Inteligena Artificial

Inteligena artificialeste un termen tehnic ce desemneaz undomeniu de cercetare n cadrulinformaticii. Definiia cea mai acceptat a inteligenei artificiale a fost dat deJohn McCarthyn1955: o main care se comport ntr-un mod care ar putea fi consideratinteligent, dac ar fi vorba de un om.O trstur des ntlnit a inteligenei artificiale este csistemulrespectiv este capabil s nvee, cu sau chiar fr ajutoare externe, cu scopul de a se mbunti permanent.ClasificareInteligena artificial e mprit n dou categorii: inteligen artificial puternic: prin aceasta se nelege o intelegen artificial, de obicei bazat pe uncomputer, care chiar poate "gndi" i este "contient de sine". inteligen artificial slab : o inteligen artificial care nu pretinde c poate gndi, putnd ns rezolva o anumit clas de probleme ntr-un mod mai mult sau mai puin "inteligent", de exemplu cu ajutorul unui set de reguli. Progresul n crearea unei inteligene artificiale puternice este mic. Aproape toate simulrile inteligenei se bazeaz pe reguli i algoritmi obinuii, existnd un progres doar n domeniul celei slabe (de exemplu larecunoaterea verbali ascrisului, latraducerea automatdintr-o limb n alta sau i la jocul de ah).IstoricLa nceput, crearea i cercetarea inteligenei artificiale s-a desfurat pe domeniul psihologiei, punndu-se accent pe inteligena lingvistic, ca de exemplu latestul Turing. Acest test const ntr-o conversaie n limbaj uman natural cu o main (computer) care a fost programat special pentru acest test. Exist un juriu uman care converseaz cu acest computer, dar i cu un om, prin cte un canal pur text (fr ca ei s se vad sau s se aud). n cazul n care juriul nu poate s-i dea seama care este computerul i care omul, atunci inteligena artficial (programul calculatorului) a trecut testul.Turinga prezis n1950c pn n anul2000vor exista maini (calculatoare) cu 109bytes (1 GB) de memorie care vor putea "pcli" 30% din juriile umane ntr-un test de 5 minute. ns, n timp ce pe de-o parte tehnologia chiar a depit previziunile lui Turing, inteligena artificial este nc departe de a fi realizat.

Noile previziuni ale experilor se bazeaz pe aa-numitalegea lui Moore("numrul de tranzistori pe uncircuit integratse va dubla la fiecare 18 luni, prin urmare i puterea de calcul"), "lege" care s-a ndeplinit pentru ultimii 30 de ani destul de bine, i poate c va mai fi valabil nc 5-10 ani. Pentru viitor se sper c noile tehnologii (cuantice, optice, holografice, nanotehnologiile .a.) vor permite meninerea creterii exponeniale, astfel c n maximum 20 de ani computerele s depeasca puterea de procesare a creierului uman. Unul dintre principalii susintori ai acestei ipoteze, pe lngVernor Vinge, este cunoscutul expertRay Kurzweilcu a sa celebrlege a ntoarcerilor accelerate.n1961,John Lucasa argumentat n lucrarea sa Mini, maini i Gdel c mintea unui matematician nu poate fi reprezentat printr-unalgoritm, bazndu-se peteorema incompletitudiniia lui Gdel ("Nu exist sisteme formale care s fie i consistente ne-contradictorii), i complete.".

Legea lui MooreLegea lui Mooredescrie o tendin pe termen lung nistoria mainilor de calcul: numrul detranzistoricare pot fi plasai pe un circuit integrat se dubleaz aproximativ la fiecare doi ani. Aceast tendin a continuat de mai bine de o jumtate de secol. Surse din 2005 se ateptau ca aceast tendin s continue cel puin pn n 2015 sau 2020. Cu toate acestea, n 2010 s-a estimat o ncetinire a creterii la sfritul anului2013, dup care se estimeaz c numrul de tranzistori se va dubla la fiecare 3 ani.

Singularitate tehnologicSingularitatea tehnologiceste unconceptdinfuturologiecare se refer la implicaiile pe care n general le areprogresultehnico-tiinificfoarte acceleratpentruspeciaumani ceea ce nelegem prinom.n anul1958, ntr-uninterviu, celebrulmatematicianJohn von Neumannvorbea despre faptul c progresul tehnico-tiinific accelerat las s se ntrevad un fel de singularitate, dincolo de careviaailumeaaa cum le tim noi nu mai pot exista. n1965,I. J. Goodintroduce ideea de explozie inteligent (a unei maini) care este inclus acum n conceptul singularitii tehnologice. Conceptul a fost n mod formal lansat n1993de ctrematematicianulVernor Vingei dezvoltat apoi de ctreexperiprecumRay Kurzweil(Legea ntoarcerilor accelerate) .

