1. Mis on intellektitehnika ja mis on tehisintellekt?

I. Intellektitehnika areng ja põhiküsimused

intellekt - mõtlemisvõime, mõistus, aru; oskus õigesti reageerida uuele olukorrale

intelligentsus - taibukus, arukus

Vt. ka http://www.tnk.tartu.ee/0intelligentsus.html

Intellektitehnika ajalugu

Esimesed elektronarvutid loodi teatavasti umbes 50 aastat tagasi (1943 Inglismaal spetsialiseeritud arvuti Colossus - salakirja des^ifreerimiseks; 1943-45 USA: universaalne arvuti ENIAC). Juba oma loomise algusest peale hakati arvuteid (arvutamismasinaid) kasutama mitte ainult puht-arvutuslike ülesannete lahendamisel, vaid püüti nende abil imiteerida ka muid protsesse, mis on iseloomulikud inimese loomingulisele, intellektuaalsele tegevusele. Üks esimestest arvutite "mittearvutuslikest" rakendustest oli näiteks masintõlge (esimene masintõlkealane eksperiment 1954.a. USA-s New Yorgis: arvuti IBM tõlkis vene keelest inglise keelde 200 sõnast koosneva teksti). 1950-ndatel aastatel loodi ka esimesed programmid arvutitega mitmesuguste mängude mängimiseks (trips-traps-trull, domino, kabe). Loodi programme, mille järgi töötades arvutid tõestasid teoreeme, komponeerisid muusikat, luuletasid - s.t. tegid kõike seda, mida traditsiooniliselt loetakse inimese intellektuaalseks tegevuseks. Neil esimestel mittearvutuslike ülesannete lahendamise programmidel oli aga üks iseloomulik piiratus: iga programm oli määratud ühe konkreetse ülesande lahendamiseks, mistõttu ei saanud väita, et "masin mõtleb". Näiteks kirjutati programm vene kabe mängimiseks Selle järgi ei suutnud arvuti mängida 100-ruudulist kabet, rääkimata juba muudest mängudest, mis erinesid vene kabest rohkemgi. Miks ei suutnud? Sest iga selline programm kujutas endast jäika protseduuri, mis ei olnud võimeline kohanema ega ümber organiseeruma. Nende esimeste mittearvutusülesannete programmide koostamine tegi selgeks, et kui tahame arvutil modelleerida inimese loomingulist tegevust, siis on vähe sellest, kui koostame üksikute ülesannete programme - tuleb imiteerida arvutil universaalseid protseduure, nn. metaprotseduure, mille abil saaks genereerida konkreetseid protseduure üksikülesannete lahendamiseks. Just selle asjaolu mõistmisest hakkas arenema uurimissuund, mida hiljem hakati nimetama tehisintellektiks (Artificial Intelligence, eesti k. uurimissuuna nimetusena ka intellektitehnika). Uue teooria esimeseks põhiülesandeks sai imiteerida metaprotseduure, mida inimene rakendab loominguliste ülesannete lahendamisel. Esimene uue teooria raames loodud programm oli GPS (USA, 1960-ndatel aastatel, A. Newell, J.C.Shaw, H.A.Simon). See programm imiteerib ühte metaprotseduuri "labürindi läbimine". Autorid arvasid, et nad ongi leidnud üleüldise metaprotseduuri. Algul lahendas GPS tõepoolest mitmesuguseid ülesandeid: tõestas 1. järku predikaatarvutuse teoreeme, mängis mõningaid mänge. Kuid malemänguga ei tulnud toime.

TI-alaste uuringute eesmärgiks sai otsida uusi metaprotseduure.

Mis on tehisintellekt?

Vahel arvatakse, et intellektitehnika eesmärk on luua seadmed, mis täielikult imiteeriksid inimest ("tehisinimene"). Tegelikult on eesmärk tagasihoidlikum: üksnes välja selgitada need mehhanismid, millel põhineb inimese intellektuaalne tegevus, selleks et kasutada neid konkreetsete teaduslik-tehniliste ülesannete lahendamisel (näiteks keskkondades, kus inimese viibimine on võimatu või ohtlik) - luua nn. tehisintellektisüsteeme.

