Проект по дисциплине Информатика Тема: «Искусственный интеллект»

Государственное бюджетное профессиональное образовательное

учреждение Московской области

«Коломенский аграрный колледж»

Проект по дисциплине Информатика

Тема: «Искусственный интеллект»

Работу выполнила:

студентка группы В-105

специальности

«Ветеринария», 

Беркат Е.А.

 
Проверил:

преподаватель:

Новикова Т.И.

2019 г.

Содержание

1. Введение
2. Направления и перспективы развития ИИ
3. Сферы применения ИИ
4. Огромное направление использования искусственного интеллекта - создание роботов
5. Примеры андроидов
6. Особенности использования ИИ
7. Заключение

Аннотация Сегодня уже сложно представить такую область деятельности, в которую бы ни проникли различные умные устройства, упрощающие нашу работу или берущие на себя часть наших обязанностей, данные устройства используют в основе своей работы принцип Искусственного интеллекта.

Актуальность проекта:

Заключается в важности развития технологий ИИ для таких прогрессивных отраслей науки как кибернетика, робототехника и так же для развития социальных услуг.

Цель проекта: Познакомиться с технологией построения систем искусственного интеллекта, и с их использованием в различных сферах жизнедеятельности.

Задачи:

1. Найти информацию об  устройстве систем искусственного интеллекта
2. Изучить виды систем ИИ
3.  Найти примеры, иллюстрирующие применение систем ИИ.

Гипотеза:  В ближайшем будущем применение  систем искусственного интеллекта  качественно преобразит практически все сферы нашей жизни.

Введение

С момента изобретения компьютеров, их способность выполнять различные задачи продолжают расти в геометрической прогрессии. Люди развивают мощность компьютерных систем, увеличивая выполнения задач и уменьшая размер компьютеров. Основной целью исследователей в области искусственного интеллекта — создание компьютеров или машин таких же разумных как человек.

Искусственный интеллект — это способ сделать компьютер, компьютер-контролируемого робота или программу способную также разумно мыслить как человек.

Исследования в области ИИ осуществляются путем изучения умственных способностей человека, а затем полученные результаты этого исследования используются как основа для разработки интеллектуальных программ и систем.

Развитие ИИ началось с намерения создать в машинах интеллект, схожий с человеческим

Искусственный интеллект — наука и технология, основанная на таких дисциплинах, как информатика, биология, психология, лингвистика, математика, машиностроение. Одним из главных направлений искусственного интеллекта — разработка компьютерных функций, связанных с человеческим интеллектом, таких как: рассуждение, обучение и решение проблем.

Направления и перспективы  развития  ИИ.

Технологии ИИ развиваются в следующих направлениях:

• решение задач, позволяющих приблизить возможности ИИ к человеческим и найти способы их интеграции в повседневность;
• разработка полноценного разума, посредством которого будут решаться задачи, стоящие перед человечеством

В настоящий момент исследователи сосредоточены на разработке технологий, которые решают практические задачи. Пока ученые не приблизились к созданию полноценного искусственного разума.

Сегодня уже сложно представить такую область деятельности, в которую бы ни проникли различные умные устройства, упрощающие нашу работу или берущие на себя часть наших обязанностей. Среди таких сфер – медицина, образование, бизнес, наука, развлечения, борьба с преступностью, решение многочисленных бытовых вопросов. Скорее всего, в будущем подобных разработок станет еще больше, и использоваться они, наверняка, будут повсеместно. Таким образом, уже в ближайшем будущем применение искусственного интеллекта качественно преобразит практически все сферы нашей жизни.

Столь широкое использование ИИ обусловлено двумя важнейшими факторами:

1. он способен автоматизировать даже те процессы, которые ранее требовали участия человека: например, управление роботизированными механизмами на производстве (то есть в данном случае ИИ берет на себя наши обязанности).
2.  он может быстро обрабатывать и анализировать поистине гигантские объемы информации и просчитывать варианты, используя множество переменных. И по данному направлению ИИ дает качественно лучшие результаты по сравнению с человеком. Добавим к этому то, что машина не подвержена человеческому фактору, а ее работоспособность не зависит от эмоций и личных проблем. Как итог – области применения искусственного интеллекта очень широки и фактически ограничиваются только нашей фантазией и скоростью внедрения технологических новаций.

