Системы искусственного интеллекта

Понятие и направления развития искусственного интеллекта. Имитация творческой деятельности: игры, музыкальная композиция, стихосложение. Интеллектуальные ЭВМ и системы общения. Анализ успехов систем искусственного интеллекта в области создания роботов.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 27.08.2017
Размер файла 3,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Сегодняшнее время невозможно представить без компьютера. Применение компьютерных технологий сегодня затрагивает все сферы человеческой деятельности, будь то строительство, промышленность, образование, наука, экономика и т.д.

С каждым годом компьютеры становятся более мощными и производительными, притом технологии развиваются так быстро, что аналитики давшие прогнозы на будущее компьютерной индустрии 10 лет назад, в настоящее время понимают, что здорово просчитались.

Развитие компьютерной техники это не только увлечение мощности, производительности и снижение себестоимости материалов и технологий, но и разработка и создание новых типов компьютеров, способных мыслить, подобно человеку.

Сегодня, домашний компьютер имеющий процессор с тактовой частотой 5000 MHz, не является фантастикой, хотя раньше о таком даже не думали. Если сегодня тема моей работы звучащая так Может ли компьютер мыслить имеет более философскую направленность, чем направленность математическую. То по прошествии нескольких десятков лет мыслящий компьютер никого удивить не сможет, так же как и сегодня ЭВМ с двух ядерным процессором частотой 5000 MHz. И если студент будущего будет писать подобную работу, на подобную тему, то скорее всего к тому времени будут изложены все математические и логические принципы построения искусственного разума.

Создание искусственно мыслящих машин, может помочь человечеству справиться с теми сложными задачами, с которыми не способен сегодня справиться человек… искусственный интеллект робот

С другой стороны создание искусственного разума может и навредить человечеству…

1. ОСНОВНОЕ ПОНЯТИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Искусственный интеллект (Intellectus- от латинского - познание, понимание, рассудок.)- способность мышления, рационального познания. Предметом изучения науки «искусственный интеллект» является человеческое мышление. Учёные ищут ответ на этот вопрос : как человек мыслит? Цель этих исследований - создать модель человеческого интеллекта и реализовать её на компьютере.

Искусственный интеллект - основная функция в пятидесятые годы оказались свидетелями появления на горизонте послевоенной науки сверхновой звезды-Кибернетики, её стремительного взлета и столь же быстрого распада на части, с одной из которых связано рождение искусственного интеллекта. (И.И.).

И хотя с броским именем новорожденного связывались (и продолжают связываться) самые разные надежды, достаточно скоро стало ясно, что как широко ни толкуй эту область, ядром её должен стать аппарат представления и обработки знаний. При этом наиболее честолюбивые апологеты считают, что цель искусственного интеллекта - формирование аппарата метазнаний, способного объединить философию, психологию, математику и распространить «новый порядок» симбиоза человека и компьютера на все науки, виды деятельности и даже искусство.

Таким образом оказалось, что основная задача И.И - развитие формальных средств представления и обработки знаний - весьма близка к функции самой математики.

2. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Интеллектуальные информационные системы проникают во все сферы нашей жизни, поэтому трудно провести строгую классификацию направлений, по которым ведутся активные и многочисленные исследования в области искусственного интеллекта.

Разработка интеллектуальных информационных систем или систем основанных на знаниях. Это одно из главных направлений искусственного интеллекта. Основной целью построения таких систем являются выявление, исследование и применение знаний высококвалифицированных экспертов для решения сложных задач, возникающих на практике. При построении систем, основанных на знаниях, используются знания, накопленные экспертами в виде конкретных правил решения тех или иных задач. Это направление преследует цель имитации человеческого искусства анализа неструктурированных и слабоструктурированных проблем. В данной области исследований осуществляется разработка моделей представления, извлечения структурирования знаний, а также изучаются проблемы создания без знаний, образующих ядро систем , основанных на знаниях. Частным случаем систем, основанных на знаниях, являются экспертные системы.

3. Интеллектуальные ЭВМ и системы общения

Одной из основных особенностей пятого и последующих поколении ЭВМ является ориентация на неподготовленного в области программирования пользователя. Предполагается, что непрограммирующий пользователь будет общаться с ЭВМ по ограниченном языке. Ограниченность языка состоит в том, что он используется для определённой цели - формулировки задач, которые должна решать ЭВМ. С помощью ЭВМ уже решается не только вычислительные задачи, но и задачи, связанные с проведением логических рассуждений, информационным поиском, делопроизводством с другими типами человеческой деятельности. Поэтому естественный язык, который допустим на входе интеллектуального интерфейса, не может быть слишком бедным. Его ограниченность проявляется не в объёме словаря, а скорее в организации текстов, вводимых пользователем в ЭВМ. Важно, чтобы вводимый текст был понятен для ЭВМ. Термин понимание требует уточнения, что мы его воспринимаем на уровне интуиции.

Основными показателями, характеризующими ЭВМ, в настоящее время являются

1. Быстродействие или производительность; основной единицей измерения служит МИПС (англ. аббревиатура million instructions per second) -- число миллионов операций в секунду. Первые ЭВМ имели быстродействие порядка 0,1 МИПС, современные супер-ЭВМ -- сотни МИПС, быстродействие ЭВМ пятого поколения свыше 1000 МИПС).

