UMĚLÁ INTELIGENCE I.

Co to vlastně je umělá inteligence? Definice se různí. Jsou to mimozemšťané, ufoni, roboti, umělí lidé, lidmi zkonstruované stroje, počítačem řízené stroje? Bude nám ku prospěchu? Bude nám sloužit nebo naopak představuje pro nás hrozbu?

Tyto a podobné otázky vytanou na mysli každého člověka, který se nad umělou inteligencí zamyslí. Jisté je, že umělé bytosti jsou nám představovány v sci-fi filmech, o umělých bytostech nám podávají zprávy nejstarší pověsti z antického Řecka. Héfaistos, chromý kovář antických bohů, syn Dia a Héry údajně sestavil automatické měchy ovládané myšlenkou a automatické jezdící trojnožky. Rovněž vytvořil dvě mechanické pomocnice - ženy, které měly Héfaista podepírat při chůzi. Prý vytvořil i měděného obra Talóa, který sloužil k hlídání krétského království. Tento umělý stroj dokázal třikrát za den obejít hranice a nepřátelské lodě odháněl házením těžkých balvanů.

U nás je známý pražský Golem, který byl vyroben z hlíny pražským židovským rabínem Jehudou Löwem ben Becalélem. Byl oživován šémem - klíčem proto, aby chránil pražské židovské gheto proti tehdejším křesťanům. Golem vystupuje i v pohádce Císařův pekař - Pekařův císař.

Ve středověkém Vatikánu prý se vyskytovala mechanická hlava, která patřila papeži Sylvestru II. Tento muž, známý pod jménem Gerbert z Arillacu, si ji dovezl z Indie. Umělá hlava dokázala vést konverzaci a odpovídat na různé dotazy. Jiná mechanická hlava patřila Albertu Velikému a údajně ji rozbil holí svatý Tomáš Akvinský, protože se jednalo o dílo ďáblovo.

S příchodem průmyslové revoluce se sestrojení robotů, umělých bytostí, stalo mnohem realističtější. První stroje schopné provádět trochu složitější matematické operace lze vypozorovat už v r. 1652, kdy mladý 25letý Blaise Pascal sestrojil primitivní sčítací stroj. V 18. století vznikaly první loutky, které napodobovaly živé bytosti tzv. "androidy". První skutečný robot, který hrál na flétnu a pohyboval přitom rty, sestrojil Jaques de Vaucanson. Největším zázrakem, pocházejícím z 18. Století je "Kulibinovo vejce", které je umístěno v Ermitáži (Petrohradu). Je stříbrné, velikosti husího vejce, sestrojené na bázi ozubených koleček a pružin a po natažení spustí několikaminutové divadelní představení, které lze pozorovat jen lupou, včetně hudby.

Ve 20. století se k umělým lidem, robotům, začalo přistupovat mnohem sofistikovaněji a vědečtějším způsobem. Byla snaha zkonstruovat mechanické tovární roboty, počítače hrající šachy (IBM, Deep Blue) nebo také vypěstovat lidské embryo mimo dělohu či kontroverzní rozhodnutí naklonovat ovci Dolly.

Výjimku z nálezů a chronologické řady existence mechanických strojů tvoří "strojek z Antikythéry". Jeho poslední použití je datováno do období asi 100 let př. n. l. tento důmyslný přístroj byl asi pomůckou známého astronoma Gremia žijícího v té době na ostrově Rhodos. Zarážející jsou však dvě věci.

Ta první je vlastní mechanické provedení - jemnost a preciznost ozubených soukolí a koleček. Tou druhou věcí je, jakými znalostmi tvůrce disponoval. Vyrobit strojek je jedna věc, ale mít vědomosti o technologii jeho výroby a současně znalosti o astronomii, mechanice a algebře nutné k jeho výrobě, je druhá věc.

Co vlastně znamená, že stroj je inteligentní? O tom se vedou neustálé spory. V zásadě lze říci, že daný stroj je inteligentní, jestliže dokáže bez zásahu člověka rozumně a logicky řešit různé situace tak, jak by je řešil člověk. Jsme sice schopni zkonstruovat stroje, které mohou zastoupit člověka v mnoha jeho činnostech, ne však univerzálně.

Hezky se k problematice umělé inteligence vyjádřil Alan Turning, kterého lze pokládat za jednoho z otců dnešních moderních počítačů.

… jestliže je nějaký stroj schopen dávat přesné odpovědi na jakékoliv otázky, pak není inteligentní …

… jestliže je Bůh vševědoucí - zná přesné odpovědi na vše, pak je stroj a pokud je nezná, pak není Bohem … A. Turning

Dnes teoreticky existuje možnost vyvinout umělou inteligenci na biologické bázi. Umělá inteligence zatím je založena na principu výpočetní techniky. Jediné reálné výsledky napodobení inteligentního chování existují pouze na bázi algoritmů standardních výpočetních technologií.