Singularitate ?Termenul a fost mprumutat dinfizic(unde singularitate este de exemplu ogaur neagr, oamenii neputnd s afle ce este n interiorul ei, neputnd ptrunde dincolo deraza Schwarzschild,legilefizicii nemaiavnd valabilitate aici. Se pare cUniversuls-a nscut dintr-o asemenea singularitate, unde spaiulitimpulerau comprimate lainfinit) i dinmatematic/analiza complex(unde singularitatea estepunctuln care oecuaiesau osuprafa ce degenereaz sau dispare).

Explozie de inteligenConformlegii lui Moore, se estimeaz c n aproximativ 20-30 de anicomputerelevor depi puterea de calcul acreieruluiuman, care este de ordinul a 1014operaiipesecund.Omul dispune de 100 demiliardedeneuronicu cte 1.000 deconexiunipe neuron (calculele avnd loc n principal n conexiuni) i cu 200 de operaii pe secund pe fiecare conexiune.n lucrarea saLegea ntoarcerilor accelerate,Ray Kurzweilajunge la concluzia c de la apariia Universului, i mai ales de la apariia vieii pePmnt,evoluiaa avut locexponenial(chiar dublu exponenial) i nuliniar.Extrapolnd legea lui Moore, Kurzweil presupune c n cei 100 deaniai secolului al XXI-lea vom asista la o evoluie comparabil cu 20.000 de ani precedeni, dac se meninecurba exponenial. Aceasta deoarece odat ce computerele vor depi performana creierului uman, ele vor fi capabile s se autombunteasc, meninnd ritmul decretereexponenial al vitezei de calcul. Rezultatul va fi cprogresultehnico-tiinific va cunoate o accelerare din ce n ce mai nalt. Acele computere vor fi n stare pn la urm s descifreze aproape toate secretelenaturiii Universului.

Acest presupus salt tehnologic ultrarapid va duce laevenimenteaproape imposibil deimaginatpentru speciahomo sapiens: contopirea dintre inteligena biologic i cea nebiologic (mind uploading), oameni aproapenemuritorii nivele nalte desuperinteligencare se rspndesc rapid n ntregUniversul. De aceea este folosit termenul de singularitate: specia uman nu are cum s neleag ce va urma (gaur neagr), la fel cum obacterienu poate nelege ce este un om, att de mare va fi progresul tehnico-tiinific.

Reea neuronic artificialReelele neurale artificiale sunt o ramur din tiinainteligenei artificiale, i constituie totodat, principial, un obiect decercetarei pentruneuroinformatic. Reelele neurale artificiale caracterizeaz ansambluri de elemente de procesare simple, puternic interconectate i opernd n paralel, care urmresc s interacioneze cu mediul nconjurtor ntr-un mod asemntorcreierelorbiologice i care prezint capacitatea de a nva. Ele sunt compuse dinneuroniartificiali, sunt parte a inteligenei artificiale i i au, concepional, originea ca i neuronii artificiali, nbiologie. Nu exist pentru RNA o definiie general acceptat a acestor tipuri desisteme, dar majoritatea cercettorilor sunt de acord cu definirea reelelor neuronice artificiale careelede elemente simple puternic interconectate prin intermediul unor legturi numite interconexiuni prin care se propaginformaienumeric.Originea acestor reele trebuie cutat n studierea reelelor bioelectrice dincreierformate deneuroniisinapseleacestora. Principala trstur a acestor reele estecapacitateade anva pe baz de exemple, folosindu-se de experiena anterioar pentru a-i mbunti performanele.StructurDei se aseamn n funcionare cu creieruluman, reelele neurale au o structur diferit de cea acreierului. O reea neural este mult mai simpl dect corespondentul su uman, dar la fel ca icreieruluman, este compus din uniti puternice cu capcitate de calcul, mult inferioare ns corespondentului uman, neuronul.

CaracteristiciReelele neurale artificiale se pot caracteriza pe baza a 3 elemente: modeluladoptat pentru elementul de procesare individual, structura particular de interconexiuni (arhitectura) mecanismele de ajustare a legturilor (de nvare).

Modele ale neuronului artificialSunt mai multe criterii de clasificare a modelelor neuronului elementar, ce implic: domeniul de definiie asemnalelorfolosite, natura datelor folosite, tipul funciei de activare, prezenamemoriei. Dar cel mai utilizat model estemodelul aditiv.

Modelul aditiv al neuronului artificialArhitecturi

Exist numeroase modaliti de interconectare a neuronilor elementari, dar pot fi identificate dou clase de arhitecturi: cu propagare a informaiei numai dinspre intrare spre ieire, reele de tipfeedforward reele recurente(cu reacie).

Un dezavantaj al reelelor neurale l constituie lipsa teoriei care s precizeze tipul reelei i numrul de neuroni elementari, precum i modalitatea de interconectare. Exist cteva tehnici de tippruningsau de tiplearn and grow, dar acestea sunt n intense cercetri.

