Урок-семинар "Искусственный интеллект"
план-конспект урока по информатике и икт (10, 11 класс) на тему

Урок-семинар "Искусственный интеллект"

10 класс.

Цель урока:

1) сформировать у учащихся понятие об искусственном интеллекте;
2) продолжить формирование информационной культуры учащихся и философского подхода к проблемам информатики;
3) воспитание коммуникативной культуры учащихся, умения вести дискуссию c грамотной аргументациeй своих заявлений, выслушивать и принимать во внимание мнение другого человека.

Предварительная подготовка:

За 2-3 недели до занятия учащимся даются вопросы к семинару и предлагается список литературы, которую они могут использовать при подготовке. Некоторые произведения требуется изучить обязательно, другие – в рекомендательном порядке. Использование дополнительных источников поощряется и одобряется. В процессе подготовки к семинару учитель консультирует всех желающих.

Среди предлагаемой литературы:

– детская энциклопедия “Аванта+” – “Информатика”;
– “Энциклопедический словарь по информатике для начинающих”;
– книги В. Пекелиса “Кибернетическая смесь” и “Кибернетика от А до Я”;
– рассказы Р.Брэдбери “Электрическое тело пою” и “Вельд”;
– произведения А.Кларка, К.Саймака, С.Лема, А.Азимова и др.;
– журналы “Мир ПК”, “Hard’n’Soft”, “Компьютерра” и др.;
– “Компьютерная газета”, приложение “Информатика” к газете “Первое сентября”;
– газета “Школьная компьютерра” и др.

Вопросы к семинару:

1. История вопроса. Понятие искусственного интеллекта.

2. Возможно ли создать искусственный интеллект?

3. Области применения искусственного интеллекта.

4. Прогнозируемые и неожиданные последствия использования искусственного интеллекта.

Вопросы, безусловно, могут варьироваться в зависимости от состава учащихся, их интересов, уровня подготовленности и т.п.

За неделю до семинара, когда ученики уже получили в первом приближении некоторое представление о проблеме, на добровольной основе распределяем будущие роли.

Докладчик – учащийся, дающий общий, теоретический ответ на вопрос.

Содокладчик – освещает прикладную, практическую сторону вопроса.

Оппонент – ученик, изучивший данную проблему под критическим углом зрения, с некоторой долей скептицизма (ему надо очень хорошо усвоить, что он критикует не докладчика, а некоторые, наиболее “тонкие” положения доклада).

Ассистент – помогает докладчику и оппоненту сделать доклад более наглядным с помощью диаграмм, графиков, чертежей, фото, видео, иллюстраций и т.п.

Провокатор – “человек из зала”, умеющий подбросить провокационный вопрос. Роль провокатора считается удавшейся, если ни докладчик, ни содокладчик не сумели ответить на поставленный вопрос и очень удачной, если в классе сразу же вспыхивает дискуссия по теме.

Эксперт – ученик, самый сведущий в классе по обсуждаемому вопросу. Он выступает в роли арбитра между всеми участниками семинара.

Представителей любой “роли” на семинаре может быть несколько. В разные годы в качестве экспертов мы приглашали учеников других классов (например, более старших), учителей, родителей – специалистов в профильных областях науки. Чем более творчески вы подойдете к процессу подготовки – тем лучше.

Из оставшихся “не при деле” учеников выбираются художники-оформители. Их задача – тематически оформить кабинет для проведения семинара, подобрать видеоряд. Могут пригодиться и звукоинженеры, осветители и тому подобные специалисты - все зависит от вашей творческой фантазии и технических возможностей.

Кроме того, все ученики, не получившие “ведущих” ролей в семинаре, делятся на сторонников и противников создания и использования искусственного интеллекта и готовятся принять участие в общей дискуссии по данной проблеме.

План урока.

1. Оргмомент.

2. Выступления докладчиков.

3. Выступление оппонента.

4. Обсуждение темы.

5. Подведение итогов урока.

Оформление кабинета.