2. Емкость памяти; единицей измерения являются байт -- количество двоичных цифр, обрабатываемых или запоминаемых как единое целое, и его производные: кбайт -- килобайт = 1024 байт или около 1000 байт; Мбайт -- мегабайт -- 1024 кбайт или около 1 млн. байт; Гбайт -- гигабайт -- 1024 Мбайт или приблизительно 1 млрд. байт; стандартная страница машинописного текста содержит около 2 кбайт).

3. Время доступа к ячейкам памяти, в соответствии с которым она делится на оперативную (внутреннюю), связанную непосредственно с работой процессора, и долговременную (внешнюю), информация из которой, перед тем как подвергнуться переработке или использоваться в виде комплекса программ, должна быть перенесена в оперативную.

4. Имитация творческой деятельности: игры; музыкальная композиция; стихосложение

В современном понимании главным для всех направлений развития искусственного интеллекта является его способность извлекать информацию из окружающей среды и использовать её для самообучения, по сути дела перепрограммирования, с целю выбора оптимальной стратегии действий. Важно отметить, что окружающей средой для искусственного интеллекта является то, что он может воспринимать с помощью своих рецепторов- сенсоров, поэтому, в зависимости от типа задач и назначения, ей может являться как обычная реальность, так и некоторая абстрактная среда с формализованными правилами поведения и законами.

Это, ставшее скорее историческим, направление связано с тем, что на заре исследований ИИ традиционно включал в себя игровые интеллектуальные задачи, шахматы, шашки. В основе первых программ лежит один из ранних подходов-лабиринтная модель мышления плюс эвристики. Сейчас это скорее коммерческое направление, так как в научном плане эти идеи считаются тупиковыми. Можно выделить несколько основных направлений современных разработок систем искусственного интеллекта. Среди них широко известны программы, предназначенные для ведения абстрактных игр - в частности, для игры в шахматы. Крупным успехом этого направления явилась победа компьютера IBM “ Deep Blue”, обыгравшего чемпиона мира Гарри Каспарова в 1997году. Очевидно, что окружающая среда для “ Deep Blue” ограничена 64 клетками шахматной доски. Однако на этом поле он достиг превосходных результатов. Программу EMI, написавшую 42-ю симфонию Моцарта в соавторстве с Дэвидом Коупом (David Cope) исполненную в концертном зале Университета Калифорнии в Санта Крузе. Кроме того, это направление охватывает сочинение компьютером музыки [Зарипов, 1983], стихов, сказок [ справочник по ИИ, 1986] и даже афоризмов [ Любич, 1998]. Основным методом подобного творчества является метод перестановок плюс использование некоторых без знаний и данных, содержащих результаты перестановок по структурам текстов, рифм, сценариям и т. п.

5. Успехи систем искусственного интеллекта в области создания роботов

Идея создания роботов далеко не нова. Само слово робот появилась в 20-х годах, как производное от чешского работа - тяжелой грязной работы. Его автор чешский писатель Карел Чапссек.

Роботы - это электротехнические устройства, предназначенные для автоматизации человеческого труда. Можно условно выделить несколько поколений в истории создания и развития робототехники:

I поколение: Роботы с жёсткой схемой управления. Практически все современные промышленные роботы принадлежат к первому поколению. Фактически это программируемые манипуляторы.

II поколение: Адаптивные роботы с сенсорными устройствами. Есть образцы таких роботов, но в промышленности они пока используются мало.

III поколение: Самоорганизующиеся или интеллектуальные роботы. Это - конечная цель развития робототехники. Основные нерешенные проблемы при создании интеллектуальных роботов - проблема машинного зрения и адекватного хранения и обработки трехмерной визуальной информации.

В настоящее время в мире изготавливается более 60000 роботов в год. Фактически робототехника сегодня - это инженерная наука не отвергающая технологии ИИ, но не готовая пока к их внедрению в силу различных причин.

5.1 Искусственный интеллект в медицине

Искумсственный интеллемкт (ИИ, англ. Artificial intelligence, AI) -- наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами

Единого ответа на вопрос, чем занимается искусственный интеллект, не существует. Почти каждый автор, пишущий книгу об ИИ, отталкивается в ней от какого-либо определения, рассматривая в его свете достижения этой науки.

Можно выделить два направления развития ИИ:

ь решение проблем, связанных с приближением специализированных систем ИИ к возможностям человека, и их интеграции, которая реализована природой человека;

ь создание искусственного разума, представляющего интеграцию уже созданных систем ИИ в единую систему, способную решать проблемы человечества.

Но в настоящий момент в области искусственного интеллекта наблюдается вовлечение многих предметных областей, имеющих скорее практическое отношение к ИИ, а не фундаментальное. Многие подходы были опробованы, но к возникновению искусственного разума ни одна исследовательская группа пока так и не подошла.

Области робототехники и искусственного интеллекта тесно связаны друг с другом. Интегрирование этих двух наук, создание интеллектуальных роботов составляют ещё одно направление ИИ.

Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Интеллектуальность требуется роботам, чтобы манипулировать объектами, выполнять навигацию с проблемами локализации (определять местонахождение, изучать ближайшие области) и планировать движение (как добраться до цели).

Разработка и производство медицинских роботов в XXI веке достигли таких технических и экономических успехов, что информация о них с каждым годом все меньше кажется научной фантастикой.

Достижения в области робототехники и систем искусственного интеллекта с каждым днем оказывают все большее влияние на жизнь людей в прямом смысле этого слова. Технические и экономические успехи роботостроения привели к тому, что медицина стала все чаще прибегать к помощи роботов. Сегодня медицинские роботы способны проводить сложные хирургические операции, помогают ставить точные диагнозы, ухаживают за больными и этим список их возможностей не ограничиваются.

Как мы решаем свои проблемы со здоровьем, особенно, если они серьезные? Все начинается с поиска достойной клиники и ведущего специалиста в своей области. И вот, представьте себе такую картину.

Клиника найдена, специалист - самый успешный в данной области и принимает он …. круглосуточно!!!

У него нет ни фамилии, ни отчества. А только наименование модели. Это Робот!

Вот, в общем-то, перспектива на ближайшее будущее. А пока что роботы работают под чутким руководством опытного врача.

Разделы:

1. Робоврачи

2. Робокомплексы

3. Робосестры

4. Робопротезы

5. Роботы внутри нас

6. Реабилитационные роботы

7. Робопособия

Что такое медицинские роботы и зачем они нужны

Медицинский робот - робот, который создан для выполнения каких-либо действий, связанных с медициной вообще и здоровьем человека в частности. Десятки фантастов в сотнях своих произведений подробно описали все возможные функции, задачи медицинских роботов и даже особенности их предполагаемого устройства. В соответствии с этими описаниями робомеды будущего предстают в самых различных образах. Это и сложные миниатюрные, но очень умные «аптечки», вмонтированные в скафандр и стационарные медицинские комплексы, которые способны «и мертвого поднять». Разработаны фантастами и десятки моделей роботов помощников, нянечек и прочих санитарных работников. Есть даже вариант нанороботов постоянно присутствующих в крови человека, которые способны выводить токсины, залечивать раны и делать героев фантастических боевиков непробиваемыми в прямом смысле.

В реальности медицинские роботы развиваются по схожим направлениям. Во-первых, это хирургические комплексы. И пусть самостоятельность в принимаемых решениях у них чисто условная, но на счету этих медицинских роботов уже сотни успешных операций.

Вторым основополагающим направлением сегодня можно назвать класс роботов-помощников. Эти автоматизированные медбратья и медсестры имеют гуманоидный и не очень вид, но делают большие успехи в оказании помощи человеческому медперсоналу и больным.

Третье направление связано, в первую очередь, с протезированием, разработкой заменителей конечностей человека и созданием экзоскелетов. Искусственные «умные» конечности не только помогают конкретным больным, но служат и для отработки новых технологий роботостроения.

Несколько в стороне от основной массы роботизированных устройств медицинского назначения находятся средства передвижения для людей потерявших способность двигаться самостоятельно. Будь то инвалидное кресло с интеллектуальным управлением или средство для эвакуации раненых с поля боя.

Направлением под номером пять можно считать разработку протезов внутренних органов человека и создание медицинских нанороботов. Здесь тоже есть успехи, но они не настолько впечатляющи, как в хирургии.

Ну и как же обойтись без роботизированных учебных пособий для будущих медиков? Эти медицинские роботы корчатся от зубной боли, «рожают» детей и стойко переносят иные тяготы выпавшие на их долю.

Приведенный выше перечень направлений развития медицинских роботов может служить ответом на вопрос - а зачем вообще нужны медицинские роботы.

5.2 Робокомплексы

Подумал и поехал… мозг управляет инвалидной коляской

Японская компания Riken в сотрудничестве с Toyota и рядом других организация сделали очередной шаг в создании устройств управляемых непосредственно мозгом человека. Примечательно, что новинка не осталась на уровне академического исследования, а сразу нашла свое применение на практике. Люди, способные передвигаться только в инвалидной коляске получили шанс управлять ею самостоятельно.

В основе нового интерфейса лежит технология электроэнцефалографии. Приемные датчики мозговых излучений преобразуют сигналы мозга, передают их на специальный ноутбук и дальше на механизмы, управляющие движением коляски. Сигналы визуально отображаются на экране компьютера, их можно видеть и на них реагировать. Движение вперед, назад, влево, вправо, стоп - оператору вполне по силам. А это позволяет самостоятельно объезжать препятствия и вообще двигаться по сложным траекториям. Прохождение сигнала и реакция на него всего 125 миллисекунд, что несколько быстрее, чем у других подобных систем.

Для того, чтобы вполне овладеть навыками движения с помощью ЭЭГ- интерфейса требуется всего три часа занятий. Сферы применения этих систем очевидны. Ученые надеются, что скоро они смогут выделить сигналы мозга, которые отображают, например, эмоции человека. Интерфейсы на технологии электроэнцефалографии пытаются внедрить и для управления другими устройствами. Компания HONDA, например, работает над созданием системы управления с помощью ЭЭГ для робота ASIMO.

