Кіріспе
Жасанды интеллект зерттеулерінің түрлері
Жасанды интеллект тарихында «таза» және «қисық» тәсілдері – жасанды интеллект (ЖИ) зерттеулеріне екі қарама-қарсы көзқарас. Бұл ерекшелік 1970-ші жылдары айқындалды және 1980-ші жылдардың ортасына дейін талқылау нысаны болды. «Тазалар» логика, математикалық оптимизация немесе нейрондық желілер сияқты бір ғана формальды парадигмаға негізделген алгоритмдерді пайдаланады. «Тазалар» өз бағдарламаларының дұрыстығын теоремалар мен математикалық дәлдік арқылы тексеріп көрсетеді. «Таза» зерттеушілер мен сарапшылар осы бір формальды парадигманы кеңейтіп, дамыту арқылы жалпы интеллект пен суперинтеллектке қол жеткізуге болатынына үміттенеді. «Кисықтар» интеллектуалды мінез-құлыққа жету үшін сан алуан алгоритмдер мен әдістерді қолданады. «Кисықтар» бағдарламаларын тексеру үшін кезеңдік сынақтарға сенеді, ал «кисық» бағдарламалауға көп мөлшерде қолмен кодтау немесе білімдік инженерия қажет. «Кисықтар» жалпы интеллектке тек өзара байланыссыз көптеген мәселелерді шешу арқылы қол жеткізілуі мүмкін екенін, және бағдарламаларға жалпы интеллектті автономды түрде дамытуға мүмкіндік беретін «күміс оқ» жоқ екенін дәлелдейді. Джон Брокман «таза» тәсілді физикамен, ал «кисық» тәсілді биологиямен салыстырады, себебі биологияда көп жұмыс әртүрлі құбылыстарды зерттеу мен жіктеуге қатысты. Қазіргі заманғы ЖИ-дың элементтері екі тәсілдің де сипаттарын қамтиды. 1990-шы жылдары ЖИ зерттеулері «тазалар» сияқты бағдарламаларына математикалық дәлдікті қолданды. Олар сондай-ақ жалпы интеллект пен суперинтеллекттің пайда болуына себеп болатын бір парадигма («бас алгоритм») бар деген үмітті білдірді. Бірақ қазіргі заманғы ЖИ «кисықтарға» да ұқсас: қазіргі заманғы машиналық оқыту қолданбаларына көп мөлшерде қолмен түзетулер мен кезеңдік сынақтар қажет; жалпы алгоритм математикалық тұрғыдан дәл болса да, нақты қолданбаның нақты мақсаттарын орындау қиын. Сонымен қатар, 2000-ші жылдардың басында бағдарламалық жасақтаманы дамыту саласы экстремалды бағдарламалауды қабылдады, ол – «кисық» әдістемесінің қазіргі заманғы нұсқасы, яғни нәрселерді сынап көру және оларды тексеру, сәнді немесе жалпылама шешімдерді іздеуге уақытты ысырап етпеу.
In the history of artificial intelligence, neat and scruffy are two contrasting approaches to artificial intelligence (AI) research. The distinction was made in the 1970s and was a subject of discussion until the mid 1980s. "Neats" use algorithms based on a single formal paradigms, such as logic, mathematical optimization or neural networks. Neats verify their programs are correct with theorems and mathematical rigor. Neat researchers and analysts tend to express the hope that this single formal paradigm can be extended and improved to achieve general intelligence and superintelligence. "Scruffies" use any number of different algorithms and methods to achieve intelligent behavior. Scruffies rely on incremental testing to verify their programs and scruffy programming requires large amounts of hand coding or knowledge engineering. Scruffies have argued that general intelligence can only be implemented by solving a large number of essentially unrelated problems, and that there is no silver bullet that will allow programs to develop general intelligence autonomously. John Brockman compares the neat approach to physics, in that it uses simple mathematical models as its foundation. The scruffy approach is more like biology, where much of the work involves studying and categorizing diverse phenomena. Modern AI has elements of both scruffy and neat approaches. In the 1990s AI research applied mathematical rigor to their programs, as the neats did. They also express the hope that there is a single paradigm (a "master algorithm") that will cause general intelligence and superintelligence to emerge. But modern AI also resembles the scruffies: modern machine learning applications require a great deal of hand tuning and incremental testing; while the general algorithm is mathematically rigorous, accomplishing the specific goals of a particular application is not. Also, in the early 2000s, the field of software development embraced extreme programming, which is a modern version of the scruffy methodology try things and test them, without wasting time looking for more elegant or general solutions.
