Umelá inteligencia

Umelá inteligencia alebo umelý intelekt (skratka UI resp. AI z angl. artificial intelligence) je všeobecne:

• simulovanie inteligentného riešenia problémov strojom,
• zdanlivá, nepravá inteligencia, inteligencia ako keby, inteligencia napodobená vlastnosťami počítačových programov,
• eliptické označenie teória umelej inteligencie alebo vedy o umelej inteligencii,

• predmetom intelektiky.

Umelá inteligencia v užšom slova zmysle je odbor informatiky zaoberajúci sa tvorbou systémov riešiacich komplexné úlohy ako je rozpoznávanie či klasifikácia, napr. v oblastiach spracovania obrazu alebo spracovania písaného textu či hovoreného jazyka, alebo plánovania či riadenia na základe spracovania veľkých objemov dát.

Umelá inteligencia sa delí na:

• a) slabú umelú inteligenciu (Narrow Artificial Intelligence) odkazuje na systémy zamerané na riešenie jedinej úzko vymedzenej úlohy. Medzi príklady NAI patrí spracovanie jazyka ako vo virtuálnom asistentovi Apple nazvanom Siri.
• b) silnú umelú inteligenciu alebo všeobecnú umelú inteligenciu (Artificial General Intelligence) odkazuje na systémy riešiace úlohy rovnako dobre alebo dokonca lepšie ako človek a to bez nutnosti predchádzajúceho učenia jednotlivých úzko vymedzených úloh. AGI spájajúca „ľudské“ flexibilné myslenie a uvažovanie so super rýchlym spracovaním dát, ktorá by sa mohla stať realitou po úspešnom vývoji kvantových počítačov.

Čo to je umelá inteligencia

Umelá inteligencia je interdisciplinárna vedná oblasť, ktorá je na pomedzí matematiky, teoretickej informatiky a formálnej logiky.

Inteligencia je pojem, ktorý v sebe zahŕňa kvalitatívne vyššie využívanie a spracovanie informácií pri rôznych procesoch a dejoch. Inteligencia ako kvalitatívne označenie využívania vedomostí je výsledkom uvažovania, abstrakcie, analyzovania a syntetizovania vedomostí. Inteligencia je daná pre rozvinuté živé organizmy a dáva im v prírode výsostné postavenie (tzv. prirodzená inteligencia). U človeka sa jedinečne prejavuje ako schopnosť abstraktne myslieť.

Umelá inteligencia, ako už z názvu vyplýva, je schopnosť zariadenia prejaviť schopnosti podobné človeku, ako sú uvažovanie, učenie, plánovanie a tvorivosť.

Počítačový systém, ktorý rieši plánovaciu úlohu, ešte nemusí byť inteligentný, ak vypočíta niekoľko tisíc variantov, vyhodnotí ich a vyberie z nich optimálny variant. Inteligentný systém by bol skôr taký, ktorý by dokázal generovať len tie varianty, ktoré sú zmysluplné a prichádzajú v konečnom štádiu rozhodovania do úvahy.

Umelá inteligencia existuje už mnoho rokov. Avšak nedávne zvýšenie výpočtového výkonu spojené so zvýšením dostupnosti a množstva údajov viedlo k obnoveniu záujmu o potenciálne využitie umelej inteligencie. Umelá inteligencia je v súčasnosti jednou z najrýchlejšie sa rozvíjajúcich technológií. Ide o inteligentné systémy, ktoré sú navrhnuté tak, aby dokázali samostatne rozmýšľať, učiť sa a robiť rozhodnutia. Tieto systémy sú založené na algoritmoch a strojovom učení a môžu byť použité na rôzne úlohy.

Umelá inteligencia je názov pre každý počítačový systém, ktorý sa naučil napodobňovať inteligentné ľudské správanie.

Dejiny umelej inteligencie

Za počiatok rozvoja umelej inteligencie možno považovať návrh modelu umelého neurónu v roku 1943. V roku 1950 bola zostrojená prvá počítačová neurónovú sieť SNARC. K rozvoju medzi inými významne prispeli Donald Hebb, John von Neumann a Alan Turing, ktorý vo svojom článku z roku 1950 „Computing Machinery and Intelligence" opísal známy Turingov test. Turing ešte pred rokom 1950 písal o mysliacich strojoch (ang. thinking machines) pojem umelá inteligencia však nikdy nepoužil a v čase, keď prvé počítače na všeobecné použitie len vznikali Turing napísal: "Nemám žiadne veľmi presvedčivé argumenty pozitívnej povahy na podporu mojich názorov."