Авторами новинки стали исследователи из университета Miyazaki. Сейчас в системе используются только четыре проводных датчика, получающих информацию от мимических мышц лица человека. Данные от этих датчиков, а также с камеры, подвешенной высоко сзади инвалидной коляски, передаются на ноутбук, координирующий Фантастические достижения ученых в робототехнике вообще и в создании медицинских роботов впечатляют. Проблем у создателей роботов остается еще много, но хочется верить, что скоро можно будет с помощью мозга управлять не инвалидной робоколяской, а роботизированным автомобилем.

Инвалидной коляской стало возможным управлять мимикой лица, вместо джойстика

Новая система управления инвалидной коляской была разработана для людей с мышечной дистрофией, а также парализованных ниже шеи. Целевой аудиторией потребителей данного изобретения должны стать те, кто не может использовать джойстик для управления инвалидной коляской, но стремится передвигаться самостоятельно.

По словам ученых, была предпринята попытка регулировать и скорость движения при помощи мимических мышц, но на практике это оказалось слишком сложной задачей.

Чтобы коляска начала движение, человеку нужно один раз сжать зубы, а чтобы остановиться - повторить сжатие зубов еще раз. Для поворота нужно подмигнуть глазом, соответствующим стороне поворота. Видеокамера контролирует препятствия на пути следования: если они есть, она остановиться в метре от них, а если нет - ускорит свой ход

5.3 Робосестры

Япония является одной из ведущих стран мира по продолжительности жизни людей. Наверное, именно это и послужило толчком для японских инженеров в создании робота-сиделки Риба. Риба может аккуратно поднять человека, усадить в кресло-каталку и уложить обратно в постель. Тот, кто ухаживает за пациентом, только координирует движения машины. Более подробно об этом «заботливом» роботе можно почитать в новости «Роботы улучшат жизнь Японских стариков».

В Японии разработан медицинский робот RIBA-II (Robot for Interactive Body Assistance). В качестве разработчиков выступают ученые Института естественных наук (RIKEN) и специалисты Tokai Rubber Industries (TRI). Основное предназначение RIBA-II - помощь сложным пациентам в больницах: пересадка из кровати в кресло, переноска, подъем с больных и т.п. В общем, робот может выполнять тяжелые физические работы, причем робот может поднять с пола пациента весом до 80 кг.

RIBA-II покрыт покрытием из специальной резины, руки человекоподобного робота оснащены специальными резиновыми сенсорами, которые помогают определить вес человека. Робот может двигаться автономно, в том числе по заданному маршруту, избегая столкновений с различными препятствиями. С ним можно общаться голосом, программировать его действия с помощью дисплея на его спине.

Японский робот медбрат по имени HOSPI

Робот по имени HOSPI стал одним из лучших среди японских роботов в 2010 году. Робота разработала для больниц и медучреждений фирма Рanasonic. 50 лечебных учреждений Страны Восходящего Солнца уже приняли «на вооружение» робота HOSPI. Автоматизированный медбрат умеет многое. Главная специализация робота - разносить больным по палатам таблетки и пилюли. HOSPI выдает лекарства только «по рецептам». Их заранее вводят в программируемую память робота.

Он имеет рост 130 см и весит 120 кг. Аккумуляторные батареи позволяют роботу находиться в движении без подзарядки больше 7 часов. Передвигается робот по коридорам медучреждений полностью самостоятельно, не натыкаясь на препятствия. Специальные датчики позволяют ему огибать и движущиеся объекты.

Между человеком и роботом происходит примерно такой диалог. «Робот!», - говорит человек. «Чем могу служить?» - откликается робот. «Что я должен купить в сегодня магазине?» - спрашивает хозяин. «Четырнадцать яблок, четыре кусочка сыра и восемь помидоров», - отвечает робот. «Добавь к этому списку еще пять яиц», - просит человек, и робот автоматически - с голоса - заносит пожелание в свою память.

Еще один эпизод показывает, как ведет себя робот, если человеку вдруг стало плохо. Стоит сказать об этом роботу, как он тут откликается: «Что вас беспокоит?» Еще несколько профессиональных вопросов пусть и не таким приятным голосом, как у доктора «с человеческим лицом», и вся информация отправляется к лечащему врачу.

Ну, а если человеку просто хочется побыть одному, достаточно сказать роботу об этом. «Хорошо, я ухожу. Позовите меня, когда я понадоблюсь», - говорит робот и уезжает из комнаты.

Что и говорить, о таком домашнем помощнике стоит только мечтать. Однако производители не указывают, какова цена робота Kompaп. Пока проблема у роботов подобного типа одна: вся привлекательность идей и функционального использования аппаратных средств мгновенно исчезает, как только речь заходит о стоимости.

5.4 Робопротезы

Гибкая жесткость механической руки

Одна из проблем техники, которую постоянно решают инженеры, - это создание прочной, но легкой (или гибкой) технической системы. И в решении этой проблемы инженеры постоянно ищут все новые способы ее решения.