Сферы применения  ИИ .

Несмотря на сравнительную молодость данных технологий, ИИ уже нашел широкое применение в самых разных сферах, и многие проекты, будто пришедшие к нам из фантастических книг, становятся вполне реальными. Приведем интересные примеры применения искусственного интеллекта, которые внедрены на данный момент или планируются к внедрению в ближайшем будущем.

Медицина

В медицине особенно ценится отменная память искусственного интеллекта и его способность обрабатывать большое количество данных, сопоставлять и анализировать информацию. Так работает интеллект IBM Watson или, например, DeepMind Health от компании Google. Эти и аналогичные им умные помощники не просто дают советы врачам, но и определяют предрасположенность к заболеваниям или выявляют их на очень ранних стадиях, когда они могут скрыться от человеческого глаза.

В конце 2017 года премьер-министр РФ Д. Медведев обозначил стратегию, которая в том числе подразумевает использование в российском здравоохранении возможностей искусственного интеллекта. Например, планируется развивать систему поддержки принятия решений врача «Третье мнение». Сейчас она умеет анализировать снимки клеток крови и глазного дна, УЗИ мочевого пузыря и рентгенограммы легких, а в будущем научится обрабатывать данные компьютерных томографов и МРТ. Еще одна аналогичная российская система – Botkin.AI. Среди ее задач – анализ диагностических данных, подсказки и советы врачам, мониторинг проводимого лечения. Пока Botkin.AI помогает онкологам, но планируется, что уже скоро он будет работать и в других областях.

Проект Face2Gene от компании FDNA обещает определить генетические заболевания по фото. По словам разработчиков, по чертам лица можно выявить около 3 500 генетических заболеваний, даже если по симптомам они себя еще не проявили. Приложение доступно для смартфонов на Andriod и iOS.

Искусственный интеллект помогает не только врачам, но и пациентам. В последние годы растет популярность телемедицины и соответствующих приложений. Они используют различные алгоритмы: некоторые собирают данные с носимых датчиков вроде фитнес-браслетов; другие, скорее, представляют собой опросники, цель которых – установить точные симптомы и проблемы пациентов. Некоторые ИИ распознают речь, и им можно отвечать устно, другие предпочитают письменную коммуникацию. Получив нужную информацию, приложения либо дают рекомендации, что делать дальше и как лечиться, либо отправляют соответствующие сведения лечащему врачу. Одни из самых известных интеллектуальных помощников такого рода – Ada и Your.MD (можно скачать в Google Play и App Store).

Промышленность и сельское хозяйство

В промышленности искусственный интеллект позволяет делать работу все более и более автоматизированной, вплоть до того что участие человека практически перестает требоваться. В частности, LG планирует в 2023 году открыть завод, где все процессы – от закупки расходных материалов до контроля выпускаемой продукции и ее отгрузки – будут осуществляться с помощью искусственного интеллекта. Также ИИ будет контролировать износ оборудования, выполнение поставленных планов и другие факторы, которые обычно отслеживает человек.

Согласно планам компании, частичный перевод производства со старых заводов на новый начнется уже в 2021 году. Возможно, уже тогда появится первая информация, насколько успешно функционирует умный завод.

Что касается сельского хозяйства, то тут искусственный интеллект используется для контроля за состоянием растений, уровнем влажности, наличием в почве необходимых питательных веществ и в принципе для надлежащего ухода за посадками. Например, роботы научились идентифицировать сорняки и аккуратно избавляться от них (выдергивая или обрабатывая химикатами). Умные помощники способны определять заболевания растений или напавших на них вредителей по фотографиям, а также точечно доставлять необходимые препараты. Это помогает экономнее расходовать пестициды и гербициды.

Дорожное движение

Во многих странах умение искусственного интеллекта обрабатывать огромные объемы данных используется для того, чтобы облегчить проблему пробок. В частности, в России ИИ помогает движению в крупных городах и на федеральных трассах. Компьютер анализирует данные со светофоров, собирает информацию о плотности движения, авариях, погодных условиях и иных причинах, которые могут повлиять на трафик. В итоге интеллектуальная система в режиме реального времени следит за дорогами, строит прогнозы, как будет развиваться ситуация, и в соответствии с этим переключает светофоры.

ИИ, следящий за дорожным движением, не только наблюдает за авариями, но и помогает водителям. Например, может вызвать эвакуатор.

Подобные системы работают во многих городах Европы, Азии, Северной Америки, для которых актуальна проблема пробок. Конечно, полностью избавиться от заторов в большинстве случаев не удается, однако ИИ позволяет улучшить ситуацию с дорожным движением, порой – значительно ускорить движение. Возможно, прогресс будет заметнее, когда в широкий обиход войдут автономные автомобили – еще одна сфера применения искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект в быту

Конечно, типичным примером использования ИИ в быту станут системы умных домов, которые получают все большее распространение. Задача большинства подобных разработок – максимально автоматизировать и облегчить наш быт. Например, с утра ИИ сможет раздвинуть занавески, чтобы в спальню проник солнечный свет, разбудить вас с помощью радио и включить кофеварку, чтобы на завтрак вас уже ждал ароматный кофе, а когда вы уйдете на работу, он активирует сигнализацию. В будущем функционал таких систем наверняка будет значительно расширен, вплоть до того, что холодильник сам закажет вашу любимую еду, а шкаф – отпарит одежду.

Умный дом оптимизирует энергопотребление, обогрев и вентиляцию, контролирует работу различных приборов, подстраиваясь под ваше расписание. В совокупности это не только делает быт удобнее, но и помогает экономнее расходовать электроэнергию.

Автоматические переводчики

 Если раньше качество пропущенного через них текста оставляло желать много лучшего, то сейчас ситуация меняется. Алгоритмы учатся подбирать правильный перевод в зависимости от контекста и согласовывать части предложения между собой. Как итог, вместо «машинного перевода» можно получить вполне читаемый текст. Внедрение ИИ в свой переводчик осенью 2017 года анонсировал «Яндекс». Алгоритм не разбивает текст на отдельные слова, а воспринимает предложение целиком, что позволяет получить текст более высокого качества.

Огромное направление использования искусственного интеллекта- создание роботов

Промышленные роботы Чаще всего под понятием «Промышленный робот» подразумевается система предназначенная для выполнения операций, связанных с перемещениями различных предметов. Основными потребителями в области промышленной робототехники является автомобильная и электронная промышленность.

Бытовые роботы Чаще всего они предназначены для развлекательных целей, но всё большую популярность набирают роботы-уборщики, по своей сути - автоматические пылесосы, способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

Андроиды -это человекоподобный робот.

Еще в прошлом веке робот ассоциировался с неуклюжим механизмом, который передвигается со скрежетом и больше похож на груду металла в путанице разноцветных проводов, чем на человека. Однако наука не стояла на месте, инженеры научились создавать умные машины самых разнообразных форм, в том числе роботов-животных, а венцом творения стали антропоморфные конструкции, имеющие невероятное сходство с человеком.

Примеры андроидов

1. Geminoid DK -андроид спроектирован по образу Хенрика Шарфа ( разработан профессором Университета Осаки Хироши Исигуро – преподавателя из Ольборгского университета в Дании). Удивительная особенность этого механизма в том, что «эффект зловещей долины» (Эффе́кт «злове́щей доли́ны» (англ. uncanny valley) — гипотеза, по которой робот или другой объект, выглядящий или действующий примерно как человек (но не точно так, как настоящий), вызывает неприязнь и отвращение у людей-наблюдателей). при взгляде на него появляется не сразу, а только в момент движения и жестикулирования модели. Сидящий неподвижно клон выглядит очень реалистично.

Планируется использовать андроид для изучения взаимодействия человека и робота. Geminoid-DK будет встречаться с посетителями и общаться с ними на философские темы. Ученые хотят изучить так называемый эффект смешанного присутствия: они попытаются понять, изменяется ли наша реакция на человека, когда мы беседуем с ним дистанционно, в то время как он транслирует свои эмоции через мимику робота с помощью специального оборудования. Судя по уже проведенным экспериментам, в такой ситуации человек склонен испытывать замешательство и демонстрировать нестандартный феномен восприятия.

2. Geminoid F – очаровательная девушка-андроид

еще одно творение инженера Хироши Исигуро из Японии

У робота внешность двадцатилетней девушки с темными волосами, и он невероятно фотогеничен: умеет реалистично улыбаться, хмуриться и изображать некоторые другие чувства.

4. Социальный андроид Надин Девушка-гуманоид была разработана в Технологическом университете Наньянг в Сингапуре. Она способна говорить на разные темы, запоминать вещи, о которых вы упоминали ранее, и узнавать собеседника про прошествии времени благодаря современному программному обеспечению. Надин – социальный компаньон, предназначенный для взаимодействия и общения с людьми. Таких роботов можно использовать в качестве нянь и сиделок для пожилых людей, страдающих деменцией.
5. Японцы из лабораторий в Токио и Осаке создали антропоморфного робота Alter. Несмотря на то, что умная машина выглядит недостроенной и не является точным дубликатом человека, у него есть удивительная черта, которая рушит идеальный образ более совершенно выглядящих андроидов: движения Alter лишены рваной механичной шарнирности, они невероятно плавные, завораживающие и неотличимы от человеческих. В теле робота 42 пневматических привода, его хаотичными на первый взгляд движениями управляют алгоритмы нейронной сети, основываясь на показаниях датчиков, которые заменяют роботу человеческие чувства и реагируют на шум, влажность, приближение людей, и  т.д.

5. Джиа-Джиа – андроид из Китая

Чэнь Сяопин и его коллеги из Китайского университета науки и технологий вслед за японскими инженерами создали робота, похожего на человека. Джиа-Джиа наделена искусственным интеллектом, умеет говорить, имитировать эмоции и считывать мимику людей, ориентироваться в пространстве благодаря облачным технологиям.

Роботесса удивительно похожа на человека, при этом сообразительна и остроумна. Ее мозг представляет собой внушительную онлайн-базу данных, позволяет обрабатывать эмоции и распознавать речь, и этот навык все время совершенствуется.

Джиа-Джиа – чудный собеседник, она быстро формирует ответ (менее чем за секунду). У робота много фанатов, есть даже неофициальное прозвище «робот-богиня» – настолько величественно и располагающе она выглядит.

Когда поклонники пожелали сделать совместное фото с Джиа-Джиа, она решила пошутить: попросила не приближать камеру слишком близко к ее лицу, чтобы не выглядеть толстой на снимке.

Андроид непринужденно переводит взгляд с одного собеседника на другого, а движения губ синхронизированы с речью. Пожалуй, это самый совершенный робот на сегодняшний день. Создатель не планирует налаживать массовое производство гуманоидов – он хочет видеть свое детище уникальным и будет обучать его новым алгоритмам.

6. Пушкин – андроид из России

Полуторсовый антропоморфный робот, имитирующий поэта А.С.Пушкина. Проект компании Нейроботикс. Силиконовая кожа. Мимические мышцы, позволяющие демонстрировать эмоиции. За человеческую мимику отвечают 19 мимических сервоприводов. Голова выполнена художником и инженером-аниматронщиком Ларисой Чуркиной, исходя из набора картин современников, литературного описания, рисунков и посмертной маски поэта. В базе робота 600 стихотворений Пушкина.

2017.06.03 Антропоморфный робот Пушкин выступит на Московском филиале современной российской литературы в Сокольниках 11 и 12 июня.

Можно приводить еще очень много примеров.

