Технологическая сингулярность
проект по физике на тему

 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ

СИНГУЛЯРНОСТЬ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1.

ГЛАВА 2.

ГЛАВА 3.

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЯ

ВВЕДЕНИЕ

    Я выбрала эту тему, так как актуальность ее очевидна и представляет научный и практический интерес в связи с тем, что одной из особенностей XXI века является ускорение технического прогресса. Техника вошла в нашу жизнь очень давно, и важность её несомненна. Человечество стоит на грани перемен, которые сравнимы с появлением разумного человека на земле. Главная причина этих перемен в том, что совершенствование и развитие техники приводит к тому, что техника становится всё более изощрённой и «умной». Всё это ведёт к созданию сущности с интеллектом, превышающим человеческий.

    Человечество во все времена сталкивалось с некими барьерами в сознании и восприятии людей, в том числе с интеллектуальными ограничениями, экономическими барьерами и со стремлением большого количества групп лиц к сохранению власти и денег в своих руках. Телефон, автомобиль, компьютер — это такая же революционная технология для своего времени, как сейчас для нас видятся наноботы или человеко-подобные роботы.

ЦЕЛИ:

1. Рассмотреть понятие «технологическая сингулярность»;
2. Рассмотреть виды сингулярности;
3. Рассмотреть теоретические подходы к исследованию в области технологической сингулярности;
4. Установить какое влияние может оказать технологическая сингулярность на развитие человечества;
5. Разработать модель робота со светодиодами.

ЗАДАЧИ:

1. Дать понятие «технологической сингулярности»;
2. Ознакомить с разновидностью искусственного интеллекта;
3. Выявить последствия научного прорыва и появления    сверхчеловеческого разума;
4. Создать модель робота;
5. Провести опрос учащихся по проблеме технологической сингулярности.

Гипотеза: технологическая сингулярность – наше будущее.

ГЛАВА 1

        Как известно, человек всегда стремится разгадать загадку. И чем она неразрешимее — тем лучше. Отвечая на собственные вопросы, человек заселил Землю, проник в глубины Океана, вышел в Космос и начал исследовать микромир. Беда в том, что в поисках ответов возникают всё новые вопросы, зачастую еще более сложные, чем первоначальные.

    В 1982 году американский писатель, а по совместительству — профессор Государственного Университета Сан-Диего в области Computer Science Вернор Винджи предположил, что наблюдаемое на практике развитие техники, в том числе, компьютеров, приведет к резкому и радикальному изменению хода технического прогресса, что неминуемо скажется на человеке и среде его обитания. Он-то и назвал это событие «Технологической Сингулярностью».

      Сингулярность — это предопределённая точка в будущем, когда эволюция человеческого разума в результате развития нанотехнологии, биотехнологии и искусственного интеллекта  ускорится до такой степени, что дальнейшие изменения приведут к возникновению разума с гораздо более высоким уровнем быстродействия и новым качеством мышления.           Технологическая сингулярность - гипотетический момент, по прошествии которого, по мнению сторонников данной концепции, технический прогресс станет настолько быстрым и сложным, что окажется недоступным пониманию, предположительно следующий после создания искусственного интеллекта и самовоспроизводящихся машин, интеграции человека с вычислительными машинами, либо значительного скачкообразного увеличения возможностей человеческого мозга за счёт биотехнологий.

      Ученые предполагают, что технологическая сингулярность начнется в 2030 году. Сторонники теории технологической сингулярности считают, что если возникнет принципиально отличный от человеческого разума, дальнейшую судьбу цивилизации невозможно предсказать, опираясь на человеческое поведение.

Почему технологическая сингулярность до сих пор не началась?

Технологический процесс был ограничен возможностями  человеческого  мозга. Сейчас мощность компьютеров постоянно увеличивается, что приведёт к созданию машины,  которая будет умней, чем человечество. Если сверхчеловеческий разум будет создан, то через некоторое  время это приведёт к созданию еще более смышлёной машины.

До какого момента будет продолжать технологическая сингулярность?

 Процессы усовершенствования могут ускориться, что приведёт к рекурсивным самосовершенствованиям, потенциально позволяя совершить огромные изменения до того момента, когда будут достигнуты верхние пределы, установленные законами физики или теоретическими вычислениями.

