Hvað er gervigreind?

Dr. Ari K. Jónsson

Orðið gervigreind hefur verið notað á ýmsa vegu í tímans rás, en í daglegu tali nú á dögum er yfirleitt átt við það að tölva geti skynjað og skilið umhverfi sitt og síðan tekið eigin ákvarðanir á svipaðan hátt og manneskjur. Upphaf gervigreindar sem rannsóknarverkefnis má rekja til ráðstefnu sem haldin var í Bandaríkjunum árið 1957 þar sem margir helstu frumkvöðlar í tölvunarfræðum komu saman og settu fram markmið og aðferðir um hvernig hægt væri að þróa gervigreindÞetta hefur reynst hið erfiðasta viðfangsefni og spádómar um hjálpsöm (eða illgjörn) vélmenni með mikla gervigreind hafa ekki ræstÞrátt fyrir það hafa miklar framfarir orðið í gervigreind á þessum tima, sem ef til vill bendir til þess að spádómarnir hafi verið óskhyggja frekar en raunveruleg markmið.

Til gamans má geta þess að engin ástæða er til að takmarka gervigreind við tölvur, heldur er vel hugsanlegt að gervigreind verði þróuð með öðrum aðferðum. Hins vegar eru tölvur ákjósanlegur kostur til þróunar á gervigreind, sökum þess hversu auðvelt að breyta því hvernig tölva vinnur úr upplýsingum, einfaldlega með því að breyta forritinu sem tölvan keyrir.

Í tölvunarfræði er gervigreind rannsóknarsvið þar sem leitast er við að þróa aðferðir sem gera tölvum kleift að skilja upplýsingar og nota þær til að taka ákvarðanir, svipað og mannfólkið gerir. Í grófum dráttum má skipta grunnrannsóknum í gervigreind í tvo hluta sem eru þó nátengdir. Annar, sem segja má að samsvari rökrænni hugsun, snýst um hvernig sé best að geyma þekkingu i tölvum þannig að þær geti notað þessa þekkingu til að leysa verkefni, taka ákvarðanir og bæta við þekkinguna. Hinn snýst um það hvernig tölva getur skynjað umhverfi sitt, þar með talið mannfólk, og bætt þannig við þekkingu sina.

Lítum fyrst á þann hluta sem samsvarar rökrænni hugsun. Markmiðið er að þróa aðferðir til að geyma upplýsingar á formi sem tölva getur notað til að leysa vandamál og komast að niðurstöðum á svipaðan hátt og fólk gerirÞað sem meira er, markmiðið er að gera þetta þannig að tölvur geti notað sömu aðferðirnar á mismunandi verkefni og aðstæður. Við þekkjum vel hvernig ákveðin forrit geta leyst ákveðin vandamál mjög vel, en þessi sömu forrit eru einskis nýt ef vandamálinu er breytt litillega. Heimsins bestu skákforrit eru til dæmis óhæf til nokkurs annars en að spila skák.

ýmsar leiðir hafa verið þróaðar til að geyma og vinna með upplýsingar, með því markmiði að líkja eftir rökrænni hugsun. Grunnhugmyndin er þó yfirleitt svipuð: Upplýsingarnar eru geymdar á stöðluðu formi og reglur eru gefnar um hvernig tölvan geti notað upplýsingarnar til að komast að nýjum niðurstöðum. Til að leysa verkefni leitar tölvan að leiðum til að nota upplýsingarnar ásamt reglunum um samtengingu þeirra til að finna lausn á verkefninu.

Annar hluti rannsókna í gervigreind snýst um að gera tölvum kleift að skynja og skilja upplýsingar frá umhverfinuÞessum hluta er oft skipt í tvo þætti, tölvusjón og skilning á tungumálum. Í rannsóknum á tölvusjón er markmiðið að kenna tölvum að sjá hluti, afmarka þá, ákvarða hvað þeir eru og hvar.

Að því er varðar skilning á tungumálum er reynt að gera tölvum kleift að skilja ritað eða mælt mál. Hvort sem um sjón eða mál er að ræða, þá er ekki nóg að tölvan geti þýtt upplýsingarnar yfir á annað form; hún verður að geta notað upplýsingarnar og unnið með þær. Skynjun og skilningur eru þvi nátengd þvi hvernig upplýsingar eru geymdar og notaðar.

þó svo að gervigreind hafi ekki náð eins langt og visindaskáldsögur og kvikmyndir hafa gefið i skyn, þá eru margs konar gervigreindarforrit í notkun um allan heim. Sjálfvirk áætlanagerð, byggð á aðferðum þróuðum fyrir gervigreind, er til dæmis notuð í stórum framleiðslufyrirtækjum eins og Boeing. Gervigreindarforrit eru líka notuð í hjálparforritum, eins og í Microsoft hjálp, svo og í kennsluforritumÞetta eru aðeins nokkur dæmi af ótal mörgum um notkun á gervigreind.

Að lokum er vert að minnast á nýjustu þróunina í gervigreind þar sem henni er beitt í geimferðum. Hjá bandarísku geimferðastofnuninni NASA hefur verið unnið að þróun gervigreindarforrita sem geta stýrt geimfari án afskipta fra jörðinniÞetta er ekki eingöngu gert til þess að spara mannafla, heldur er gervigreind nauðsynleg til að kanna staði eins og Evrópu, eitt af tunglum Júpíters, þar sem hugsanlegt er að líf finnist undir kílómetrum af ís. Í maí 1999, var stigið stórt skref í þessa átt þegar gervigreindarforritinu Fjarvitanum (Remote Agent) var falin stjórn geimfarsins Deep Space 1. Í þessari tilraun, sem stóð í tæplega viku, stjórnaði Fjarvitinn geimfarinu án afskipta fra jörðu og tók eigin ákvarðanir um hvað þyrfti til að stýra geimfarinu á réttri braut.

Þessi grein birtist fyrst á Vísindavef Háskóla íslands, 20. mars, 2000.