Algoritimi de nvarePrincipala deosebire a reelelor neurale fa de alte sisteme (electronice) de prelucrare a informaiilor l constituie capacitatea denvaren urma interaciunii cu mediul nconjurtor, i mbuntirii performanelor. O reprezentare corect a informaiilor, care s permit interpretarea, predicia i rspunsul la un stimul extern, poate permite reelei s construiasc unmodelpropriu al procesului analizat. Acest model va putea rspunde astfel unor stimuli neutilizai nproceseleanterioare de nvare ale reelei RNA. Informaiile utilizate n procesul de nvare pot fi informaii disponibile, iar modul de reprezentare intern urmrete un set de reguli bine documentate. Aceti algoritmi pot fi clasificai dup mai multe criterii cum ar fi:disponibilitatea rspunsului dorit la ieirea reelei,existena unui model analitic,tipul aplicaiei n care sunt utilizai, dar cele mai multe documentaii se rezum la dou clase mari:nvarea supravegheat(care presupune existea n orice moment a unei valori dorite a fiecrui neuron din stratul de ieire) invarea nesupravegheat(n care reeaua extrage singur anumite caracteristici importante a datelor de ieire, n urma unui gen de competiie ntre neuronii elementari). n ultima perioad se remarc nc o clas de algoritmi, algoritmii denvare folosind un critic, rezultai n urma observaiilor experimentale fcute pe animale, acestia fiind de tipul recompens/pedeaps.

Aplicaii n viaa de zi cu ziDomeniile n care reelele neurale realizeaz modele eficiente sunt: Aproximri de funcii Predicii a unor serii temporale Clasificri Recunoatere de tipare Recunoatere vocal Scanarea retinei nvarearobotuluicare se verific n mod constant cu un om

Reele neuronale folosindalgoritmi geneticipot fi folosite n controlul roboilor industriali. Un alt domeniu de interes pentru reelele neurale estemedicinai sistemele biomedicale. n acest moment se utilizeaz reele neuronice pentru descoperirea deboli, prin recunoaterea unor tipare de pecardiograme, .a.

Calculatorul cuanticCalculatorul cuantic este o idee futurist a crui funcionare se bazeaz pe fenomenele mecanicii cuantice si anume de superpoziiesientanglement.Este o idee menita sa revolutionize mediile de procesare conventionale ce folosesc tranzistorii.

Legea superpoziiei cuantice:Legea superpoziiei cuantice este una din legile fundamentale ale fizicii cuantice ce afirm c un sistem fizic (cum ar fi un electron) exist parial n toate strile teoretice sau practice posibile simultan,dar cnd msurat d un rezultat corespunztor la doar una din configuraiile posibile tuturor strilor sale pariale.La baza legii superpoziiei cuantice st ecuaia lui Schrdinger :-care afirm c o entitate fizic poate fi in toate strile teoretice sau practice posibile simultan att timp ct noi nu cercetam starea sa curent.Un bun exemplu este paradoxul propus de el ce st la baza teoriei sale : Pisica lui Schrdinger o pisic este pus ntr-o cutie impreun cu o otrav,o surs de radiaie si un dispozitiv Geiger(detecteaz radiaia i trimite un impuls electric). Sursa de radiaie se va declana aleatoriu , activeaz dispozitivul Gaiger ce va scpa un ciocan peste otrav astfel pisica moare .Netiind cnd dispozitivul se va declana pisica este moart i vie n acelai timp .

Legea entanglement-ului cuantic:Entanglementul cuanticeste un fenomen cuantic nc neelucidat complet n carestrile cuanticeale mai multor obiecte sau particule elementare diferite sunt cuplate ntre ele. Cuvntul englez entanglement nseamn ncurctur complicat.n sens matematic,funcia de undglobal care descrie sistemul de obiecte entanglate nu poate fi redus (factorizat) ntr-un produs de mai multe funcii elementare independente corespunznd fiecare cte unui obiect individual, chiar dac obiectele respective sunt separate spaial.

QubitulCalculatorul cuantic folosete o nou modalitate de stocare a datelor i anume qubit-ul spre deosebire de calculatoarele de acum ce folosesc bit-ul.Un qubit poate stoca o cantitate semnifivativ mai mare fa de fratele sau mai mic.Bit-ul poate fi ori 0 ori 1 pe cand qubitul poate fi i 0 si 1 in acelai timp. Recent cei de la IBM au reusit sa produca un qubit care sa poata fi folosit.Forma matematica a unui qubit

Qubit produs de IBM

Bibliografie:

http://ro.wikipedia.org/wiki/Inteligen%C8%9B%C4%83_artificial%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fi%C8%99ier:PPTExponentialGrowthof_Computing.jpghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Fiier:PPTSuperComputersPRINT.jpghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Sistem_experthttp://ro.wikipedia.org/wiki/Re%C8%9Bea_neuronal%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/IBMhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Testul_Turinghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Inteligen%C8%9B%C4%83http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computerhttp://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_mechanicalhttp://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_harmonic_oscillatorhttp://en.wikipedia.org/wiki/Bithttp://en.wikipedia.org/wiki/Qubitshttp://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_stateshttp://en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger%27s_cathttp://en.wikipedia.org/wiki/File:Schrodingers_cat.svghttp://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglementhttp://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_superposition

Inteligena Artificial i dezvoltarea tehnologicPage 1