Из истории

    Идею об ускоряющемся росте научного знания впервые можно встретить в работах Ф. Энгельса. В середине XIX века он писал о том, что наука движется вперед пропорционально массе знаний, унаследованных ею от предшествующего поколения. По его мнению, со времени своего возникновения (XVI—XVII вв.) развитие наук усиливалось пропорционально квадрату расстояния (во времени) от своего исходного пункта. Близкие идеи высказывал В. И. Вернадский, писавший о непрерывном усилении темпов научного творчества. По мнению некоторых современных исследователей, имеет место «экспоненциальный закон развития науки», проявляющийся в соответствующем увеличении числа научных работников, научных организаций, публикаций и других показателей.

Близко к концепции сингулярности находятся идеи Станислава Лема о вероятной эволюции компьютеров. В наиболее предельном виде эволюция компьютеров описана в эссе «Голем XIV лекция XLIII. О себе».

Термин «сингулярность» заимствован у астрофизиков, которые используют его при описании космических чёрных дыр и в некоторых теориях начала вселенной — точка с бесконечно большой плотностью и температурой и бесконечно малым объёмом. Математическая сингулярность  — точка функции, значение в которой стремится к бесконечности, либо другие подобные «интересные» точки — особенности функции.

В данном контексте впервые термин «сингулярность» использовал Вернон Виндж, имея в виду математическое, а не астрофизическое понимание этого слова — точку, за которой экстраполяция начинает давать бессмысленные результаты (расходиться). Научным обоснованием наступления сингулярности активно занимается Рэймонд Курцвейл.

Отрывок из статьи Вернона Винджа «Технологическая Сингулярность», опубликованной 1 сентября 2004 годы:

«Компьютеры обретут "сознание", и возникнет сверхчеловеческий интеллект. (В настоящее время нет единого мнения о том, сумеем ли мы создать машину, равную человеку, однако, если это получится, несомненно, вскоре затем можно будет сконструировать еще более разумные существа).
  Крупные компьютерные сети (и их объединенные пользователи) могут "осознать себя" как сверхчеловечески разумные сущности.
  Машинно-человеческий интерфейс станет настолько тесным, что интеллект пользователей можно будет обоснованно считать сверхчеловеческим.
  Биология может обеспечить нас средствами улучшения естественного человеческого интеллекта.»

    Дальнейшее ускорение технологических изменений неизбежно приведёт к возникновению машинного разума превосходящего человеческий.

Более того, процесс на этом не остановится. Полнофункциональное слияние человеческого и машинного интеллекта произойдёт по средневзвешенным оценкам экспертов где-то к 2030-му году.

Дальнейшее развитие постгуманоидного разума за порогом сингулярности, то есть по другую сторону «горизонта событий», обещают быть ещё более стремительными и его перспективы пока трудно предсказуемы.

Вот те основные технологии, которые приведут нас к технологической сингулярности:

•  — компьютерное программное обеспечение с генетическими алгоритмами;
•  — искусственные наноботы и микрокибы, созданные путём эволюции микрокомпьютерных систем;
• -интеграция нервной системы человека с аппаратной частью компьютеров;
•  — объединение сознания человека и компьютера в едином пользовательском интерфейсе;
• -динамически организованные компьютерные сети.

ГЛАВА 2

Кто такие роботы?

Робот – это машина, автомат, способный заменять человека в осуществлении некоторых производственных операций.

Виды роботов

Существует огромное количество различных типов роботов, предназначенных для разных целей и отличающихся друг от друга не только целями и задачами, но и самими принципами их архитектуры.

Однако можно условно разделить всех роботов на следующие типы:

Промышленные роботы

Данный тип роботов находит свое применение, главным образом, на промышленных производствах и в научных лабораториях.

Чаще всего под понятием «Промышленный робот» подразумевается система автоматических управляемых при помощи специальных программ манипуляторов, которая предназначена для выполнения операций, связанных с перемещениями различных предметов.

Манипулятор промышленного робота в зависимости от его задач имеет от двух до шести степеней свободы и может перемещать грузы весом до нескольких центнеров в радиусе нескольких метров.

Чаще всего промышленные роботы используются для перемещения и сортировки различной продукции (в том числе крупногабаритных грузов), в качестве сварщиков и для покраски.

Использование данного типа роботов удобно для многих отраслей промышленного производства, поскольку позволяет добиться роста производительности труда при сохранении высокого качества продукции и дает возможность быстро приспосабливаться к изменениям объектов производства и потребительского рынка. Именно поэтому с каждым годом растет число предприятий, производственные линии которых укомплектованы роботами.