1970-ші жылдары пайда болған
Әдептілік пен әдепсіздік арасындағы ерекшелік 1970-жылдардың ортасында Роджер Шенк енгізді. Шенк бұл терминдерді өзінің табиғи тілді өңдеу жөніндегі жұмысының (үлкен, аморфты семантикалық желілер түріндегі жалпы білімді бейнелейтін) Джон Маккарти, Аллен Ньюэлл, Герберт А. Саймон, Роберт Ковальски және басқалардың жұмысынан өзгешелігін сипаттау үшін пайдаланды. Шенк өзін ИИ-дегі әдепсіз адам деп сипаттады. Ол бұл ерекшелікті лингвистикада айқындап, Чомскийдің тілге қатысты көзқарасына қарсы күшті пікір білдірді. Бұл ерекшелік географиялық және мәдени тұрғыдан да көрінетін: 1970 жылдары Марвин Мински басқаратын МТИ-дегі ИИ зерттеулері "әдепсіздік" атрибуттарының мысалы болды. Зертхананың "еркін жүріп" жұмыс істегені мәлім болды және зерттеушілер ИИ бағдарламаларын жасау үшін көп уақыт бойы бағдарламаларды қажетті мінез-құлықты көрсеткенше жақсартумен айналысатын. MIT-те жасалған маңызды және ықпалды "әдепсіз" бағдарламаларға Джозеф Вайзенбаумның ағылшын тілін білмей-ақ сөйлегендей сезім тудыратын ELIZA және Терри Виноградтың SHRDLU кірді, ол блоктар мен робот қолдан тұратын қарапайым әлемде сұрақтарға жауап бере және әрекеттерді орындай алатын. SHRDLU сәтті болғанымен, оны пайдалы табиғи тілді өңдеу жүйесіне дейін кеңейту мүмкін болмады, себебі оның құрылымдық дизайны болмады. Бағдарламаның үлкен нұсқасын сақтау мүмкін емес болып шықты, яғни оны кеңейту үшін тым әдепсіз болды. Басқа ИИ зертханалары (олардың ішіндегі ең ірілері Стэнфорд, Карнеги-Меллон университеті және Эдинбург университеті) ИИ үшін негіз ретінде логика мен формальды проблемаларды шешуге баса назар аударды. Бұл институттар Джон Маккарти, Герберт Саймон, Аллен Ньюэлл, Дональд Мичи, Роберт Ковальски және басқа да "әдептілердің" жұмысын қолдады. МТИ-нің басқа зертханалардан өзгеше тәсілі "процедуралық/декларативтік ерекшелік" ретінде сипатталды. SHRDLU сияқты бағдарламалар әрекеттерді орындайтын агенттер ретінде жасалған. Олар "процедураларды" іске қосты. Ал басқа бағдарламалар әлем туралы формальды мәлімдемелермен (немесе "декларациялармен") жұмыс істейтін және осы манипуляцияларды әрекеттерге айналдыратын қорытынды шығару машиналарын (inference engines) ретінде жасалған. 1983 жылы Жасанды Интеллектті Дамыту Қауымдастығының алдында сөйлеген Нильс Нильссон бұл мәселені талқылап, "саланың екеуіне де мұқтаж екенін" айтты. Ол: "Біздің бағдарламаларымызға қажетті білімінің көп бөлігі декларативті түрде, логикаға ұқсас формализмде көрсетілуі керек. Ad hoc құрылымдардың да орны бар, бірақ олардың көпшілігі доменнің өзінен туындайды" деп жазды. SRI International компаниясының Алекс П. Пендланд және Мартин Фишлер болашақтағы ИИ зерттеулерінде дедукция мен логикаға ұқсас формализмдердің рөлі туралы келісті, бірақ Нильссон сипаттағандай дәрежеде емес.