Разработчики из института робототехники и мехатроники Германского аэрокосмического центра (German Aerospace Center) по-своему решили проблему создания подвижной механической руки и, соответственно, ее пальцев. Они хотели создать механическую руку, которая будет иметь такие же параметры гибкости и ловкости, как человеческая рука.

Разработчики создали руку DLR, которая может независимо пошевелить пальцами и тонко манипулировать объектами. Но в тоже время эта механическая рука может выдержать солидный удар по пальцам, например, удар молотком или бейсбольной битой. Причем, рука может создать силу до 30 Н на кончиках своих пальцев и таким образом эта рука - одна из самых сильных механических рук, когда-нибудь спроектированных человеком.

Механическая кисть имеет 19 степеней свободы, которые обеспечиваются 38-ю полимерными нитями-сухожилиями. Кстати, отметим, что кисть человека имеет примерно столько же - 20 степеней свободы.

Нити изготовлены из высокоэластичного синтетического волокна, которое называется Dyneema. Каждое сухожилие через определенный механизм подключено к индивидуальным двигателям, которые размещены в предплечье. А двигатели могут натягивать и расслаблять нить, тем самым, меняя жесткость и гибкость пальцев руки, и позволяя им поглощать сильные динамические внешние воздействия. Когда пара нитей-сухожилий двигаются согласованно в нужном направлении - палец приходит в движение. Когда они двигаются в противоположном направлении - палец увеличивает жесткость.

Так, новая рука может поймать шар, брошенный с расстояния в несколько метров. А механизмы управления рукой, в таком случае, позволят поглотить кинетическую энергию шара без серьезных повреждений руки.

Чтобы управлять рукой, разработчики используют специальные перчатки с датчиками или просто посылают управляющие команды на механизм управления рукой. Причем рука обладает обратной связью, мягкость предмета можно оценить по степени удлинения/сокращения нитей.

Инженеры сейчас проектируют туловище с двумя руками, которое они назвали DLR Hand Arm System и планируют изучать технику стратегии одновременной манипуляции двумя руками. А руководители проекта надеются использовать свои устройства для обслуживающих роботов, в т.ч. и для медицинских роботов.

Медицинские роботы "HAL"

Роботы HAL корпорации Cyberdyne Японии HAL-9000 Exoskeleton (т.е. специальный робот-костюм, одеваемый человеком) позволяет совершать невозможное немощному человеку с нарушением опорно-двигательного аппарата.

Человек, помещенный в этот костюм, снова может ходить и выполнять обычную привычную работу. И хотя сам костюм весит около 40 килограмм, эта нагрузка никак не ложится на пациента. Так как HAL несет и свой вес, и полностью вес своего подопечного, держа его под руки, под ноги и т.д.

По слухам, в этом костюме один пенсионер даже совершил восхождение в горы, воплотив в жизнь свою мечту. Показав на примере возможности робота и свою веру в жизнь.

К роботу прилагается специальный набор сенсоров, считывающих нейро-электрические импульсы и управляющих ногами. Так одетый в костюм пенсионер может обогнать вас по дороге на работу со скоростью 4 км/час.

«Экзоскелет» HAL не продается. Такова политика ее производителей, которые выпускают всего около 500 моделей в год. HAL можно взять в аренду от 1 тыс. долларов в месяц.

Кому он может быть полезен?

Прежде всего, робот поможет вернуть полноценную жизнь частично парализованным людям и пригодится любым категориям граждан, нуждающихся в облегчении своих повседневных трудовых подвигов.

5.5 Роботы внутри нас

Робот для осмотра пищеварительного тракта

В Японии создали небольшое робототехническое устройство, для осмотра пищеварительного тракта человека - оно может самостоятельно автономно передвигаться внутри желудка, передавая информацию его состоянии.

Обычно медики используют для этих целей эндоскоп (зонд - гибкий шланг с видеокамерой) или же капсулу с камерой и батарейкой, которую проглатывает пациент. Основной недостаток такой капсулы - пассивное «поведение» капсулы, ей ведь нельзя управлять.

Сегодня японские ученые (Университет Рюкоку, медицинский колледж в Осаке) создали капсулу-робота, который может самостоятельно двигаться имеет следующие размеры: длина 4,5 см, диаметр около 1 см. Он может перемещаться под контролем оператора с помощью магнитного привода и небольшого движителя-хвостика со скоростью в несколько сантиметров за секунду.

Устройство проглатывается человеком и работает до 10 часов по истощения батареи. Руководитель проекта профессор Наотакэ Оцука говорит, что он лично глотал робокапсулу (кстати, ее назвали «русалкой) и не испытал дискомфорта.

Созданная итальянскими учеными плавающая капсула с камерой предназначена для исследования пищеварительной системы. Ее применение не приносит пациенту дискомфорта, который неизбежен при эндоскопии. Кроме того, с помощью капсулы можно осмотреть желудочно-кишечный тракт на всем протяжении, что недоступно современным эндоскопическим методикам.

