохранять и использовать разнообразные двигательные навыки. Патология лобных долей приводит к нарушению способности построения двигательной программы, а патология теменных долей – к неправильному использованию своего тела в процессе двигательного акта при сохранной программе движений.

Под интеллектом понимают способность сопоставлять информацию, находить общее и различия, выносить суждения и умозаключения. Интеллектуальные способности обеспечиваются интегрированной деятельностью головного мозга в целом.

Когнитивистика (когнитивная наука) – междисциплинарное научное направление, объединяющее теорию познания, когнитивную психологию, нейрофизиологию, когнитивную лингвистику и теорию искусственного интеллекта [Kiely, 2014]. В когнитивистике совместно используются компьютерные модели, взятые из теории ИИ, и экспериментальные методы, взятые из психологии и физиологии высшей нервной деятельности, для разработки точных теорий работы человеческого мозга. Вначале ученые-когнитивисты уподобляли соотношение между мозгом и познанием взаимосвязи между компьютерным оборудованием и программным обеспечением. При этом существовали два конкурирующих объяснения познания – либо как процессы манипулирования символами (когнитивизм), либо как нейронная сеть тормозящих и возбуждающих связей (коннекционизм). Высшие когнитивные функции в целом отвечают за планирование, реализацию, координацию и контроль целенаправленного поведения. Когнитивное функционирование описывается как взаимодействие между одновременно происходящими процессами «сверху вниз» и «снизу вверх». Нисходящие процессы управляются абстрактными концепциями и схемами более высокого уровня. Они относятся к той роли, которую знания и ожидания, сформированные предыдущим опытом, играют в обработке информации. И наоборот, восходящие процессы отражают роль конкретных сенсорных входов более низкого уровня в управлении познанием. Кроме того, учитывается многомерный и иерархический характер когнитивных конструкций (в том числе многослойная модель интеллекта). Другим важным примером иерархической и многомерной природы познания являются исполнительные функции. Исполнительные функции связаны с выполнением рутинных повседневных действий. Однако, современная когнитивистика рассматривает их как набор сложных процессов более высокого порядка, отвечающих за планирование, реализацию, координацию и контроль целенаправленного поведения. Исполнительные функции включают специфические когнитивные процессы, наиболее тесно связанные с функционированием лобных долей, такие как торможение, рабочая память и внимание. В частности, исполнительные функции важны для суждений, принятия решений, решения проблем и оценки ситуации. Наблюдаемый сейчас прогресс в когнитивистике направлен на то, чтобы описать и объяснить процессы в мозгу человека, ответственные за высшую нервную деятельность. Это позволит создать системы сильного ИИ, который будет обладать способностями к самостоятельному обучению, творчеству, свободному общению с человеком.

В самом конце первого десятилетия XXI века за рубежом появилось понятие «общий искусственный интеллект», в рамках которого стали развиваться более скромные идеи компьютерного моделирования целостного интеллекта как открытой системы, связанные с исследованием сознания.

ГЛАВА 2. ПОНЯТИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Искусственный интеллект (ИИ) – это способность вычислительных систем выполнять задачи, обычно связанные с человеческим интеллектом, такие как обучение, рассуждение, решение проблем, восприятие и принятие решений. ИИ использует алгоритмы, которые позволяют компьютеру обрабатывать большие объёмы данных и находить в них закономерности. На основе этих закономерностей он может делать выводы, предсказывать события или принимать решения.

Искусственным интеллектом называют комплекс программ, разработанных с целью воспроизведения навыков, присущих человеку. Это способность заниматься решением проблем, планированием, пополнять запас своих знаний, улучшать подход к выполнению поставленных задач в ходе работы над ними.

Искусственный интеллект – это искусственная система, имитирующая интеллектуальную деятельность человека. Основополагающей работой, заложившей фундамент для создания искусственных моделей нейронов и нейронных сетей, явилась работа Уоррена С. Мак-Каллока и Вальтера Питтса "Логическое исчисление идей, относящихся к нервной активности", опубликованная в 1943 г., в которой была предложена модель формального нейрона.

Имитация интеллектуальной деятельности человека может быть осуществлена разными способами. В связи с этим назовем три основных направления исследований в искусственном интеллекте: эвристическое (или информационное), бионическое и эволюционное.

Эвристическое, или информационное, направление исследований в искусственном интеллекте включает специалистов, занимающихся созданием машинных способов решения интеллектуальных задач, а также созданием программ для вычислительных машин, решающих такие задачи. При этом как будут устроены подобные программы, насколько близки или далеки будут те способы, которыми они достигают поставленной цели по сравнению с человеческими способами, абсолютно не имеет никакого значения. Главное – конечный результат, его совпадение с результатом, получаемым человеком при решении той же задачи.

Бионическое направление исследований в искусственном интеллекте изучает процессы, протекающие в мозгу человека, когда он решает задачи. Программы для вычислительной машины создаются для имитации процессов получения результатов решения у человека и для изучения этих процессов. Ученые, работающие в бионическом направлении, пытаются воссоздать техническими средствами сам объект, в котором бы протекали процессы, схожие с психическими процессами, проявляющимися у человека во время решения задач. Такие исследователи специально конструируют сети искусственных нейронов и другие аналоги, присущие нервной системе человека.

Эволюционное моделирование- направление в искусственном интеллекте, в основе которого лежат принципы и понятийный аппарат, заимствованные из эволюционной биологии и популяционной генетики и объединяющие компьютерные методы (генетические алгоритмы, генетическое программирование, эволюционное программирование и эволюционные стратегии) моделирования эволюционных процессов в искусственных системах.

Эволюционное программирование– это метод оптимизации, основанный на моделировании процесса биологической эволюции. Здесь основной упор делается на связь между родительскими особями и их потомками, а изменения происходят только путем мутаций, без скрещивания. Каждое решение характеризуется набором параметров и способностью к изменению. Процесс оптимизации происходит путем последовательного создания новых поколений решений, где каждое следующее поколение создается на основе лучших представителей предыдущего.

Развитие систем искусственного интеллекта продолжается стремительными темпами, меняя окружающую действительность на наших глазах. Мы уже увидели умные беспилотные автомобили, чипы с ИИ, мощные онлайн-инфраструктуры Azure-Microsoft на базе искусственного интеллекта и множество других блестящих изобретений.

Система искусственного интеллекта принимает входные данные в виде речи, текста, изображения, а затем обрабатывает их, применяя различные правила и алгоритмы. После обработки система выдает результат, т. е. успех или неудачу, при вводе данных. Затем результат оценивается посредством анализа, открытия и обратной связи. Наконец, система использует свои оценки для корректировки входных данных, правил и алгоритмов, а также целевых результатов. Этот цикл продолжается до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат.

Когнитивные вычисления направлены на воссоздание мыслительного процесса человека в компьютерной модели. Технология стремится имитировать логику работы человеческого сознания и улучшить взаимодействие между людьми и машинами. Это происходит, например, через распознавание ИИ человеческого языка и значения изображений для последующего самообучения. Реализовать систему когнитивных вычислений сегодня возможно только в таких сложных машинах, как суперкомпьютер IBM Watson.