Военные роботы: боевые и роботы для обеспечения безопасности

предназначены как для военных операций (в качестве основной действующей силы), так и для помощи военнослужащим: это и роботы для переноски тяжестей (американский проект BigDog как раз и разрабатывался с надеждой на то, что робот сможет переносить снаряжение и помогать солдатам на территории, где не способен передвигаться обычный транспорт), и роботы-саперы, и активно разрабатываемые сейчас экзоскилеты.

Бытовые роботы

Предназначены для помощи человеку в повседневной жизни. Сейчас бытовые роботы не слишком распространены, однако есть все основания предполагать широкое их распространение в ближайшем будущем.

На данном этапе бытовые роботы – чаще всего 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.

К этому типу можно отнести и роботов, которые способны заменять человека при выполнении некоторой работы: роботы-повора, манекенщики, мед сестры и санитары и тому подобное.

Андроиды

Андроид – это человекоподобный робот. Именно этот тип роботов наиболее широко распространен в научной фантастике и кинематографе.

Андроиды несколько выбиваются из нашей общей классификации, поскольку могут выполнять функции как бытовых, так и военных и промышленных роботов. Но, все-таки, мы считаем что их стоит вынести в отдельный вид.

Киборги!

• Американские учёные сделали ещё один шаг к созданию киборгов. Подопытными стали мадагаскарские тараканы. Этот достаточно крупный вид тараканов достигает в длину 5-6 см.
• На спине таракана учёные закрепили чип, который оснащён беспроводным передатчиком. Этот чип соединяется специальными проводами с усиками таракана, при помощи которых это животное ориентируются в пространстве.
• Результаты эксперимента оказались серьёзными.  Учёные смогли научиться управлять этими тараканами дистанционно, посылая сигналы.

Искусственный интеллект – начало апгрейда!

Мы и не можем утверждать настанет ли Технологическая сингулярность или нет, но роботы с задатками искусственного интеллекта уже существуют!

Вот самые продвинутые из них:

ASIMO

ASIMO - робот-гуманоид созданный Honda. Рост 130 сантиметров. Вес 54 кг,. Робот представляет собой маленького астронавта с рюкзаком. Каждый такой «человечек» стоит миллион долларов, арендовать его можно всего за 150 тысяч долларов в месяц.

Albert HUBO

Albert HUBO – робот - андроид.  Его голова создана по образу головы Альберта Эйнштейна. Робот имеет 35 суставов,  может выражать различные эмоции на лице.  В голове также есть две CCD камеры позволяющие ему визуально распознавать людей.

Geminoid F

Geminoid F  - тоже робот андроид. Робот был создан в университете Осаки (Япония) под руководством профессора Хироши Ишигуро. Gemi оснащена 12 автоматическими приводами, которые работают под давлением воздуха, что позволяет ей имитировать человеческую мимику с 65 выражениями лица.

WR-07:  настоящий Трансформер

Робот, созданный японской группой Himeji Soft Works. Это автоматический кабриолет, который может превращаться из транспортного средства в форму гуманоида, и наоборот.

QRIO

QRIO – двуногий робот, способный распознавать голоса и лица. QRIO помнит симпатичен ему человек или нет. Он может работать со скоростью 23 см/с, занесен в Книгу рекордов Гиннеса (2005) как первый, быстрый двуногий робот, который бегает. Программисты, работающие в течение трех недель, чтобы научить эти роботы танцуют.

HRP-2 Promet

HRP-2 Promet - это прекрасный робот для тех, кому нужна помощь. Помощник может управлять телевизором, открывать холодильник. Вы можете управлять роботом голосовыми командами. Так же он способен говорить "пожалуйста, давай" За козырьком робота скрытая камера, которая создает 3D-изображения.

Большая собака и паук

BigDog (слева) и RiSE (справа) – военные роботы, разработанные Boston Dynamics. Вес BigDog  75 кг, он метр в длину и  0, 7 м в высоту. Пес может передвигаться в тяжело проходимых районах на скорости 5.3 км/ч и нести 54 кг при восхождении на склон с наклоном 35 градусов. Паук в свою очередь имеет шесть лап, весит всего 2 кг., работает со скоростью 0.3 м/с и поднимается на вертикальные поверхности. В длину он 0.25 м.

Создание модели робота со светодиодами

Простейший робот на одной микросхеме.