Vznik pojmu umelá inteligencia

John McCarthy v roku 1956 prišiel s termínom umelá inteligencia v roku 1956, dva roky po predčasnej smrti Alana Turinga, keď v USA zorganizoval Dartmouth Summer Research Project on Artificial Intelligence dvojmesačný Dartmouth workshop. Aj keď workshop neviedol k žiadnemu prelomovému posunu, je považovaný za zrod samostatného vedného odboru.

Podľa klasifikácie dejín umelej inteligencie podľa Winstona a Prendergastovej z roku 1984 možno rozdeliť dejiny umelej inteligencie na nasledujúce obdobia:

• predhistorické časy (do 1956) – myšlienky vytvorenia inteligencie mimo ľudského tela;
• svitanie (1956 – 1965) – John McCarthy v roku 1956 organizoval seminár, na ktorom vznikol názov umelá inteligencia; toto obdobie sa vyznačuje optimizmom a veľkými nádejami v predpovedaní vlastností výpočtových systémov umelej inteligencie, ktoré by mali byť schopné skladať hudbu alebo formulovať a dokazovať matematické vety;
• obdobie temna (1965 – 1970) – nenaplnené predpovede, vývoj postupoval pomalšie než sa predpokladalo;
• renesancia (1970 – 1975) – vznik expertných systémov;
• roky spolupráce (1975 – 1980) – výskum umelej inteligencie nabral novú úroveň spoluprácou s viacerými odborníkmi z psychológie, lingvistiky, biológie; spolupráca viedla aj v oblasti neurónových sietí;
• roky komercializácie (1980 – súčasnosť) – prienik umelej inteligencie do bežného života v podobe techniky a programového vybavenia za ekonomických výhodných podmienok; metódy umelej inteligencie sa uplatňujú v rôznych priemyselných aplikáciách; zvýšené financovanie výskumu; rozvoj neurónových sietí; v 90. rokoch priniesol web nový rozmer do distribuovanej inteligencie

Teória umelej inteligencie

Teória umelej inteligencie pokrýva množstvo teórií, ktoré si kladú za cieľ viac či menej napodobňovať schémy ľudského (prípadne vo všeobecnosti biologického) správania sa, vyhodnocovania a analýzy podnetov prostredia, prípadne tvorivej činnosti. Teória umelej inteligencie si stanovuje ciele (čo by sme od inteligentného systému očakávali) a hľadá v rôznych vedných disciplínach dostupné riešenia.

Ciele umelej inteligencie

Pôvodne bola snaha priekopníkov umelej inteligencie zameraná na úplné skopírovanie a následne zdokonalenie ľudského umu. Čoskoro sa však tento cieľ ukázal ako nerealizovateľný v blízkej budúcnosti. Dnes sa jednotlivé výskumné tímy snažia o vytvorenie parciálnych algoritmov na riešenie najmä nedeterministických problémov ako napríklad:

• rozpoznávanie reči
• rozpoznávanie obrazu
• strojové videnie
• triedenie vzoriek
• navigácia v známom a neznámom teréne
• zameriavanie a sledovanie cieľov
• riadenie a plánovanie napr. výrobných procesov
• analýza a predpovedanie štatistických postupností (napr. obchodných, burzových informácií)
• kombinatorika
• reprezentácia zozbieraných dát
• data mining

Niektoré živočíšne druhy sú schopné efektívne reagovať na zložité prejavy prostredia, a využívať ich vo svoj prospech k dosiahnutiu svojho cieľa. Najefektívnejšie zo všetkých organizmov to dokáže človek. Postupom s rozvojom techniky ľudia bližšie špecifikovali využívanie svojich poznatkov, chovania a nazvali tento súbor činností slovom inteligencia. Prirodzeným vývinom vznikla otázka, či je možné aby sa prejavila inteligencia u neživých predmetov za pomoci človeka. Vednou disciplínou, ktorá tento odbor skúma je umelá inteligencia. Čo rozumieme pod pojmom umelá inteligencia?

