Дмитрий Поспелов: Десять «горячих точек» в исследованиях по искусственному интеллекту

Этот комплекс взаимосвязанных задач сейчас настолько активно изучается, что есть немалые основания считать, что в ближайшие годы проблемы синтеза текстов найдут свое разрешение.

Исторически сложилось так, что системы технического зрения и машинной графики всегда находились где-то на окраине области ИИ. Как и модели распознавания образов, методы, используемые для решения возникающих здесь задач, по своей сути были мало чем похожи на те, которые традиционно использовали специалисты по искусственному интеллекту. Для классических «систем, основанных на знаниях», как часто называются экспертные и другие интеллектуальные системы, уровень сенсорных и перцептивных процессов, играющих фундаментальную роль при зрительном восприятии или восприятии речи, оказался слишком «мелким». В их базах знаний был реализован куда более «крупный» уровень ментальных представлений. И пока специалисты по использованию зрительной и акустической информации в интеллектуальных системах занимались «нижними» уровнями восприятия и генерации, остальные специалисты, работающие в области ИИ, не находили с ними общего языка.

Настоящее общение между ними началось в 80-е годы, когда стали появляться первые исследования в области ментальной интерпретации перцептивных образов (анализ трехмерных сцен) и в области анимации зрительных картин, связанных с ментальными представлениями. Установление связи между текстами, описывающими сцены, и соответствующими изображениями потребовало наличия в базах знаний специальных представлений для зрительных образов и процедур соотнесения их с традиционными формами представления знаний.

Графическая информация стала трактоваться с позиций знаний, содержащихся в ней. Если до этого ее функция сводилась к иллюстрации тех или иных знаний и решений, то теперь она стала включаться равноправным образом в те когнитивные процессы, которые моделируются в базах знаний и на основе их содержимого. Термин «когнитивная графика» отражает этот принципиальный переход от иллюстрирующих изображений к видеообразам, способствующим решению задач и активно используемых для этого.

Когнитивная функция изображений использовалась в науке и до появления компьютеров. Образные представления, связанные с понятиями граф, дерево, сеть и т.п. помогли доказать немало новых теорем, круги Эйлера позволили визуализировать абстрактное отношение силлогистики Аристотеля, диаграммы Венна сделали наглядными процедуры анализа функций алгебры логики.

Систематическое использование когнитивной графики в компьютерах в составе человеко-машинных систем сулит многое. Даже весьма робкие попытки в этом направлении, известные как мультимедиа-технологии, привлекающие сейчас пристальное внимание специалистов (особенно тех, кто занят созданием интеллектуальных обучающих систем), показывает перспективность подобных исследований.

Пока же область компьютеризации правополушарных функций мозга человека остается почти терра инкогнито. Здесь начаты лишь первые большие проекты, направленные на создание систем, опирающихся на когнитивную графику. На наш взгляд, в ближайшие годы следует ожидать качественного прорыва в этой области ИИ.

Тема с таким названием возникла на конференциях, посвященных проблемам ИИ, где-то в первой половине 80-х годов. Причин для появления такой проблематики было несколько. Прежде всего, стало ясно, что эффективная реализация ряда важных для интеллектуальных систем процедур требует параллельной и асинхронной их организации. Подобные процессы интегрируют в себе активности отдельных центров, решающих свои локальные задачи. Но эти локальные задачи и пути их решения должны быть согласованы в границах некоторых глобальных целей.

Примерами процедур такого рода могут быть процедуры согласования мнений различных экспертов по поиску решения сложной многоцелевой задачи, согласование локальных локомоций при синтезе интегрального движения (например, движение робота, снабженного зрением и манипуляторами) или процедура коллективного взаимодействия интеллектуальных систем при решении в автономном режиме некоторой общей задачи.

Появление специальных архитектур, призванных поддерживать такую организацию процессов (например, параллельные вычислительные системы, в которых используется принцип «доски объявлений»), еще более усилило интерес к многоагентным моделям. Наконец, уверенность в том, что в нервных тканях живых организмов реализуется асинхронный и параллельный режим поиска решения, также оказала свое влияние на исследования в области многоагентных систем.