Наверное, каждый из вас хотел сваять собственного робота. Причем, непросто подключив пару моторчиков к батарейкам, а хотя бы создать такого, который имел бы хотя бы немного мозгов. То есть, чтобы он ориентировался сам с помощью датчиков. И при этом стоил недорого.
Теперь наши мечты сбылись благодаря появлению микросхемы L293D. Это так называемый драйвер двигателей.

- робот, следующий за ладонью;
- робот, следующий по чёрной полосе;
Если разместить на плате панельки и подключить к микросхеме, то можно собрать своеобразный робоконструктор. Для его создания нам понадобились:

1. Микра L293D
2. Два фототранзистора
3. Два сверхъярких светодиода, красных или белых
4. Два моторчика
5. Батарейка на 4.5 или на 5 вольт
6. Примерно 20 см проводков
7. 5 резисторов на 220 Ом (обычные маркированы полосами: коричневая, коричневая, красная, четвёртая - абсолютно любая, а смд- цифрой 221)
8. Несколько выключателей и клемников
9 .Панелька DIP-16 под микру
10. Подложка, на которой всё будет установлено
11. Три или четыре колеса
12. Немного металла чтобы прикрепить колёса и моторчики.

Нам для модели понадобилось два фототранзистора и, следовательно, два моторчика:

Результат

Предположим, что  нам удалось воплотить в жизнь самые смелые мечты. Будет ли интеллектуальный взрыв такого рода полезным или вредным, будет ли нести угрозу, неясно, поскольку данный вопрос не рассматривался учеными, хотя эта тема в последнее время всё чаще появляется в новостях.

Плюсы

Грандиозные изменения, появление которых будет технически возможно с наступлением ТС:

• Начало золотого века.
• Бессмертие  (по меньшей мере увеличение продолжительность жизни)
• Снижение загрязнения окружающей среды путем использования искусственного интеллекта в  + утилизации отходов.
• Увеличение свободного времени людей, так как большая часть физической работы будет делать машина.

Минусы

Но в этом красивом и добром мире только философские проблемы огромны:

Ум, замкнутый в одних и тех же границах, не может жить вечно. Тысячи лет будут напоминать бесконечно повторяющийся фильм, а не жизнь. Чтобы жить долгое время, сам разум должен расти.

Главной особенностью самовоспроизводящихся машин будет их способность общаться на скорости гораздо быстрее, чем  устная и письменная речь. Из-за этого общение с помощью этих способов может исчезнуть.

Человек остановиться в своем развитии, зайдет в тупик прогресса.

Отрывок из статьи Вернона Винджа «Технологическая Сингулярность» , опубликованной 1 сентября 2004 годы:

«Как избежать Сингулярности?