На доске написаны цитаты:

“Вычислительная машина ценна ровно настолько, насколько ценен использующий ее человек”

Норберт Винер, “отец” кибернетики

“С годами мозг мыслителя искусный

Мыслителя искусственно создаст…”

Гете, “Фауст”

“…Вы приходите в магазин СЕМЕНА и покупаете себе семечко телевизора, а может быть, и автомобиля вашего любимого сорта…”

С. Лем, из телевизионного интервью, 1995

Кабинет оформлен творческими работами учащихся: рисунками, акварелями, шаржами и др.

Рассадить участников семинара можно следующим образом: для выступающих поставить столы перед аудиторией, остальных участников рассадить на две группы по принципу “за” и “против” так, чтобы все участники семинара могли видеть друг друга и свободно общаться.

Начать семинар можно с просмотра отрывка из фантастического фильма на данную тему.

Учитель или заранее подготовленный ученик начинает семинар, стараясь своим вступлением с самого начала привлечь внимание и заинтересовать всех участников.

Вступление.

Ребята, тема сегодняшнего семинара – “Искусственный интеллект”. На мой взгляд, это один из самых интересных вопросов, стоящих сегодня перед человечеством.

Искусственный интеллект – дисциплина, изучающая возможность создания программ для решения задач, которые требуют определенных интеллектуальных усилий при выполнении их человеком. Примерами областей использования ИИ являются игры, логический вывод, обучение, понимание естественных языков, формирование планов, понимание речи, доказательство теорем, визуальное восприятие, распознавание образов и т.п.

Хочется начать урок словами Осипа Мандельштама:

Явлений раздвинь грань,
Земную нарушь твердь
И яростный гимн грянь,
Бушующих тайн медь!

Вся история человечества – это история раздвигания граней неизвестного. Одним из вечно спорных и до сих пор нерешенных вопросов человека к самому себе остается вопрос о возможности создания искусственного интеллекта.

Одни ученые считают, что машина никогда не сможет превзойти человека интеллектуально. Бытует байка, будто бы однажды у Норберта Винера спросили: “А может ли случиться, что машины станут умнее людей?” Имелись в виду ЭВМ.

И Винер ответил: “Может! Если люди поглупеют…”

Другие ученые придерживаются прямо противоположной точки зрения и утверждают, что создание искусственного интеллекта – дело нескольких лет. Они аргументируют свои выводы проводящимися в этом направлении исследованиями.

 А Стивен Хоукинг, современный американский физик-теоретик, личность, не менее легендарная, чем Винер, вообще утверждает, что люди уже создали на Земле искусственную жизнь в форме компьютерных вирусов. К чему привел процесс естественной эволюции примерно известно, а вот каковы будут последствия развития новой формы жизни – большой вопрос!

Так или иначе, всем нам интересно узнать побольше о проблеме искусственного интеллекта.

Предоставляем слово докладчику.

Докладчик.

Наука под названием “искусственный интеллект” входит в комплекс компьютерных наук, а создаваемые на ее основе технологии относятся к информационным технологиям. Задачей этой науки является достижение разумных рассуждений и действий с помощью вычислительных систем и иных искусственных устройств.

Первые исследования, относящиеся к проблемам искусственного интеллекта, были предприняты почти сразу же после появления вычислительных машин. Само название новой науки возникло в конце 60-х годов XX века, а в 1969 году в Вашингтоне (США) состоялась первая Всемирная конференция по искусственному интеллекту.

Существуют несколько основных проблем, изучаемых сегодня в искусственно интеллекте.

1. Представление знаний – разработка методов и приемов для формализации и последующего ввода в память интеллектуальной системы знаний из различных проблемных областей, обобщение и классификация накопленных знаний, использование знаний при решении задач.

2. Моделирование рассуждений –изучение и формализация различных схем человеческих умозаключений, используемых в процессе решения разнообразных задач, создание эффективных программ для реализации этих схем в вычислительных машинах.

3. Диалоговые процедуры общения на естественном языке, обеспечивающие контакт между интеллектуальной системой и человеком-специалистом в процессе решения задач.