1980 жылдардағы арам жобалар
Родни Брукс 1980 жылдардың ортасында робототехникаға "шалаңдық" тәсілін қолданды. Ол роботтарды "Жылдам, Арзан және Бақылаудан тыс" жасауды жақтады, бұл 1989 жылы Анита Флиннмен бірге жазған мақаласының атауы болды. Шейки немесе Стэнфорд арбасы сияқты бұрынғы роботтардан өзгеше, олар математикалық машиналық оқыту әдістерінен алынған алгоритмдермен көру ақпаратын талдау арқылы әлем туралы түсінік қалыптастырмады және олар өз әрекеттерін 'Жоспарлаушы' тілі сияқты логикалық формализацияларға сүйене отырып жоспарламады. Олар жай ғана сенсорларына тіршілік етуге және қозғалуға көмектесетіндей реакция жасады. Дуглас Ленаттың Cyc жобасы 1984 жылы басталды – адам білімінің барлығын машина оқи алатын форматта сақтауға бағытталған ең алғашқы және ең амбициозды жобалардың бірі, ол "әдейі шалаңдық жоба" болып табылады. Cyc деректер базасында әлемнің барлық күрделіліктері туралы миллиондаған фактілер бар, олардың әрқайсысы білім инженерлерімен біртіндеп енгізілуі керек. Осы жазбалардың әрқайсысы жүйенің интеллектына жеке қосымша болып табылады. Қоғамдық білім мәселесіне "нақты" шешім болуы мүмкін (мысалы, интернеттегі мәтінді зерттей алатын табиғи тілді өңдеуге ие машиналық оқыту алгоритмдері), бірақ әзірге мұндай жоба сәтті аяқталған жоқ.
Ақыл қоғамы
1986 жылы Марвин Мински «Ақыл-ой қоғамы» атты еңбегін жариялады, онда интеллект пен сананы танымның әртүрлі аспектілерін басқаратын модульдер немесе агенттердің өзара әрекеттесетін қауымдастығы ретінде қарастырды. Кейбір модульдер өте нақты міндеттерге маманданған (мысалы, көру қабығындағы контурларды анықтау), ал басқа модульдер байланыс пен басымдықтарды басқаруға маманданған (мысалы, маңдай сүйек бөлігіндегі жоспарлау және назар аудару). Мински бұл парадигманы биологиялық адам ақыл-ойының моделі және жасанды интеллект саласындағы болашақ жұмыстардың жоспары ретінде ұсынды. Бұл парадигма қасаңдыққа бой алмайды, себебі ол интеллектуалды мінез-құлыққа қатысты барлық міндеттерге қолданылатын жалғыз алгоритмнің болуын күтпейді. Мински былай деп жазды: 1991 жылға дейін Мински «таза» және «қате» тәсілдердің салыстырмалы артықшылықтарын бағалайтын мақалаларын жариялауын жалғастырды, мысалы, «Логикалық пен аналогтық немесе символдық пен байланыстық немесе таза пен қате».
As of 1991, Minsky was still publishing papers evaluating the relative advantages of the neat versus scruffy approaches, e. g. “Logical Versus Analogical or Symbolic Versus Connectionist or Neat Versus
Scruffy”.
Қазіргі заманғы ЖА таза да , сымбатты да
AI-ға жаңа статистикалық және математикалық тәсілдер 1990 жылдары математикалық оңтайландыру және нейрондық желілер сияқты жоғары дамыған формализмдерді пайдалана отырып жасалды. Памела Маккордук: "Мен жазған кезде, AI-да 'нақты' бағыттың үстемдігі бар, яғни машиналық интеллект, кем дегенде, логикалық, тіпті математикалық тұрғыдан жақсырақ көрінеді деп санайтын адамдар көп" деп жазды. Питер Норвиг пен Стюарт Рассел 2003 жылы AI-дағы формалды әдістерге қарай бұл жалпы үрдісті "нақтылардың жеңісі" деп сипаттады. Алайда, 2021 жылы Рассел мен Норвиг өз пікірлерін өзгертті. Тераң оқыту желілері және жалпы машиналық оқытуға кең ауқымды жақсартулар қажет, олар қажетті нәтижелерді көрсеткенше қайта-қайта сыналып тексерілуі тиіс. Бұл - ұқыпсыз әдіс.