Saga gervigreindar
Efnisyfirlit |
Kynning
Sumarið 1956 komu saman til tveggja mánaða vinnufundar í Dartmounth í Bandaríkjunum tíu manns. Tilgangur vinnufundarins var að koma saman þeim vísindamönnum sem sem höfðu áhuga á tauganetum og rannsóknum á greind. Fundurinn var að frumkvæði John McCarthy sem þá hafði nýlokið meistaranámi frá Princeton og vann nú við Dartmouth College.
Þátttakendur voru: John McCarthy, Marvin Minsky , Nathaniel Rochester og Trenchard More frá Princeton, Claude Shannon frá Bell labaratories, Arthur Samuel frá IBM, Ray Solomonoff og Oliver Selfridge frá MIT og Allen Newell og Herbert Simon frá CMU.
Þessi fundur markar faglegt upphaf gervigreindar og kynnir til sögunar þá menn sem standa í fylkingarbrjósti gervigreindar næstu 20 árin á eftir. þar kemur McCarthy fyrst fram með fagheitið “Artificial Intelligence” eða gervigreind eins og það er nefnd á Íslensku. Á fundinum kynntu Newell og Simon LT (the Logic Theorist) og sögðu um það að þeir hefðu fundið með því forrit sem væri þess megnugt að hugsa ónúmerískt og þar með aðskilið huga frá líkama. Stór orð en sönn ef við reynum að aðskilja tilfinningalegri hugsun frá hugsun sem snýr að vinnslu upplýsinga.
Þó faglegur grunnur hafi verið lagður að gervigreind á þessum fundi, á gervigreind sér lengri sögu. Fyrsta vísindagreindin sem eignuð er gervigreind var skrifuð 1943 af Warren McCulloch og Walter Pitts. Þeir settu saman kenningar um virkni og uppbyggingu taugafruma í heilanum, kenningar Russell og Whitehead um yrðingarökfræði og tölvunarkenningar Alan Turing. Niðurstaða þeirra var model af gervitaugafrumum sem hver um sig gátu verið í “kveikt” ham eða “slökkt” ham þar sem hami var náð með áreiti tengdra gervi-taugafruma. Þeir sýndu fram á að niðurstöðu hvaða reiknanlegs falls sem er, mátti ná með neti slíkra gervi-taugafruma. Þeir lögðu einnig til í greininni að slík gervi-tauganet gætu lært, sem Danold Hebb sannaði að var rétt sex árum síðar með einfaldri uppfærslu aðferð á vigt tenginanna á milli eininganna. Marvin Minsky og Dean Edmonds byggðu fyrstu gervi-tauganets tölvuna (SNARC) árið 1951 úr 3000 lömpum og afgangs sjálfstýringu úr B-24 sprengjuflugvélar. Tölvan hafði 40 gervi-tauganetsfrumur (sellur). Rekja má aðferðafræði bæði samtengingasinna (connectionism) og rökfræðisinna (logicism) innan gervigreindar til skrifa McCulloch og Pitts.
Fyrsta G-greinda forritið
Fyrsta gervigreindarforritið var búið til árið 1951 af Christopher Strachey og keyrði það á Ferranti Mark 1 tölvu. Um sumarið 1952 gat forritið spilað hornaskák(checkers) á raunhæfum hraða.
Fyrsta dæmið um lærdóm tölvu var búið til 1952. Shopper var forrit skrifað af Anthony Oettinger og keyrði á EDSAC tölvum. Shopper bjó til heim með átta verslunarmiðstöðum. Þegar forritið átti að kaupa hlut fór það(tilviljunarkennt) í hverja verslunarmiðstöð í leit að hlutnum uns það fann hann. Ef forritið var beðið um að kaupa hlut sem það hafði þegar fundið, fór forritið beint í rétta búð.
