technologia | programowanie

Sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe i uczenie głębokie dla laików!

O czym myślisz słysząc o sztucznej inteligencji? Sądzisz, że to gadanie szaleńców bądź odległa przyszłość? Gdy kolejna firma wypuszcza sprzęt elektroniczny ze sztuczną inteligencją dziwisz się, bo SI znasz tylko z filmów science-fiction? Wbrew temu, że społeczeństwo kojarzy sztuczną inteligencję z buntem maszyn, ona jest wokół nas i wpływa na wiele aspektów naszego życia. O tym co to jest sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe i głębokie uczenie miałam przyjemność opowiedzieć w trakcie wydarzenia dla programistów – Hacktoberfest w Poznaniu. Jeśli chcesz zrozumieć podstawy sztucznej inteligencji i poznać jej definicję – czytaj dalej!

Pojęcie sztucznej inteligencji ma więcej lat niż ja i prawdopodobnie więcej niż Ty (tak mogę sądzić patrząc na statystyczny wiek odbiorców mojego bloga). Pierwszy raz pojęcia sztucznej inteligencji użyto na konferencji New Hampshire w 1956 roku. Definicja sztucznej inteligencji brzmiała: system, który świadomie postrzega otoczenie i reaguje na nie tak, aby zmaksymalizować swoje szanse powodzenia. Stwierdzenie to zdefiniowało co to jest sztuczna inteligencja i wyznaczyło kierunek rozwoju SI na lata.

machine learning - definicja sztucznej inteligencji

Co to jest sztuczna inteligencja?

Wiesz jak działa program komputerowy? W jego najbardziej podstawowej wersji składa się z pętli i instrukcji warunkowych. Nas interesują te warunki. Programiści mówią o nich “ify” (dlatego, bo w większości języków używa się słowa “if” by taki warunek zapisać). Taki “if” określa nam, że jeśli nastąpi pewna określona sytuacja, program komputerowy ma się zachować w pewien sposób, jeśli inna sytuacja – w inny. Tak samo człowiek podejmuje decyzje. Na przykład przechodząc przez światła uliczne, jeśli widzi światło czerwone – stoi, a jeśli zielone – idzie. Podobnie działa komputer!

Bardziej zaawansowane programy komputerowe stosują wiele instrukcji warunkowych. Taki bardzo złożony program, grający na przykład w szachy i decydujący o wykonaniu ruchu na podstawie różnych warunków, już można nazwać swego rodzaju sztuczną inteligencją. Jest to mało ekscytujące w porównaniu z piekielnie mądrymi maszynami, o których rozpisują się twórcy science-fiction, prawda?

Początki sztucznej inteligencji

Druga połowa XX wieku obfitowała w pierwsze wynalazki związane ze sztuczną inteligencją. W 1966 roku stworzono Elizę – pierwszego chatbota potrafiącego oszukać użytkowników, że jest człowiekiem. W 1971 roku wynaleziono pierwszy autonomiczny pojazd. W międzyczasie powstawa też pierwszy algorytm diagnostyczne mający pomagać lekarzom.

Niestety, opisane podejście do sztucznej inteligencji ma jedną zasadniczą wadę: im więcej warunków logicznych, tym większej mocy obliczeniowej wymaga program. Mówiąc prościej: komputery w tamtych czasach po prostu nie dawały rady!

co to jest machine learning i deep learning

Pierwszy znaczący przełom nastąpił w 1997 roku, gdy algorytm Deep Blue pokonał wielokrotnego mistrza świata w szachach – Kasparova. Gry – szachy, warcaby i inne do tej pory są jedną z popularniejszych technik testowania jakości algorytmów sztucznej inteligencji, ponieważ w jednoznaczny sposób pozwalają określić czy maszyna jest lepsza od człowieka.

Co to jest uczenie maszynowe?

Wszystko się zmieniło, gdy rozpoczęły się badania nad uczeniem maszynowym. Uczenie maszynowe to podkategoria sztucznej inteligencji. Pierwsze badania związane z uczeniem maszynowym datuje się na lata 80. Trzeba jednak zaznaczyć, że wiele stosowanych technik się ze sobą przeplatało, a o prawdziwym boomie na rozwój uczenia maszynowego mówi się raczej w kontekście początku XXI wieku, gdy znacząco zwiększyła się moc obliczeniowa komputerów. Ale czym to uczenie maszynowe właściwie jest?

co to jest sztuczna inteligencja dla laików

Uczenie maszynowe to technika, w której algorytmy uczą się w oparciu o dane sygnały wejściowe, a następnie podejmują decyzję. Oznacza to, że taki program nie otrzymuje konkretnego zapisu “zrób to, jeśli to”, a zamiast tego ma pakiet danych, na podstawie którego sam potrafi podjąć decyzję. W kontekście nauki gry w szachy, algorytm zamiast szeregu instrukcji warunkowych, otrzymuje ogromną bazę wiedzy: rozgrywek szachowych. Co bardzo ważne programy uczenia maszynowego potrafią same się uczyć. Z drugiej jednak strony jeśli zostanie im źle dobrana baza wejściowa, będą powielać błąd, a nawet go eskalować.