Другая итальянская разработка -- самособирающийся робот ARES (Assembling Reconfigurable Endoluminal Surgical System, Самособирающаяся эндолюминальная хирургическая система с изменяемой конфигурацией) для проведения операций без разреза кожных покровов. Проглоченные пациентом отдельные функциональные блоки внутри организма собираются в управляемый модуль, с помощью которого проводится хирургическое вмешательство.

Идею создания роботизированного колоноскопа Endotics сотрудники итальянской фирмы Estor подсмотрели у гусениц бабочек-пядениц. Устройство само «проползает» по кишечнику без усилий врача, что значительно снижает воздействие на стенки ЖКТ и делает исследование менее дискомфортным.

5.6 Роботы - искусственные части тела

Последняя новость из области создания роботизированных искусственных имитаций органов человека это робот-желудок. До этого ученые успешно смоделировали некоторые другие части тела. Искусственный желудок был создан учеными Института исследований в области продовольствия Норвич. Цель создания искусственного органа - изучение процесса пищеварения человека и тестирование лекарственных препаратов.

Искусственный желудок из Норвича - это не очередной протез органа или конечности. Это устройство специально было создано для исследовательских работ в медицине. Около 10 лет ученые работали над его созданием. Может, робот-желудок внешне не сильно похож на желудок настоящий, но это для разработчиков не главное.

В этой роботизированной имитации настоящего человеческого органа моделируются процессы происходящие в реальном желудке. С помощью этого устройства можно испытывать новые лекарства и проводить любые другие медицинские исследования.

5.7 Робот управляет человеком

Группа французских исследователей из лаборатории информатики, робототехники и микроэлектроники (Montpellier Laboratory of Informatics, Robotics, and Microelectronics) представили проект, в котором робот может управлять рукой человека. Как он это делает? С помощью электродов и электрического тока: робот посылает небольшой электрический сигнал на электроды, которые прикреплены к предплечью и бицепсам, а это заставляет определенные мышцы руки исполнять необходимые движения.

В эксперименте, на руки пяти человек накладывали электроды: два на предплечье, два - около локтевого сустава. Причем людям завязывали глаза, чтобы избежать визуальной обратной связи. Робот при помощи электродов заставлял локоть двигаться, а руку - принести мяч к корзине. Робот параллельно перемещал свою руку (4 степени свободы) с корзиной под мяч, координируя движения руки человека и свой руки, затем робот подавал электрический сигнал, кисть человека разжималась, а мяч падал в корзину.

Основная задача разработчиков в том, помочь людям, которые страдают параличом и другими двигательными нарушениями, восстановить часть двигательных навыков. И вероятно, роботизированная рука и набор электродов помогут парализованным людям восстановить свои движения и справляться с бытовыми задачами. Причем, данная технология дает определенные физические и психологические преимущества больным, так как робот может постоянно поощрять пациента больше двигаться.

Хирургов будут тренировать роботы?

Хирург - высококлассный специалист. Но как измерить мастерство хирурга? Ведь тело пациента не имеет сигнализации, и не может предупредить, что хирург ошибается во время операции.

Хирургическая система Da Vinci. Фотография: Kelleher Guerin

Da Vinci - робот, предназначенный для выполнения сложных операций на внутренних органах через точечные отверстия. Манипуляторы повторяют малейшее движение рук хирурга, но при этом отсекают дрожь в руках и случайные резкие движения. Благодаря таким вымеренным действиям время восстановительного периода у пациента после операции значительно сокращается. Da Vinci оснащен функцией удаленного управления, что позволяет врачам проводить операции на расстоянии.

Хирургический робот Da Vinci позволяет через небольшие отверстия в коже выполнять сложнейшие операции на внутренних органах. Чувствительные манипуляторы точно воспроизводят движения рук хирурга, сидящего за пультом, при этом отфильтровывая дрожь или случайные резкие движения. Малая травматичность и высокая точность вмешательства значительно сокращают восстановительный период после операции. Обмен информацией между манипуляторами и пультом может осуществляться на любом расстоянии, что позволяет проводить вмешательство пациенту, находящемуся в географически удаленной от хирурга точке. Так, Da Vinci используется в экспериментальной роботизированной военно-полевой операционной Trauma Pod

Конечно, чтобы уменьшить количество ошибок, нужно совершенствовать медицинские технологии, а хирургов - эффективно обучать. В последние годы ряд исследовательских команд (в том числе и в Университете имени Джона Хопкинса) занимается применением роботизированных хирургических инструментов в учебном процессе. Целью этого - создание стандартизованного обучающего метода и сокращение времени и затрат на подготовку опытных хирургов.