Fyrsta gervigreindarforritið sem gert var í BNA var einnig hornskákarforrit skrifað árið 1952 af Arthur Samuel. Forritið var að gerði að miklu leyti það sama og hornskákarforrit Stracheys, en Samuel bætti það á nokkrum árum. Árið 1955 gerði hann forritinu kleyft að læra af reynslu. Eftir það bætti hann forritið enn frekar uns það vann fyrrverandi hornskáksmeistara Connecticut fylkis árið 1962. Forrit Samuels var fyrsta forritið sem reyndi við (ATH!!!) þróunartölvun (evolutionary computing). (ATH!!!) Þróunartölvun felur venjulega í sér einhverja sjálfvirka aðferð til að búa til röð kynslóða forrits uns góð kynslóð þróast. Helsti málsvari þróunartölvunar, John Holland skrifaði á þessum árum prufuforrit fyrir IMB 701 tölvuna. Frægast er þegar hann aðstoðaði við hönnun á tölvurottu sem hægt var að þjálfa til að rata í gegnum völundarhús. Þetta forrit sannfærði Holland um skilvirkni "að neðan" aðferðar. Síðar rannsakaði Holland sjálfvirka þróunartölvun sem seinna varð þekkt sem gena algrímar. Sem dæmi um kerfi sem nýttu sér þetta voru skákforrit og líkön af einfrumungum.
Ályktanakerfi
Getan til að draga ályktanir á rökrænan hátt hefur ávallt verið viðfangsefni rannsókna á sviði gervigreindar. Merkur áfangi á þeirri braut var reglusönnunar forrit skrifað á árunum 1955-56 af Allen Newell, J. Clifford Shaw og Herber Simon. "Logic Theorist" eins og forritið var kallað var hannað til að sanna reglur úr Principia Mathematica (1910-13), þriggja binda verk eftir Alfred North Whitehead og Bertrand Russel. Í einu tilviki var sönnun forritsins glæsilegri en sönnunin í bókunum. Síðar skrifuðu Newell, Shaw og Simon öflugra forrit, "General Problem Solver" eða "GPS". Fyrsta útgáfan af GPS virkaði árið 1957 og vinna við það stóð yfir í um áratug. Einn helsti galli við GPS að það lærði ekki neitt, eina viteskjan sem það hafði var sú sem forritarinn gaf því.
["eliza" og "parry" ?]
Afleiðing rannsókna Newells, Simons og Shaws var forritunarmálið IPL (Information Processing Language). Árið 1960 blandaði John McCarthy saman hlutum úr IPL við "lambda calculus" og bjó þá til "LISP" (LISt Processor), sem er enn mikilvægt forritunarmál fyrir gervigreind í BNA. Forritunarmálið "PROLOG" (Programmation en Logique) var þróað af Alain Colmerauer í Frakklandi árið 1973, en það var síðar þróað lengra af Robert Kowalski.
Árið 1970 stungu Marvin Minsky og Seymour Papert að gervigreindarrannsóknir ættu að einbeita sér að forritum sem sýna greind í einfölduðum umhverfum, svokölluðum örheimum. Þetta svipar til að eðlisfræðingar sleppa oft að taka inn í reikninga áhrif núnings eða loftmótstöðu einfaldlega til að einfalda útreikninga og gera hluti auðskildari. "SHRDLU" var eitt fyrsta forritið til að nýta sér örheima leiðina, skrifað af Terry Winograd. "SHRDLU" stjórnaði vélarmi sem vann á flötu yfirborði þöktu kubbum. Bæði armurinn og kubbarnir voru tölvulíking. "SHRDLU" tók við skipunum skrifuðum á eðlilegri ensku eins og til dæmis "Will you please stack up both of the red blocks and either a green cube or a pyramid". Forritið gat einnig svarað spurningum um sínar eigin gjörðir. Þrátt fyrir að "SHRDLU" væri upphaflega hampað sem mikilli uppgötvun tilkynnti höfundir þess að það væri blindgata. Aðferðirnar sem notaðar voru í því hentuðu ekki í flóknarið aðstæður. Enn fremur var sýnilegur skilningur "SHRDLU" á umheiminum tálsýn, forritið hafði ekki hugmynd um hvað grænn kubbur væri.
Annað afsprengi örheimsaðferðarinnar var "Shakey", færanlegt vélmenni þróað af Bertram Raphael, Nils Nilson og öðrum áriðn 1968-72. Vélmennið gat, í einföldu herbergi, tekið við skipunum eins og SNÚA, ÝTA, KLIFRA SKÁFLÖT. Helsti gallin var hversu hægt "Shakey" vann. Aðgerðir sem tækju mann mínútur tóku "Shakey" daga að ljúka.
Næst í umfjölluninni eru svokölluð "Expert systems" eða sérþekkingarkerfi.