Przykładem nieudanego eksperymentu z uczeniem maszynowym jest chatbot Tay stworzony przez firmę Microsoft na Twitterze. Chatbot miał imitować “zwykłą, amerykańską nastolatkę”. Gdy ludzie odkryli kryjący się za nim mechanizm uczenia maszynowego, błyskawicznie zaczęli nienawistnie komentować jego wypowiedzi. W ludziach obudzili się trolle. Tym sposobem w dziewiętnaście godzin nauczyli Tay mówić źle o Żydach, chwalić Hitlera i tak dalej.

Microsoft oczywiście wyłączył chatbota i przeprosił za zaistniałą sytuację, a cały przykład pokazał jak ważne w przypadku uczenia maszynowego jest uczenie z nauczycielem. Uczenie z nauczycielem oznacza po prostu, że program nie tylko otrzymuje bazę danych, ale też te dane są odpowiednio dobrane. Nauczyciel kontroluje wyniki i zmieniając dane wejściowe może korygować błędy oprogramowania.

uczenie maszynowe dla laików i sztuczna inteligencja

Pokazem sił dla programu uczenia maszynowego był moment, gdy maszyna wygrała w grę GO – najtrudniejszą grę logiczną świata. W 2016 roku algorytm AlphaGO pokonał arcymistrza Lee Sedol, przekraczając barierę, do której żadna sztuczna inteligencja do tej pory nawet się nie zbliżyła. Co ważne AlphaGO uczył się aż dwa lata, rozgrywając tysiące partii z prawdziwymi graczami…

I w tym miejscu pojawia się miejsce dla moim zdaniem największego przełomu w dziedzinie sztucznej inteligencji, a konkretnie kolejnej jej odmiany: głębokiego uczenia.

Co to jest głębokie uczenie?

Głębokie uczenie to kolejne podejście do uczenia maszyn. Korzystając z sieci neuronowych, czyli modelu struktury matematycznej reprezentującej ludzki mózg, algorytm jest w stanie nauczyć się danej rzeczy.

Fascynujący jest w tym problem czarnej skrzynki. Naukowcy wiedzą jakie informacje algorytm głębokiego uczenia dostaje na wejściu oraz że wyniki przez niego podane są prawidłowe. Jednocześnie nie rozumieją jak on działa, na jakiej zasadzie jego sieci neuronowe się przebudowują. Każde nowe doświadczenie powoduje reorganizację połączeń w takiej sieci – swego rodzaju mózgu głębokiego uczenia – i sprawia, że program staje się jeszcze lepszy.

sztuczna inteligencja dla laików i uczenie maszynowe

Dlatego chyba nikogo nie zdziwi fakt, że algorytm głębokiego uczenia także nauczył się grać w GO. Tym razem nie na bazie grania z innymi graczami, jak było w przypadku uczenia maszynowego, a na podstawie instrukcji i grania sam ze sobą. AlphaGO Zero, następca AlphaGO, potrzebował zaledwie 40 dni, by nauczyć się grać i pokonać swojego poprzednika. Wynik? Imponujące 100 do 0.

Jeśli szukałaś odpowiedzi na pytanie co to jest sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe i głębokie uczenie – właśnie je otrzymałaś! Jeśli łakniesz więcej wiedzy, a mam nadzieję, że skutecznie tę potrzebę rozbudziłam, zachęcam do wysłuchania mojego całego wykładu, który odbył się w trakcie hackatonu Hacktoberfest. Hackaton to wydarzenie dla programistów w trakcie którego spotykają się ludzie związani z daną technologią i wspólnie programują. Ja na Hacktoberfest zostałam zaproszona w roli prelegentki i jestem bardzo szczęśliwa, że mogłam podzielić się swoją wiedzą o sztucznej inteligencji! W trakcie wykładu nie tylko wyjaśniłam co to jest sztuczna inteligencja dla laików, ale też opowiedziałam o etyce sztucznej inteligencji, podałam kilka przykładów sztucznej inteligencji wokół nas i przedyskutowałam prognozowane kierunki rozwoju. Warto posłuchać!

Chcesz wiedzieć więcej na temat nowych technologii? Śledź dział technologiczny na mojej stronie – gwarantuje wpisy o WordPressie, programowaniu, tworzeniu gier i innych gałęziach technologicznych, które mnie interesują. A jeśli chcesz przeczytać tekst na konkretny temat – koniecznie daj znać w komentarzu, wszystkie propozycje biorę pod uwagę!

Wiedziałaś co to jest sztuczna inteligencja?

2 komentarze

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *