Обзор основных современных технологий и методов искусственного интеллекта
В настоящее время все более широкое применение в различных областях находят современные технологии искусственного интеллекта. Такая тенденция развития науки и техники наблюдается во всем мире.
Искусственный интеллект (ИИ) – это комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма), получать при выполнении конкретных задач результаты, сопоставимые, как минимум, с результатами интеллектуальной деятельности человека.
На сегодняшний день есть несколько основных направлений развития технологий ИИ, а именно:
Машинное обучение (MachineLearning, ML) – это область ИИ, связанная с автоматическим приобретением знаний. Здесь задачи решаются не напрямую, а путем обучения за счет применения решений множества похожих задач. Методы ML подразделяют на: обучение с учителем, обучение без учителя и обучение с подкреплением.
В случае обучения с учителем для каждого обучающего примера задается пара «ситуация – требуемое решение». К этому виду машинного обучения относятся технологии искусственных нейронных сетей (в частности методы глубокого обучения), методы коррекции и обратного распространения ошибки, метод опорных векторов.
Обучение без учителя – это группа ML-методов, при которых система спонтанно обучается выполнять поставленную задачу без вмешательства извне. Обучение без учителя используется для решения задач кластеризации. Один из примеров – метод k-средних.
Обучение с подкреплением – это способ машинного обучения, когда система обучается, взаимодействуя с некоторой средой. Откликом среды на принятые решения являются сигналы подкрепления, поэтому такое обучение является частным случаем обучения с учителем, но учителем является среда или её модель.
Компьютерное зрение – это ИИ-технология обработки визуальной информации с целью получения полезных данных. К этому направлению искусственного интеллекта относится решение множества задач, среди которых: детектирование и трекинг объектов, распознавание образов, сегментация изображений, оценка расстояний до объектов. В настоящее время технологии компьютерного зрения широко используются в робототехнике.
Обработка естественного языка (NaturalLanguageProcessing, NLP) – это направление ИИ, связанное с анализом и синтезом человеческой речи. С помощью NLP можно решить множество задач из области обработки естественного языка: распознавание речи, анализ текста, генерирование текста, синтез речи, машинный перевод и другие.
Одной из наиболее популярных областей применения NLP являются диалоговые системы или так называемые чат-боты. Чат-боты (например, ChatGPT или YandexGPT) – это специальные программные инструменты, которые отвечают на вопросы пользователей, генерируют тексты, составляют отчеты. Некоторые из них умеют рисовать изображения по текстовому запросу (например, Шедеврум).
Экспертная система (ЭС) – это программный комплекс, который оперирует знаниями в определённой предметной области в целях решения проблем или выработки рекомендаций. ЭС имеют многочисленные применения: диагностика неисправностей в технических и биологических системах, планирование, проектирование, анализ сложных объектов, а также анализ наблюдений. При этом от экспертной системы требуется не только получить какое-то решение, но и объяснить его пользователю.
Таким образом, ЭС решает следующие задачи: создает базу знаний, полученных от экспертов, в определенной предметной области; формирует модель представления этих знаний; выполняет поиск решений на базе полученной информации с помощью машины логического вывода; обеспечивает разъяснение пользователю принятого решения.
Генеративный искусственный интеллект – это направление ИИ, связанное с генерацией текстов, изображений, видео и других объектов с помощью генеративной модели, часто в ответ на запросы. К генеративным системам ИИ можно отнести уже рассмотренные чат-боты, системы преобразования текста в изображение и видео, генераторы программного кода и другие подобные программные средства.
На сегодняшний день развитие искусственного интеллекта идет семимильными шагами. ИИ-технологии применяются во многих сферах деятельности человека, и в будущем эта тенденция, по-видимому, сохранится.
Искусственный интеллект (ИИ) – это комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма), получать при выполнении конкретных задач результаты, сопоставимые, как минимум, с результатами интеллектуальной деятельности человека.
На сегодняшний день есть несколько основных направлений развития технологий ИИ, а именно:
- машинное обучение;
- компьютерное зрение;
- обработка естественного языка;
- экспертные системы;
- генеративный искусственный интеллект.
Машинное обучение (MachineLearning, ML) – это область ИИ, связанная с автоматическим приобретением знаний. Здесь задачи решаются не напрямую, а путем обучения за счет применения решений множества похожих задач. Методы ML подразделяют на: обучение с учителем, обучение без учителя и обучение с подкреплением.
В случае обучения с учителем для каждого обучающего примера задается пара «ситуация – требуемое решение». К этому виду машинного обучения относятся технологии искусственных нейронных сетей (в частности методы глубокого обучения), методы коррекции и обратного распространения ошибки, метод опорных векторов.
Обучение без учителя – это группа ML-методов, при которых система спонтанно обучается выполнять поставленную задачу без вмешательства извне. Обучение без учителя используется для решения задач кластеризации. Один из примеров – метод k-средних.
Обучение с подкреплением – это способ машинного обучения, когда система обучается, взаимодействуя с некоторой средой. Откликом среды на принятые решения являются сигналы подкрепления, поэтому такое обучение является частным случаем обучения с учителем, но учителем является среда или её модель.
Компьютерное зрение – это ИИ-технология обработки визуальной информации с целью получения полезных данных. К этому направлению искусственного интеллекта относится решение множества задач, среди которых: детектирование и трекинг объектов, распознавание образов, сегментация изображений, оценка расстояний до объектов. В настоящее время технологии компьютерного зрения широко используются в робототехнике.
Обработка естественного языка (NaturalLanguageProcessing, NLP) – это направление ИИ, связанное с анализом и синтезом человеческой речи. С помощью NLP можно решить множество задач из области обработки естественного языка: распознавание речи, анализ текста, генерирование текста, синтез речи, машинный перевод и другие.
Одной из наиболее популярных областей применения NLP являются диалоговые системы или так называемые чат-боты. Чат-боты (например, ChatGPT или YandexGPT) – это специальные программные инструменты, которые отвечают на вопросы пользователей, генерируют тексты, составляют отчеты. Некоторые из них умеют рисовать изображения по текстовому запросу (например, Шедеврум).
Экспертная система (ЭС) – это программный комплекс, который оперирует знаниями в определённой предметной области в целях решения проблем или выработки рекомендаций. ЭС имеют многочисленные применения: диагностика неисправностей в технических и биологических системах, планирование, проектирование, анализ сложных объектов, а также анализ наблюдений. При этом от экспертной системы требуется не только получить какое-то решение, но и объяснить его пользователю.
Таким образом, ЭС решает следующие задачи: создает базу знаний, полученных от экспертов, в определенной предметной области; формирует модель представления этих знаний; выполняет поиск решений на базе полученной информации с помощью машины логического вывода; обеспечивает разъяснение пользователю принятого решения.
Генеративный искусственный интеллект – это направление ИИ, связанное с генерацией текстов, изображений, видео и других объектов с помощью генеративной модели, часто в ответ на запросы. К генеративным системам ИИ можно отнести уже рассмотренные чат-боты, системы преобразования текста в изображение и видео, генераторы программного кода и другие подобные программные средства.
На сегодняшний день развитие искусственного интеллекта идет семимильными шагами. ИИ-технологии применяются во многих сферах деятельности человека, и в будущем эта тенденция, по-видимому, сохранится.