Однако, известно, что для такого рода обучения нужно много практики и квалифицированные инструкторы. Поэтому исследователи работают, чтобы многие рутинные и трудоемкие операции и процедуры передать медицинским обучающим роботам-хирургам и тренажерам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создание искусственно интеллекта, как полного, так и неполного, таит в себе множество проблем. Причем как на пути к его созданию, так и после него. На пути создания ИИ это и ограниченность ресурсов, и недостаточные знания в этой области, проблема вообще осуществимости это сделать, и многие другие технические проблемы. После же создания ИИ, сравнимого с человеком возникает ряд проблем. Во-первых, потерей интереса человека к творческому труду в случае его замены, а затем и полная деградация человека. Но с другой стороны творчество должно приносить человеку радость, а он следовательно от этого не должен отказаться. Возможна и друга проблема: при полном изобилии ресурсов общество потеряет свою структуру и человек обезличиться, перестанет развиваться на протяжении своей жизни. Во-вторых, это возможность ошибки ИИ или сбоя в его работе в областях, ошибки на которых могут быть фатальными для всего человечества. Это, к примеру, оборона стран или энергетика. В любом случае решающее слово должно быть за человеком в принятии решений, например по началу войны, или ликвидации сбоя на электростанции. Ведь любой человек может выйти из-под контроля, а значит и ИИ по его подобию тоже.

Можно сделать основные выводы:

1). Искусственный интеллект - это научное направление, связанное с машинным моделированием человеческих интеллектуальных функций.

2). Понятие искусственный интеллект обычно используется для обозначения способности вычислительной системы выполнять задачи, свойственные интеллекту человека, например задачи логического вывода и обучения.

3). Любая задача, алгоритм решения которой заранее не известен или же данные неполные может быть отнесена к задачам области ИИ. Это например игра в шахматы, чтение текста, перевод текста на другой язык и т.д.

4). Системы, программы, выполняющие действия по решению задачи можно отнести к ИИ, если результат их деятельности аналогичен результату человека при решении той же задачи. Поэтому к ИИ можно отнести целый ряд программных средств: системы распознавания текста, автоматизированного проектирования, самообучающиеся программы и др. Но не только по этому, а еще и потому, что они работают по сходным принципам с человеком.

5). Есть два основных перспективных направления в исследовании ИИ. Первое заключается в приближении систем ИИ к принципам человеческого мышления. Второе заключается в создании ИИ, представляющего интеграцию уже созданных систем ИИ в единую систему, способную решать проблемы человечества.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ясницкий Л.Н. Введение в искусственный интеллект: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений [Текст]/ Л.Н. Ясницкий. - 2-е изд., испр. - М: Издательский центр «Академия», 2008. - 176 с. ISBN 978-5-7695-5390-5

2 Девятков В.В. Системы искусственного интеллекта [Текст]/ Гл. ред. И.Б. Фёдоров. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - 352 с. - (Информатика в техническом университете). - 3000 экз. ISBN 5-7038-1727-7

3 Люгер Дж. Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем = Artificial Intelligence: Structures and Strategies for Complex Problem Solving [Текст]/ Под ред. Н.Н. Куссуль. - 4-е изд. - М.: Вильямс, 2008. - 864 с. - 2000 экз. ISBN 5-8459-0437-4

4 Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект: современный подход = Artificial Intelligence: a Modern Approach [Текст]/ Пер. с англ. и ред. К.А. Птицына. - 2-е изд. - М.: Вильямс, 2009. - 1408 с. - 3000 экз.

ISBN 5-8459-0887-6

5 Змитрович А.И. Интеллектуальные информационные системы: Учебное пособие [Текст]/ А.И. Змитрович. - Минск: ТетраСистемс, - 2008. - 125 с. ISBN 5-86534-576-6

6 Осипов Г.С. Лекции по искусственному интеллекту [Текст]/ Г.С. Осипов. - М.: КРАСАНД, 2009. - 272 с. ISBN 978-5-396-00032-2

7 Рыбина Г.В. Основы построения интеллектуальных систем: Учебное пособие [Текст]/ Г.В. Рыбина. - М.: Инфра - М, 2010. - 432 с.

ISBN 978-5-279-03412-3

8 Жданов А.А. Автономный искусственный интеллект [Текст]/ А.А. Жданов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 359 с. ISBN 978-5-94774-730-0

9 Рапопорт Г.Н., Герц А.Г. Искусственный и биологический интеллекты. Общность структуры, эволюция и процессы познания [Текст]/ Г.Н. Рапопорт, А.Г. Герц. - М.: КомКнига, 2010. - 312 с. ISBN 978-5-484-01072-1

10 Шампандар А.Дж. Искусственный интеллект в компьютерных играх [Текст]/ Пер. с англ. Птицына К.А., Шпака А.А.; под ред. Птицына К.А. - М.: Вильямс, 2009. - 768 с. ISBN 978-5-8459-1170-4

11 Емельянов С.В. Искусственный интеллект и принятие решений [Текст]/ С.В. Емельянов. - М.: Ленанд, 2010. - 108 с. ISBN 978-5-9710-0336-6.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Понятие искусственного интеллекта как свойства автоматических систем брать на себя отдельные функции интеллекта человека. Экспертные системы в области медицины. Различные подходы к построению систем искусственного интеллекта. Создание нейронных сетей.

    презентация [3,0 M], добавлен 28.05.2015

  • Сущность и проблемы определения искусственного интеллекта, его основных задач и функций. Философские проблемы создания искусственного интеллекта и обеспечения безопасности человека при работе с роботом. Выбор пути создания искусственного интеллекта.