Sérþekkingarkerfi
Sérþekkingarkerfin notfæra sér örheim, t.d. líkan af skipi og farmi þess, það er einangrað og tiltölulega einfalt. Fyrir slík kerfi er allt gert til að koma inn öllum upplýsingum um eitthvert þröngt svið sem sérfræðingur(eða hópur sérfræðinga) myndu vita, það veldur því að gott sérfræðikerfi getur oft unnið betur en einn sérfræðingur. Til eru mörg dæmi um sérfræðikerfi notuð í dag, t.d. við efnagreiningu, bílahönnun eða ljósmyndalinsuhönnun.
Grunnur allra sérfræðikerfa er þekkingagrunnur ("Knowledge base") og ályktunarvél (inference engine). Gögnin í þekkingagrunninn eru fengin úr viðtöum við sérfræðinga og sá sem tekur viðtalið, þekkingaverkfræðingurinn, flokkar gögnin fengin úr þessum viðtölum í flokka reglna, algengast á forminu "ef-þá". Hlutverk ályktunarvélarinnar gerir sérfræðikerfinu kleyft að draga ályktanir frá gögnum í þekkingagrunninum. Sem dæmi má nefna að ef í þekkingagrunninum stendur "ef x gildir, þá gildir y" og " ef y gildir, þá gildir z" þá getur ályktunarvélin sagt "ef x gildir, þá gildir z".
Sum sérfræðikerfi beita loðinni rökfræði (fuzzy logic) sem virkar þannig aði í stað aðeins tveggja sannleika eins og í hefðbundinni rökfræði (satt, ekki satt; 1, 0) þá eru fleiri sannleikar. Þ.e. tölvan getur séð um hluti sem eru óljósar og ekki eins stífir og venjulega.
Sem dæmi um sérfræðikerfi má nefna:
DENDRAL Árið 1965 hófu gervigreindarrannsakandinn Edward Feigenbaum og erfðafræðingurinn Joshua lederber, að vinna að "Heuristic DENDRAL", efnagreiningar sérfræðikerfi. DENDRAL reyndi út frá litrófsgreiningu efnis að álykta efnafræðilega uppbyggingu efnisins og tókst það svo vel að DENDRAL náði sama arangri og efnafræðingur.
MYCIN Vinna við MYCIN, sérfræðikerfi til að meðhöndla blóðsýkingu hófst arið 1972. MYCIN reyndi að greina sjúklinga byggt á skráðum einkennum og niðurstöðum prófa. Forritið gat beiðið um nánari upplýsingar um sjúkling og beðið um frekari rannsóknir á blóðsýnum til að komast að líklegri sjúkdómsgreiningu. Ef beðið var um það, þá gat MYCIN útskýrt rökleiðslu sýna sem leiddi að tiltekinni sjúkdómsgreiningu. MYCIN byggði á í kringum 500 reglum og náði svipuðum árangri og mennskur sérfræðingur um blóðsýkingar og oftast betur en almennur læknir. Samt sem áður hafa sérfræðikerfi ekki neina sjálfsagða skynsemi eða skilning á takmörkum vitneskju þeirra. Til dæmis ef MYCIN var sagt að sjúklingur sem hefði verið skontinn væri að blæða út þá reyndi forritið að greina bakteríusýkinguna sem olli einkennum sjúklingsins.
CYC verkefnið CYC er stærsta tilraun í niðurværri gervigreind til dagsins í dag. Verkefnið hófst árið 1984 og meginmarkmið CYC var að byggja þekkingagrunn sem innheldur sem mest sjálfsagðrar vitneskju og menn. Áætlað var að um 100 milljón sjálfsagðar ályktanir, þyrftu að vera skrifaðar í CYC. Með aðeins brot af reglunum komnar í þekkingagrunnin, gat CYC dregið ályktanir sem voru betri en á fyrri kerfum. T.d. gat CYC fengið út staðhæfinguna "Jón er blautur" úr setningunni "Jón er að klára maraþonhlaup". CYC nýtti sér þá reglur um að maraþonhlaup krefst mikilliar áreynslu og fólk svitnar við áreynslu og að þegar eitthvað svitnar, blotnar það. Eftirstandandi vandkvæði CYC tengjast leit að lausnum vandamála, eins og t.d. hvernig eigi að leita í þekkingagrunninum sjálfkrafa að upplýsingum sem tengjast gefnu vandamáli.
>> ófullkomið - tekið af http://www.nonsenz.net/ai (Með leyfi höfundar að sjálfsögðu).