Üks esimesi (1950) definitsioone inglise matemaatikult A.M. Turingilt, nn. Turingi test: TIS - masin, mis vastab küsimustele nii, et pole võimalik vahet teha, kas vastajaks on masin või inimene. Masin võib teha kõike, ka lollitada eksperimentaatorit. Näiteks kui küsitakse
"Kui palju on 12345 x 789?", siis pidada paus ja vastata pisut valesti.

Läheb veel pikka aega, enne kui arvuti tuleb toime Turingi testiga.

Vt ka
http://www.loebner.net/Prizef/TuringArticle.html

Mõnes kitsamas valdkonnas aga suudab arvuti juba praegu inimesega konkureerida. 1996: arvuti võitis malemaailmameistrit G. Kasparovit (Vt. Arvutimaailm 4'1996).
Vt ka http://www.postimees.ee/061206/lisad/teadus/232712.php?r= (Deep Fritz võitis Vene malemeistrit).

Ekspertsüsteemid: DENDRAL (analüüsib orgaanilisi ühendeid, määramaks nende struktuuri; on teinud analüüse, mis on publitseeritud kui originaalsed uurimistulemused).

Veel definitsioone

N. Nilsson (1971): TIS - masin, mis täidab toiminguid, milleks tavaliselt on nõutav inimese intellekt.

P. Winston (1977): TI - teadus kontseptsioonidest (vaadete süsteem), mis võimaldavad arvutil teha selliseid asju, mis inimeselt nõuavad arukust. Eesmärk:

1) teha arvutid kasulikumaks

2) uurida printsiipe, millel põhineb inimese intellekt.

Konstruktiivsemad definitsioonid:

J.McCarthy, P. Heyes (1969):

TIS - masin, mida iseloomustavad järgmised tunnused:

1) välismaailma mudeli olemasolu

2) oskus vastata seda mudelit kasutades mitmesugustele küsimustele

3) oskus eesmärgipäraselt käituda muutuvas maailmas.

D. Michie (1971)

TIS -

1) maailma mudeli olemasolu

2) oskus koostada plaane

3) oskus analüüsida plaanides sisalduvaid alternatiivseid võimalusi

4) plaanide muudetavus

5) maailma mudeli muudetavus

P. Winston (1992):

TI on arvutuste uurimine, mis teevad võimalikuks taibata, arutleda ja tegutseda. Eesmärkide seisukohast võib TI-d vt. kui insenerlikku uurimissuunda ja kui teadust. TI insenerlik eesmärk on lahendada reaalse maailma probleeme, kasutades TI-d kui teadmiste esitamise, kasutamise ja süsteemse monteerimise ideede arsenali. TI teaduslik eesmärk on määrata, missugused teadmiste esitamise, kasutamise ja monteerimise ideed väljendavad intellekti erinevaid liike.
TI rakendusi tuleb hinnata kooskõlas sellega, kas on olemas hästi defineeritud ülesanne, rakendatud (juurutatud) programm ja hulk identifitseeritavaid põhimõtteid.
TI võib aidata meil lahendada raskeid reaalse maailma ülesandeid, luues uusi abivahendeid mitmesugustel rakendusaladel.

E. Rich (1983): TI - tehnikate uurimine eksponentsiaalse keerukusega ülesannete lahendamiseks polünomiaalse ajaga.

Intellektitehnika on teaduslik uurimissuund, mis tegeleb mõtlemisprotsesside imiteerimisega arvutil.

Miks seda vaja on (s.t. TI-alaste uuringute eesmärgid - põhisuunad)?

1) inimese loomingulise tegevuse toetamine ja võimendamine (nt. teoreemide tõestamine, peamurdmisülesannete lahendamine, mängude mängimine - male, diagnostika - ekspertsüsteemid).

2) inimese asendamine rasketes või eluohtlikes tingimustes (intellektuaalsete robotite loomine).

Tehisintellekt on suhteline mõiste: mitu inimpõlve tagasi oleks tänapäeva taskuarvuti tunnistatud intelligentseks. Liiatigi pole üldse kindel, kas intellekt tema täies mahus üldse on modelleeritav.