Je to vedná disciplína, ktorá za pomoci počítačov, alebo systémov rieši určité úlohy využívaním takého postupu, ktorý keby to robil človek, považovali by sme tento prejav za prejav inteligencie. Ľudstvo dospelo do takého bodu, že na definíciu tejto vednej disciplíny neexistuje jednotná teória, nakoľko umelá inteligencia ako veda má veľmi široký rozsah poznania. Základom umelej inteligencie je vytváranie, vnímanie a uchovanie vedomostí racionálneho myslenia, ktorá sa riadi zákonitosťami vedecky poznateľnými tak, aby sa mohli realizovať pomocou počítačov. Zjednodušene povedané otázku „Môžu stroje myslieť?“ riešili už od 17. storočia viacerí filozofovia napr. Descartes, Pascal, Hobbes, ale len čisto vo filozofickej rovine. Od polovice 19. storočia najmä však v 20. storočí spoločne s veľkým rozmachom vedy sa začali ľudia pokúšať o zostrojenie strojov, ktoré by boli schopné riešiť určité činnosti namiesto ľudí. Využitie umelej inteligencie je nahradenie ľudského faktora. Jedným z najväčších problémov oblasti umelej inteligencie je problém prezentovania poznatkov, pretože človek využíva na prezentovanie svojich vlastných poznatkov nielen zmysly, ale aj intuíciu, ktorá nie je zatiaľ strojom vlastná. Ľudstvo vymyslelo veľa užitočných vynálezov od Edisonovej žiarovky cez telefón až po počítače. Zámerom všetkých vynálezov bolo a aj je uľahčiť a zjednodušiť prácu človeka. Vždy však záležalo od nás ľudí ako sme boli schopní využiť tieto vynálezy, či pre prospech ľudstva alebo pre prospech jednotlivca. Ľudia sa už viac ako storočie snažia vytvoriť akýsi umelý mozog, ktorý by bol schopný nahradiť náš ľudský a bol by schopný samostatného myslenia a tvorenia. Otázkou zostáva pokiaľ chce ľudstvo nahradiť seba samých v pracovných oblastiach.

Pozitívny dôsledok tohto fenoménu môže byť, že sa človek prestane zaujímať o fyzickú stránku bytia a upriami svoju pozornosť viac na svoju duchovnú stránku, ktorá rozhodne zaostáva za technickou vybavenosťou ľudstva. Pravdepodobný negatívny dôsledok je vznik ďalších problémov v oblasti nezamestnanosti a straty tvorivosti. Je nutné odpovedať si, pokiaľ je človek schopný a ochotný predať svoje návyky, zvyky a znalosti strojom aby sa mu to nevymklo z rúk. Istým spôsobom je to hranie sa na Boha a momentálne nie sme pripravení po duševnej a psychickej stránke zvládnuť otázku morálky a aj podstaty samotného bytia. Môžeme len dúfať, že to nedopadne ako v Spielbergovom filme A.I. – Artifical Intelligence (Umelá inteligencia), kde prežil jeden jediný stroj, ktorý bol ľudskejší ako ľudia, pretože ľudia pod obrovským rozmachom vedy a techniky začali menej vnímať svoju duchovnú časť a vymreli. Iste vždy záleží od nás ľudí ako dokážeme so svojimi poznatkami a vynálezmi naložiť....

Prostriedky umelej inteligencie

Umelá inteligencia využíva rôzne algoritmy, metódy a ich kombinácie ako napr.:

• neurónové siete (neural networks)
• teória učenia strojov (machine learning)
• optimalizácia (optimization)
• genetické algoritmy
• expertné systémy
• iné

Problémy umelej inteligencie

Problémy, s ktorými sa dnešný výskum umelej inteligencie musí vyrovnávať sú popri obmedzenom výpočtovom výkone hlavne špecifikácia samotného systému. Hoci čiastkové úlohy ako rozpoznanie reči, odpovedanie, rozpoznanie obrazu a pod. sú zadefinované, odpoveď na otázku, čo presne treba urobiť, aby bol dokonale vyšpecifikovaný humanoid zatiaľ stále ostáva nezodpovedaná v oblasti filozofie.