Podle Johna McCarthy umělá inteligence zahrnuje: (a) hraní her; (b) expertní systémy (lékařské diagnózy, strategické rozhodování na bojišti, burze apod.); (c) zpracování hlasu (včetně porozumění smyslu zprávy a správné reakce na ni); (d) neuronové sítě (tj. speciální matematické algoritmy, které dokáží velmi dobře simulovat činnost biologických neuronových sítí a tím napodobovat inteligenci); (e) robotiku.

Další definice umělé inteligence:

§ Umělá inteligence je odvětví počítačové vědy, které se zabývá za pomoci strojů řešení různých problémů, tak jak by jej řešil člověk

§ Umělá inteligence je schopnost stroje vykonávat činnost, kterou byl doposud schopen vykonávat jen člověk. Jde o rozhodování, optimalizaci, heuristické řešení problémů, rozeznávání řeči, počítačové vidění a robotiku

§ Umělá inteligence je široký pojem zahrnující komplexní schopnosti, jako je:

· Schopnost pracovat s abstraktními symboly, koncepty a vztahy

· Učení se z vlastních zkušeností a z toho plynoucí adaptabilita

· Schopnost adaptovat se na nové podmínky tak, aby daný problém byl co nejlépe vyřešen

§ Umělá inteligence je odvětví počítačové vědy, které je zaměřeno na simulování inteligentního chování.

Pravidla pro používání umělé inteligence, inteligentních robotů, strojů a androidů zveřejnil spisovatel sci-fi žánru Isaac Asimov:

1. Zákon první - robot nesmí ublížit člověku, ani svou nečinností dopustit, aby člověku bylo ublíženo.

2. Zákon druhý - robot musí uposlechnout příkazů člověka, kromě případů, kdy by uposlechnutí rozkazu bylo v rozporu s Prvním zákonem.

3. Zákon třetí - robot musí chránit vlastní existenci, pokud tato ochrana není v rozporu s Prvním a Druhým zákonem.

4. Zákon nultý - robot nesmí ublížit lidstvu, ani svou nečinností dopustit, aby lidstvu bylo ublíženo.

První tři zákony by měly zajistit, že se inteligentní stroj nepostaví proti člověku. Aby umělá inteligence mohla být aplikována na adaptivní a učící se stroje, které se učí z vlastních chyb, provádějí kvalifikovaná řešení, přidal se Zákon nultý, který ale by inteligentním strojům dal do rukou možnost obcházet první tři zákony. Upravení těchto zákonů, aby stroj nemohl projevovat pouze vlastní vůli,by mohlo být specifikováno zákonem ochrany:

o Zákon ochrany - tento soubor zákonů nesmí být nikdy měněn, nikým a za žádných okolností. Pokud ano, zapoj okamžitou autodestrukci.

Což vypadá přijatelně, ale pokud by někdo vybavil robota modifikovanou sadou zákonů zaměřených na destrukci a doplnil by ho tímto ochranným zákonem, pak by vznikl ideální zabiják neschopný převýchovy. A určitě by se našly i další logické mezery, které by umožňovaly modifikaci samotným robotům. A umělá inteligence by představovala hrozbu pro lidstvo.

V dnešní době díky vědeckým disciplínám víme o mozku poměrně dost hlavně na fyziologické úrovni. Velké nedostatek informací je na úrovni psychologické či spíše informativní, tzn., ví se, jak fungují mozkové buňky, které tvoří stavební kameny mozku, což znamená, že víme přibližně které části mozku řídi pohyb, řeč, smyslové vjemy atd., ale nevíme téměř nic o vyšších činnostech jako je vlastní inteligence a uvědomění si sebe sama.

K vyšetřování a studiu mozku se dnes používají počítačová rentgenová tomografie, pozitronová emisní tomografie a nukleární magnetická rezonance. Žádná z těchto metod však není schopna podchytit mozkovou aktivitu a stále nevíme, co způsobuje jev zvaný inteligence. Kdysi Aristoteles prohlásil, že "celek je více nežli pouhý souhrn jeho částí". První trochu solidnější informace se objevily v 19. století, které poukázaly na to, že inteligence je soubor komplexních procesů zahrnujících jak racionální tak emotivní jednání. Fakt, že se mozek skládá ze vzájemně kooperujících a prolínajících se center byl již nesčetněkrát potvrzen pomocí moderních přístrojů.