4. Планирование целесообразной деятельности – разработка методов построения программ сложной деятельности на основании тех знаний о проблемной области, которые хранятся в интеллектуальной системе.

5. Обучение интеллектуальных систем в процессе их деятельности, создание комплекса средств для накопления и обобщения умений и навыков, накапливаемых в таких системах.

Цель исследований в области искусственного интеллекта – создание арсенала метапроцедур, достаточного для того, чтобы ЭВМ (или другие технические системы, например, роботы) могли находить по постановкам задач их решения. Это цель ближайшая. Последующие цели связаны с попыткой проникнуть в области мышления человека, которые лежат вне сферы рационального и выразимого словесно (вербально) мышления. Ибо в поиске решения многих задач, особенно сильно отличающихся от ранее решенных, большую роль играет та сфера мышления, которую называют подсознательной, бессознательной или интуитивной.

Выше приведена очень условная схема выступления докладчика, которая во время семинара обязательно подкрепляется и украшается примерами, иллюстрациями, схемами, графиками и даже притчами и веселыми историями.

Содокладчик.

Перейдем к практике. Насколько же реализован сегодня искусственный интеллект? Каковы направления его использования и перспективы развития?

Хочется начать с предсказаний и прогнозов писателей-фантастов, ибо сказано, что “впереди любого паровоза бежит тень лошади”.

“К 2002 году изобрели подвижного говорящего робота, и неговорящие модели устарели. Все противники роботов восприняли это как последнюю каплю, переполнившую чашу. Между 2003 и 2007 годами большинство правительств запретило использовать роботов на Земле для любых целей, за исключением научных.”

А. Азимов, “Робби”

“ – Сколько вам лет? – поинтересовалась она.

– Тридцать два, – ответил я.

– Тогда вы не помните, каким был мир без роботов. Было время, когда перед лицом Вселенной человек был одинок и не имел друзей. Теперь у него есть помощники, существа более сильные, более надежные, более эффективные, чем он, и абсолютно ему преданные. Человечество больше не одиноко. Вам это не приходило в голову?

– Боюсь, что нет. Можно будет процитировать ваши слова?

– Можно. Для вас робот – это робот. Механизмы и металл, электричество и позитроны Разум, воплощенный в железе! Создаваемый человеком, а если нужно, и уничтожаемый человеком. Но вы не работали с ними, и вы их не знаете. Они чище и лучше нас.”

А. Азимов, “Я – робот”

Были даже сформулированы Три закона роботехники:

1-й закон – закон безопасности человека.

2-й закон – повиновение человеку.

3-й закон – забота о собственной безопасности.

“ Бабушка!..

Я помню, как она родилась.

Постойте, скажете вы, разве может человек помнить рождение собственной бабушки?

И все-таки мы помним этот день.

Ибо это мы, ее внуки – Тимоти, Агата и я, Том, – помогли ей появиться на свет. Мы первые дали ей шлепка и услышали крик "новорожденной". Мы сами собрали ее из деталей, узлов и блоков, подобрали ей темперамент, вкусы и привычки, повадки и склонности и те элементы, которые заставили потом стрелку ее компаса отклоняться то к северу, когда она бранила нас, то к югу, когда утешала и ласкала, или же к востоку и западу, чтобы показать нам необъятный мир; взор ее искал и находил нас, губы шептали слова колыбельной, а руки будили на заре, когда вставало солнце.

Бабушка, милая Бабушка, прекрасная электрическая сказка нашего детства...”

Р. Брэдбери, “Электрическое тело пою!”

Были прогнозы и далеко не столь оптимистичные. Достаточно прочесть рассказ Р. Брэдбери “Вельд”, начинающийся таким радостным рассказом семейной пары об интеллектуальном доме,  “который их одевал, кормил, холил, укачивал, пел и играл им. Когда до детской оставалось пять шагов, что-то щелкнуло, и в ней зажегся свет. И в коридоре, пока они шли, один за другим плавно, автоматически загорались и гасли светильники.”