Intellektitehnikat nimetatakse uueks infotehnoloogiaks (G. Pospelov, 1987, Vene TA akadeemik).

Intellektitehnika üht peamist ülesannet näevad paljud spetsialistid selles, et muuta arvutid mugavamaks.

Algul oli intellektitehnika eeskätt teoreetiline distsipliin, nüüd aga on juba palju praktilisi rakendusi, näit. robotid ja ekspertsüsteemid.

3 suunda:

1) praktiline - kommertsproduktide loomine (näit. ekspertsüsteemid);

2) teoreetiline - intellekti olemuse uurimine ja seletamine (sellega tegelevad psühholoogid);

3) arvutiteaduslik - intellekti modelleerimine arvutil (ärakasutamine); ka spetsiaalsete programmeerimiskeelte ja -tehnikate väljatöötamine.

5. põlvkonna arvuti projekt Jaapanis
Algas 1982, 600 uurijat
Plaan:
1982-84 põhitehnoloogia ja tööriistade väljatöötamine
85-88 eksperimentaalsete alamsüsteemide väljatöötamine
89-92 eksperimentaalsete prototüüpsüsteemide väljatöötamine
Tulemused:
1) parallel symbol processing technology
2) knowledge processing technology
1993-95 u. 50 in. + koostöö 100-ga (s.o. väike nn. jätkuprojekt): "Knowledge information by highly parallel processing".
Kasutatakse paralleelset loogilist keelt (parallel logic language) KL1,
kõrgparalleelset riistvara (highly parallel hardware).
On töötatud välja paralleelne teoreemitõestaja (parallel theorem prover) MGTP - maailma kiireim,
teadmuse esituse keel QUIXOTE.

Üritused

IJCAI (International Joint Conference on Artificial Intelligence) - rahvusvaheline TI konverents iga 2 aasta tagant: http://ijcai.org/
1.1969 USA (Washington)
2.-71 Inglismaa (London)
3.-73 USA (Stanford)
4.-75 Gruusia (Tbilisi)
5.-77 USA (Cambridge)
6.-79 Jaapan (Tokio)
7.-81 Kanada (Vancouver)
8.-83 Saksamaa (Karlsruhe)
9.-85 USA (Los Angeles)
10.-87 Itaalia (Milano)
11.-89 USA (Detroit)
12.-91 Austraalia (Sydney)
13.-93 Prantsusmaa (Chambery)
14.-95 Kanada (Montreal)
15.-97 Jaapan (Nagoya)
16.-99 Rootsi (Stockholm) IJCAI-99
17.-2001 USA (Seattle)
18. -03 Mehhiko (Acapulco) IJCAI-03
19. -05 UK (Edinburgh) IJCAI-05
20. -07 India (Hyderabad) IJCAI-07

ECAI (European Conference on Artificial Intelligence) - Euroopa TI konverents iga 2 aasta tagant

1.-1974 Brighton
2.-76 Edinburgh
3.-78 Hamburg
4.-80 Amsterdam
5.-82 Orsay
6.-84 Pisa
7.-86 Brighton
8.-88 München
9.-90 Stockholm
10.-92 Viin
11.-94 Amsterdam
12.-96 Budapest
13.-98 Brighton
14.-2000 Berliin ECAI-2000
15. -02 Lyon ECAI-2002
16.-04 Valencia ECAI-2004
17.-06 Riva del Garda ECAI-2006
18.-08 Patra

SCAI – Scandinavian Conference on Artificial Intelligence

1. – 1987 Tromso, Norra
2. – 89 Tampere, Soome
3. – 91 Stockholm, Rootsi
4. – 93 ?rhus, Taani
5. – 95 Trondheim, Norra
6. – 97 Helsingi, Soome
7. – 2001 Odensee, Taani
8. – 2003 Bergen, Norra
9. – 2006 Helsingi, Soome http://www.stes.fi/scai2006/

ECCAI - the European Coordinating Committee for Artificial Intelligence (loodud 1982)

Ainuüksi USA-s ilmub paarkümmend TI-alast ajakirja.