Особенностей использования ИИ

Конечно, многие особенности применения ИИ зависят от конкретных проектов, разработок и задач, которые стоят перед умными устройствами. Но также можно выделить несколько аспектов, которые касаются практически любой сферы использования искусственного интеллекта.

В первую очередь – это ошибки. Безусловно, нельзя сказать, что ИИ никогда не ошибается и внешние факторы не способны повлиять на его действия (в том числе аварии или, например, хакерские атаки). Поэтому можно предположить, что даже когда умные машины намного прочнее войдут в нашу жизнь, человек все так же будет участвовать в принятии важных решений. Скорее всего, данный тезис будет актуален для любой сферы применения искусственного интеллекта, где на кону стоит что-либо серьезное.

Сейчас такой подход можно проиллюстрировать на примере суперкомпьютера-диагноста IBM Watson. Статистика говорит о том, что ИИ, в который загружены миллионы медицинских документов и историй болезней, часто ставит диагнозы точнее людей. Тем не менее пока последнее слово остается именно за лечащим врачом, а суперкомпьютер выступает как помощник, эффектный и полезный инструмент.

.

Следующий вопрос связанный с предыдущим – ответственность. Например, уже сейчас разрабатываются и внедряются беспилотные личные автомобили и общественный транспорт. Но кто возьмет на себя ответственность, если такой автомобиль попадет в аварию? Или, предположим, будет создан высокоинтеллектуальный робот -хирург, который сможет самостоятельно проводить операции. На кого ляжет вина, если пациент умрет от неверного движения такого робота? Можно ли считать ответственным сам ИИ и что должно последовать из такого шага? Пока данные вопросы остаются открытыми, и, возможно, в этом одна из причин, почему деятельность и решения роботов контролируются людьми: так решать проблемы ответственности намного проще

Чтобы  доказать,  что  у  компьютера  есть  разум  и  самосознание,  ему необходимо полностью пройти тест  Тьюринга. Суть теста Тьюринга заключается в следующем;  если, общаясь с человеком и машиной, экспериментатор не сможет определить, кто из них кто, значит, машиной тест пройден. Иными словами, идея теста заключается в том, что компьютер своими ответами должен убедить собеседника (он же судья) в своей человечности. По мнению Тьюринга, это свидетельствует о способности искусственного интеллекта мыслить и должно стать основанием для признания его разумности.

Ни один компьютер в мире на данный момент его не прошел

Заключение

Когда-нибудь перед обществом встанет вопрос: «Хотим ли мы заменить человеческий разум искусственным интеллектом?». Разумеется, роботы нужны в жизни человека, потому что они значительно её облегчают. Но сейчас робототехника находится на начальном этапе своего развития. Развитие данной области в сфере информационных технологий могут позволить себе только фирмы, которые имеют большой бюджет. Мы считаем, что это направление должно быть доступнее для общества. Хотя будущее, безусловно, не мыслимо без роботов, андроидов и прочих чудес техники, но они все равно не заменят человека в полной степени.

В своем проекте я выдвинула гипотезу, что в ближайшем будущем применение  систем искусственного интеллекта  качественно преобразит практически все сферы нашей жизни. По приведенным материалам проекта можно утверждать, что гипотеза подтверждена.

Информационное обеспечение

1. Искусственный интеллект: перспективы развития http://knowledge.allbest.ru/programming/3c0a65625a2ac79b5c43b88421206d37_0.html
2. Кибернетический подход http://gashevsn.narod.ru/Intell.htm
3. Виды роботов http://otherreferats.allbest.ru/programming/00176233_0.html
4. История развития робототехники http://roboreview.ru/nauka-o-robotah/istoriya-razvitiya-robototehniki.html
5. Плюсы и минусы применения промышленных роботов http://www.bizkatalog.ru/23-equipment/2268-pljusy-i-minusy-primjenjenija-promyshljennykh-robotov.html
6. Примеры роботов http://www.prorobot.ru/06.php?page=2.htm
7. Роботы C-3P0 и R2-D2 из «Звездных войн» http://www.infocity.az/?p=41300