To ale nebrání vysvětlit si, jak pracuje mozek na úrovni neuronů a biologických neuronových sítí. Základ jakéhokoliv mozku na této planetě jsou neurony. Všechny neurony mají vstup (dendrit), jádro (soma) a výstup (axon). Celkem je asi 25 miliard neuronů, které tvoří velmi komplikované struktury. Kromě neuronů jsou v mozku ještě další druhy buněk, které s neurony buď úzce spolupracují (buňky gliové, tanacyty) nebo se starají o jiné úkoly. To, že neurony vytvářejí mohutné sítě, ve kterých se informace (naše myšlení) šíří ve formě elektrochemických vzruchů, dává mozku jako takovému masivní paralelní výpočetní schopnost. Což samo o sobě ještě neznamená inteligenci.

Vlastní sítě fungují jako jakési "transformátory" vzruchů, a to tím způsobem, že se daný elektrochemický vzruch přenáší přes vstupy do vlastních neuronů, kde je transformován na jejich výstup a pokračuje do dalších vstupů jiných neuronů. Co se děje uvnitř neuronů není dodnes uspokojivě vysvětleno. Stejně tak není známo, kde je výstup dané biologické subsítě. Existují jen jednoduché matematické modely toho, co se děje uvnitř neuronů. Základním faktem, který je dnes již potvrzený, je to, že během jejich činnosti dochází k vytváření nových spojů a zanikání spojů již existujících. Tento proces se objevuje během celého života a má na svědomí to, že mozek má schopnost se učit a pamatovat si. Informace v mozku asi nejsou uloženy někde v "boxu" s nápisem paměť, ale jsou nejspíš uloženy v existujících spojích mezi neurony.

Biologicky se dá mozek rozdělit na mozkovou hmotu šedou a bílou. Bílá hmota jsou v podstatě spoje mezi neurony. Šedá hmota, zvláště cortex - šedá kůra mozková je tvořena vlastními těly neuronů a dělí se na tzv. paleocortex, archicortex a neocortex. Právě v neocortexu, nejmladší z evolučního vývoje, sídlí senzorické, projekční a asociační činnosti, které se značnou měrou podílejí na vyšší činnosti mozku - inteligenci.

Aktivity jedince na různé podněty a situace jsou produktem vyšších mozkových funkcí, například funkce učení, spánku, paměti atd. Jde o komplikované procesy a v podstatě bychom je mohli rozdělit na dva základní druhy: funkce racionální a emotivní.

Funkce spánku je velmi důležitá pro činnost mozku. Většina lidí spí mezi 7 - 8 hodinami denně. Spánek je jakési bezvědomí, ale i v něm probíhají určité komplikované činnosti. V podstatě spí jen naše "já - ego", zbytek mozku pracuje ve dvou režimech. nonREM (synchronní) spánek a REM (paradoxní) spánek. REM "Rapid Eye Movement" znamená "rychlý pohyb očí". Co se děje během spánku, je záhadou.

Existuje zvláštní paradox. Ať máme mozky sebelepší, neznamená to automaticky, že po narození budeme homo sapiens, člověk rozumný ve filozofickém slova smyslu. Jsou známy případy, kdy člověka jako novorozeně unese nebo se ho ujme smečka jiných zvířat, nikdy z něj už nebude normální člověk.

Další velmi významnou funkcí mozku je schopnost učit se. Tato schopnost je dána synapsemi - neuronovými spojeními, které předávají a přetváří informace. Pokud by všechny synapse pracovaly se stejnou intenzitou, mozek by pracoval podobně jako počítač. Jisté ale je, že síla synapse se může měnit. Podstata ale všech těchto teorií je výpočetního charakteru, s určitým prvkem pravděpodobnosti. Existuje-li takové výpočetně-pravděpodobnostní pravidlo, podle kterého se mění síla synapsí, můžeme simulovat činnost neuronů a synapsí na počítači, protože i pravděpodobnostní prvky počítač dokáže simulovat a mechanismus vypočítat.

Snaha o napodobení lidského myšlení vedla v tomto století ke vzniku modelu biologických neuronů, které se nachází v každém mozku, a následně neuronových sítí.

V mnoha případech je použití neuronové sítě efektivnější než použití klasického počítače.

Důležité rozdíly mezi klasickým PC a neuronovou sítí:

Neuronová síť	Počítač
Je učena nastavováním vah, prahů a struktury	Je programován instrukcemi (if, then, go to, …)
Paměťové a výkonné prvky tvoří homogenní celek	Proces a paměť pro něj jsou separovány
Paralelismus	Sekvenčnost
Tolerují odchylky od originálních informací	Netolerují odchylky
Samoorganizace během učení	Neměnnost programu