    контрольная работа [27,9 K], добавлен 07.12.2009

  • История создания и основные направления в моделировании искусственного интеллекта. Проблемы обучения зрительному восприятию и распознаванию. Разработка элементов интеллекта роботов. Исследования в области нейронных сетей. Принцип обратной связи Винера.

    реферат [45,1 K], добавлен 20.11.2009

  • Эволюция систем искусственного интеллекта. Направления развития систем искусственного интеллекта. Представление знаний - основная проблема систем искусственного интеллекта. Что такое функция принадлежности и где она используется?

    реферат [49,0 K], добавлен 19.05.2006

  • Характеристика сущности искусственного интеллекта. Проблема создания искусственного интеллекта. Базовые положения, методики и подходы построения систем ИИ (логический, структурный, эволюционный, имитационный). Проблемы создания и реализация систем ИИ.

    реферат [43,1 K], добавлен 19.07.2010

  • Сущность искусственного интеллекта, сферы человеческой деятельности, в которых он распространен. История и этапы развития данного явления. Первые идеи и их воплощение. Законы робототехники. Использование искусственного интеллекта в коммерческих целях.

    реферат [40,8 K], добавлен 17.08.2015

  • Искусственный интеллект – научное направление, связанное с машинным моделированием человеческих интеллектуальных функций. Черты искусственного интеллекта Развитие искусственного интеллекта, перспективные направления в его исследовании и моделировании.

    реферат [70,7 K], добавлен 18.11.2010

  • Исторический обзор развития работ в области искусственного интеллекта. Создание алгоритмического и программного обеспечения вычислительных машин, позволяющего решать интеллектуальные задачи не хуже человека. От логических игр до медицинской диагностики.

    реферат [29,1 K], добавлен 26.10.2009

  • История развития искусственного интеллекта. Экспертные системы: их типы, назначение и особенности, знания и их представление. Структура идеальной и инструменты построения экспертных систем. Управление системой продукции. Семантические сети и фреймы.

    реферат [85,7 K], добавлен 20.12.2011

  • Начало современного этапа развития систем искусственного интеллекта. Особенности взаимодействия с компьютером. Цель когнитивного моделирования. Перспективы основных направлений современного развития нейрокомпьютерных технологий, моделирование интеллекта.

    реферат [24,7 K], добавлен 05.01.2010

  • Области человеческой деятельности, в которых может применяться искусственный интеллект. Решение проблем искусственного интеллекта в компьютерных науках с применением проектирования баз знаний и экспертных систем. Автоматическое доказательство теорем.

    курсовая работа [41,3 K], добавлен 29.08.2013

  • История развития искусственного интеллекта в странах дальнего зарубежья, в России и в Республике Казахстан. Разработка проекта эффективного внедрения и адаптации искусственного интеллекта в человеческом социуме. Интеграция искусственного в естественное.

    научная работа [255,5 K], добавлен 23.12.2014

  • Понятие и суть нечеткой логики и генетических алгоритмов. Характеристика программных пакетов для работы с системами искусственного интеллекта в среде Matlab R2009b. Реализация аппроксимации функции с применением аппарата нечеткого логического вывода.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 23.06.2012

  • Современные разработки в области искусственного интеллекта: составление расписаний, принципы автономного планирования и управления, диагностика, понимание естественного языка, ведение игр, автономное управление, робототехника. Направления исследований.

    реферат [24,0 K], добавлен 11.03.2014

  • Понятие искусственного интеллекта в робототехнике и мехатронике. Структура и функции интеллектуальной системы управления. Классификация и типы знаний, представление их с помощью логики предикатов. Суть семантических сетей, фреймовое представление знаний.

    курс лекций [1,1 M], добавлен 14.01.2011

  • Обзор образовательных стандартов педагогического образования в области искусственного интеллекта. Построение модели предметной области в виде семантических сетей. Характеристика проблемного обучения. Основные средства языка программирования Пролог.

    дипломная работа [387,8 K], добавлен 01.10.2013

  • Применение методов искусственного интеллекта и современных компьютерных технологий для обработки табличных данных. Алгоритм муравья, его начальное размещение и перемещение. Правила соединения UFO-компонентов при моделировании шахтной транспортной системы.

    дипломная работа [860,8 K], добавлен 23.04.2011

  • Анализ правил выбора хода на шахматной доске К. Шеннона. Характеристика программного модуля искусственного интеллекта для игры в шахматы. Контроль времени, поиск лучшего хода в шахматных алгоритмах. Разработка программы для игры с компьютерным оппонентом.

    дипломная работа [3,7 M], добавлен 07.07.2012

  • Принципы построения и программирования игр. Основы 2-3D графики. Особенности динамического изображения и искусственного интеллекта, их использование для создания игровых программ. Разработка логических игр "Бильярд", "Карточная игра - 50", "Морской бой".

    отчет по практике [2,3 M], добавлен 21.05.2013

  • Разработка на основе игры "Точки" подхода к программированию "искусственного интеллекта" в позиционных играх и возможность применения данного подхода для решения задач в области экономики, управления и других областях науки. Модель игровой ситуации.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 21.07.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.