Tartu Ülikooli arvutivõrgus on kättesaadavad TI-alased elektroonilised ajakirjad .

Tähtsamad uurimiskeskused

USA: Massachusettsi Tehnoloogiainstituut (MIT), Stanfordi uurimisinstituut (SRI International), Carnegie Melloni Ülikool (CMU)

Jaapan (robootika)

Saksamaa: TI uurimiskeskus Saarbrückenis ja Karlsruhes (DFKI)

Intellektitehnika Eestis: Tallinna Tehnikaülikooli küberneetika instituut (prof Enn Tõugu ja tema õpilased: prof Jaan Penjam jt), teadmussüsteemide õppetool, end. rakendusliku tehisintellekti õppetool, prof Jaak Tepandi)
PRIZ - intelligentne programmeerimissüsteem, selle edasiarendus NUT

Tartu Ülikool: arvutuslingvistika uurimisrühm (eesti ja soome-ugri keeleteaduse osakond ja arvutiteaduse instituut) - suhtlus arvutiga loomulikus keeles; arvutiteaduse instituudis tegeldakse ka kujundite tuvastamisega (prof. M. Tombak) ja intelligentsete õpisüsteemide loomisega (dots. R. Prank).

TI tulevik
Vt. ka Neeme Voolu referaat intelligentsetest agentidest.

Pessimism: on tendents käsitada mõistet "intellekt" sellisena, et mitte mingi katse saavutada midagi TI valdkonnas ei õnnestu. Niipea kui selgub, et arvuti suudab lahendada mingit ülesannet, kasutatakse seda fakti toestamaks, et see polegi "intellektuaalne" ülesanne

Optimism: Jaapanis 1981 5. põlvkonna arvuti projekt. Kas on inimintellekti aspekte, mida põhimõtteliselt ei saa modelleerida arvutil? Eitavalt ("ei ole") saab vastata alles siis (väga kauges tulevikus), kui õnnestub luua süsteem, mis modelleerib inimese kogu intellektuaalset tegevust.

Enamik teadlasi arvab siiski, et aju funktsioneerib vastavalt tuntud füüsikaseadustele ja põhimõtteliselt on võimalik luua tehisaju. 1983 A. Andrew (inglise) kirjutas: Turingi testi saab realiseerida tema mittetriviaalses vormis (s.t. piiranguteta vestluse teemale ja vastamisviisile) 2000. aastaks. Aga siis on arvuti väga kinnise inimese sarnane, keda on raske tõmmata vestlusse. Võib-olla 2050. aastaks muutub arvuti "kellekski", kellega võib nalja heita ja kellel on sedavõrd oma nägu, et inimene peab mõtlema, kuidas temaga käituda, et tema tundeid mitte haavata.

Eetilised probleemid:

1) TI-alased uuringud nõuavad raha. USA+Lääne-Euroopa+Jaapan: 1985 350 mln USD, 1990 19 mld USD

2) Tööd mänguprogrammide alal on kahtlemata seotud sõjalise strateegiaga. Kujundite äratundmise meetodeid on kasutatud tiibrakettide väljatöötamisel. Ka teised TI meetodid võivad leida rakendust tuleviku sõjandussüsteemides, mis siis planeeriksid oma tegevust ise, ilma inimeseta.

Kasulikke viiteid

Peter Norvig. Paradigms of Artificial Intelligence Programming: Case Studies in Common Lisp Morgan Kaufmann, 1992.

Yahoo! Science: Computer Science: Artificial Intelligence

Tanel Tammeti loeng tehisintellektist http://cs.ttu.ee/kursused/itv0010/loeng/itsissejuhatus14o.pdf

KKK tehisintellekti kohta:
http://www.cs.cmu.edu/Web/Groups/AI/html/faqs/top.html

Veebilehti:

ECCAI, the European Coordinating Committee for Artificial Intelligence

http://www-cse.uta.edu/~cook/ai1/lectures/p.html Konspekt

Uudiste arhiivid:

http://www.cs.cmu.edu/Web/Groups/AI/pubs/news/0.html

Tehiselu (artificial life):

http://www.alife.org/