Ну, а может, Сингулярность вообще не наступит. Порой я пытаюсь представить себе признаки, судя по которым, нам станет понятно, что Сингулярности можно не ждать. Есть популярные и признанные аргументы Пенроуза и Сёрла о непрактичности машинного разума. В августе 1992 года сообщество "Мыслящих Машин" устроило мозговой штурм с целью проверить тезис: "Как построить мыслящую машину?" Как вы уже догадались, из этого посыла следует, что участники эксперимента не слишком-то поддерживали те самые аргументы против машинного разума. В действительности, принималась общая договоренность о том, что разум может существовать на небиологической основе, и что алгоритмы являются важнейшей составляющей для разума. Тем не менее, разгорелись жаркие споры по поводу наличия в органических мозгах аппаратной мощности в чистом виде. Меньшинство придерживалось мнения, что крупнейшие компьютеры 1992 года по мощности отставали от человеческого мозга на три порядка. Большинство же участников соглашалось с подсчетами Ганса Моравеца, по которым выходило, что от аппаратного паритета в этом вопросе нас отделяют еще десять-сорок лет. И все же было еще одно меньшинство предполагавших, что вычислительные способности отдельных нейронов могут быть намного лучше, чем принято считать. Если это так, то наши современные компьютеры отстают аж на десять порядков от того снаряжения, которое скрыто у нас в черепной коробке. Если верен этот тезис (или, в данном случае, если взгляды Пенроуза и Сёрла обоснованы), возможно, мы так никогда и не доживем до Сингулярности. Вместо этого, в начале XXI века обнаружится, что круто вздымавшиеся кривые производительности нашего аппаратного обеспечения начнут сглаживаться из-за нашей неспособности автоматизировать конструкторскую работу по разработке дальнейших усовершенствований аппаратных средств. Все кончится каким-нибудь очень мощным компьютером, но без возможности двигаться вперед. Коммерческая цифровая обработка сигналов будет восхитительна, обеспечивая аналоговый выход, сравнимый с цифровыми операциями, но "сознание" не пробудится, а интеллектуальный разгон, являющий собой самую суть Сингулярности, так и не начнется. Такое положение вещей, вероятно, следует рассматривать как Золотой век… и конец прогресса. Это будет нечто очень похожее на будущее, предсказанное Гюнтером Стентом, который ясно дал понять, говоря об идее создания надчеловеческого разума, что это станет достаточным условием для того, чтобы его прогнозы не сбылись.
[В предыдущем абзаце не достает того, что я считаю сильнейшим аргументом против вероятности Технологической Сингулярности: даже если мы сумеем создать компьютеры с чистой аппаратной мощью, вероятно, не получится организовать имеющиеся компоненты таким образом, чтобы машина обрела сверхчеловеческий разум. Для техноманов-механистов это, по-видимому, выльется в нечто вроде "неспособности решения проблемы сложности программного обеспечения". Будут предприниматься попытки запустить все более крупные проекты по разработке ПО, но программирование не справится с задачей, а мы никогда не овладеем секретами биологических моделей, которые могли бы помочь воплотить в жизнь "обучение" и "эмбриональное развитие" машин. В конце концов, появится следующий полуфантастический контрапункт Мерфи к закону Мура: "Максимально возможная эффективность программной системы растет пропорционально логарифму эффективности (то есть скорости, полосе пропускания, объему памяти) подлежащего программного обеспечения". В этом мире без сингулярности будущее программистов уныло и беспросветно. (Представьте себе необходимость одолевать скопившиеся за столетия унаследованные программы!) Так что в последующие годы, полагаю, следует обращать особое внимание на две важнейшие тенденции: прогресс в крупных проектах по разработке программного обеспечения и прогресс в применении биологических парадигм в масштабных сетях и масштабных параллельных системах.]

Но если технологической Сингулярности суждено быть, то она случится. Даже если все государства мира осознают "угрозу" и перепугаются до смерти, прогресс не остановится. Конкурентное преимущество - экономическое, военное, даже в сфере искусства - любого достижения в средствах автоматизации является настолько непреодолимым, что запрещение подобных технологий просто гарантирует, что кто-то другой освоит их первым.
Эрик Дрекслер составил впечатляющие прогнозы развития и совершенствования технических средств. Он соглашается с тем, что появление сверхчеловеческого разума станет возможно в ближайшем будущем. Но Дрекслер оспаривает способность человечества удерживать контроль над столь сверхчеловеческими устройствами, чтобы результаты их работы можно было оценить и надежно использовать.
Не соглашусь, что сохранение контроля так уж невозможно. Представьте себя запертым в собственном доме при единственном, ограниченном некими вашими хозяевами канале доступа информации извне. Если бы эти хозяева мыслили со скоростью, скажем, в миллион раз медленнее вас, едва ли стоит сомневаться в том, что через несколько лет (вашего времени) вы изобрели бы способ побега. Я называю эту "быстро мыслящую" форму сверхразума "слабым сверхчеловеческим". Такая "слабая сверхчеловеческая сущность" более чем ускорила бы течение времени эквивалентного человеческому ума. Сложно сказать точно, что будет из себя представлять "сильное сверхчеловеческое", но отличие, по-видимому, будет разительным. Вообразите собаку с чрезвычайно ускорившейся работой мысли. Сможет ли тысячелетний опыт собачьего мышления что-то дать человечеству? Многие предположения о сверхразуме, как кажется, основываются на модели "слабого сверхчеловеческого". Я же думаю, что наиболее верные догадки о постсингулярном мире можно строить на предположениях об устройстве "сильного сверхчеловеческого". К этому вопросу мы еще вернемся.
Другим подходом к проблеме сохранения контроля является идея о создании искусственных ограничений свободы действий сконструированной сверхчеловеческой сущности. [например, Законы роботехники у Азимова]. Я полагаю, что любые правила, достаточно строгие, чтобы обеспечить их эффективность, приведут к созданию устройства с возможностями, очевидно более узкими, чем у нестесненных ограничениями версий (таким образом, соревновательность будет способствовать развитию более опасных моделей).»