Исследователь из British Telecom Ян Пирсон предлагает нам такой календарь:

2004:  Первые школьные учителя – искины
2005:  95% людей не могут отличить, кто из их виртуальных друзей – человек
2006:  Интерактивные игрушки способны на "эмоциональное" общение с детьми
2007:  Роботы заменяют людей на фабриках
2010:  Четверть звезд шоу-бизнеса – компьютерные персонажи
2010:  Роботы-насекомые используются в военных операциях
2011:  Большую часть программного обеспечение пишут искины
2012:  Люди используют электронные стимуляторы удовольствия
2012:  Люди используют импланты как символ положения в обществе
2012:  Роботы заменяют людей в домашнем хозяйстве и в больницах
2015:  Технология распознавания мыслей для создания искусственных снов
2015:  Для искинов создается своя индустрия развлечений
2017:  Учителя-искины добиваются лучших результатов, чем учителя-люди
2017:  Роботы, способные к самодиагностике и самовосстановлению
2018:  Искин получает Нобелевскую Премию
2020:  Электронные формы жизни получают некоторые права
2025:  В развивающихся странах больше роботов, чем людей
2025:  Люди используют имплантанты типа "искусственный мозг"
2030:  Преступникам имплантируют чипы для контроля эмоций
2030:  Роботы и физически, и умственно превосходят людей; появление терминаторов

Похожие прогнозы дает и британский робототехник Кевин Уорвик.

В книге "Наступление машин: почему миром будут править роботы"  Уорвик обещает, что интеллект машин превзойдет человеческий через 10–15 лет. При этом он подчеркивает: роботам вовсе не обязательно быть похожими на человека, чтобы стать господствующей расой на земле.

Соучредитель компании  Sun Билл Джой и известный физик Стивен Хоукинг 

выступили с аналогичными опасениями: искусственный разум с каждым годом прогрессирует, а разум человека – стоит где стоял.

Пришло время спросить себя, в чем же мы сильнее?

Что же мы имеем сегодня в реальности? В магазинах бытовой техники все чаще стали появляться экземпляры с таинственным значком “AI” (Artificial Intelligence – искусственный интеллект), вызывающие бурный восторг покупателей.

Нейропылесосы самостоятельно регулируют силу всасывания в зависимости от заполнения пылью мешка; поумневшие телевизоры умудряются подстраивать контрастность, не изменяя яркости картинки, а интеллектуальные стиральные машины выбирают температуру воды, продолжительность стирки и скорость отжима в соответствии с весом и типом белья. Это лишь мирная сторона вопроса.

Военные наиболее технически развитых стран не оставляют вопросы искусственного интеллекта своим вниманием. Например, в Лос-Аламосской национальной лаборатории конструируется костюм-робот для солдат, обеспечивающий защиту от различных поражающих факторов, в том числе от пуль, осколков, радиоактивных излучений, химического и биологического оружия. Для управления костюмом-роботом предполагается использовать биотоки головного мозга.

Оппонент.

Продолжая пессимистическую линию некоторых писателей-фантастов, оппонент может указать на следующие негативные проявления при использовании искусственного интеллекта. Во-первых, ИИ может оказаться для человечества сладким супернаркотиком, отказ от которого невозможен, а употребление ведет в тупик. Во-вторых, люди еще не готовы к изобретению искусственного мозга, они могут использовать ИИ в антигуманных целях. В-третьих, неизвестно, к чему приведут осуществляемые уже сегодня эксперименты по вживлению микрочипов в организм человека, в частности – в мозг. Станет ли человек умнее или он превратится совершенно в другое существо?

Таких вопросов можно найти множество, проиллюстрировав их отрывками их научных и художественных произведений.

При хорошей работе докладчика, содокладчика, оппонента, ассистента и, главное, провокатора, возникает дискуссия, в ходе которой ребята цивилизованно и аргументировано отстаивают свою точку зрения – “за” или “против”.

Вывод, к которому обычно приходят участники семинара: сам по себе ИИ, как и большинство изобретений человечества, не хорош и не плох.

Самое важное – осознание человеком ответственности за использование своих изобретений перед окружающим миром.