Umelá inteligencia na Slovensku

Na Slovensku v súčasnosti vzniká slovenské centrum výskumu umelej inteligencie Slovak.AI, ktoré by malo spojiť aktivity všetkých slovenských stakeholderov v oblasti. Jednou z prvých tém, ktorou sa toto centrum bude zaoberať, je príprava stratégie rozvoja umelej inteligencie na Slovensku.

Slovenskí vedci pôsobiaci v oblasti umelej inteligencie

Slovenskí vedci pôsobiaci na Slovensku a v zahraničí v oblasti umelej inteligencie zoradení podľa Hirschovho indexu (k decembru 2020):

• H-index 44 – Martin Pelikán, vedecký výskumník, Apple, USA
• H-index 41 – Peter Richtárik, profesor, KAUST, Saudská Arábia
• H-index 40 – Marek Hatala, profesor, Simon Fraser University, Kanada
• H-index 31 – Miloš Hauskrecht, profesor, University of Pittsburgh, USA
• H-index 30 – Martin Pál, vedecký výskumník, Google, USA
• H-index 30 – Branislav Kvetoň, vedecký výskumník, Google, USA
• H-index 29 – Mária Bieliková, profesorka a vedecká výskumníčka, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 29 – Miroslav Dudík, Principal Researcher, Microsoft Research, USA
• H-index 27 – Martin Takáč, Associate Professor, Lehigh University, USA
• H-index 23 – Michal Valko, vedecký výskumník, DeepMind, Francúzsko
• H-index 19 – Jakub Konečný, vedecký výskumník, Google, Čína
• H-index 18 – Dávid Pál, Principal Applied Researcher, Expedia Group, USA
• H-index 17 – Norbert Kopčo, docent, Univerzita P.J. Šafárika, Slovensko
• H-index 17 – Pavol Návrat, profesor a vedecký výskumník, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 17 – Marek Petrík, Assistant Professor, Univerzia v New Hampshire, USA
• H-index 14 – Ján Vaščák, docent, Technická Univerzita v Košiciach, Slovensko
• H-index 11 – Pavol Bielik, PhD študent, ETH Zurich, Švajčiarsko
• H-index 11 – Filip Hanzely, Assistant Professor, Toyota Technological Institute at Chicago, USA
• H-index 11 – Daniel Hládek, Technická Univerzita v Košiciach, Slovensko
• H-index 11 – Andrej Karpathy, riaditeľ umelej inteligencie a autopilotného videnia, Tesla, USA
• H-index 11 – Marián Šimko, docent a vedecký výskumník, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 10 – Mária Lucká, profesorka a vedecká výskumníčka, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 10 – Peter Sinčák, profesor, Technická Univerzita v Košiciach, Slovensko
• H-index 9 – Daniela Chudá, docentka a vedecká výskumníčka, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 9 – Michal Kompan, vedecký výskumník, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 9 – Viera Rozinajová, docentka a vedecká výskumníčka, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 8 – Anna Bou Ezzeddine, docentka a vedecká výskumníčka, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 8 – Róbert Móro, vedecký výskumník, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 7 – Rudolf Jakša, Matsuko, Slovensko
• H-index 7 – Maria Vircikova, CEO, Matsuko, Slovensko
• H-index 7 – Jakub Šimko, docent a vedecký výskumník, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 7 – Tomáš Šingliar, Principal Applied Researcher, Amazon, USA
• H-index 6 – Dominik Csiba, Slovensko
• H-index 6 – Peter Lacko, vedecký výskumník, Kempelen Institute of Intelligent Technologies, Slovensko
• H-index 6 – Mojmír Mutný, PhD študent, ETH Zurich, Švajčiarsko
• H-index 5 – Samuel Horváth, PhD študent, KAUST, Saudská Arábia
• H-index 5 – Tomáš Kocák, PhD študent, ENS Lyon, Francúzsko
• H-index 4 – Daniel Lorenčík, PhD študent, Technická Univerzita v Košiciach, Slovensko
• H-index 3 – Martin Pala, PhD študent, Technická Univerzita v Košiciach, Slovensko
• H-index 3 – Márius Šajgalík, vedecký výskumník, Google, Švajčiarsko
• H-index 1 – Slavomír Hanzely, PhD študent, KAUST, Saudská Arábia
• H-index 1 – Jozef Mokrý, PhD študent, Edinburgská univerzita, Spojené kráľovstvo

Pozri aj

• Kvantové počítanie
• ChatGPT

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Umelá inteligencia