8 Geschichten, die die Entwicklung der künstlichen Intelligenz beeinflussten

Heute ist keine einzige Ankündigung über die Veröffentlichung eines neuen Smartphones oder einer neuen Anwendung vollständig, ohne künstliche Intelligenz zu erwähnen. KI ist im Trend und man würde denken, dass er kürzlich bei uns ist, aber das ist nicht so. Oder besser gesagt, nicht ganz so: Ja, KI-Tools waren erst heute weit verbreitet, aber die Entwicklung selbst begann vor mehr als einem halben Jahrhundert. Und in der Geschichte der KI gab es viele interessante Episoden, die der Öffentlichkeit nicht bekannt waren, von denen wir beschlossen, den Lesern von Habr zu erzählen.

An den Ursprüngen der KI

Es wurden so viele Artikel über künstliche Intelligenz geschrieben, dass es paradox erscheint, dass es keine einheitliche Definition dieses Bereichs gibt. Einige Experten glauben, dass es unmöglich ist, über die Schaffung ihres künstlichen Gegenstücks zu sprechen, bevor man die Natur der menschlichen Intelligenz kennt. Andere argumentieren, dass die Fähigkeit einer Maschine, Aufgaben auszuführen, die eine Manifestation der Intelligenz einer Person erfordern, bereits künstliche Intelligenz ist. Dieses Phänomen kann auch als die Fähigkeit eines Computers verstanden werden, nicht nur mit klaren Konzepten von „Ja“ und „Nein“, sondern auch mit „Vielleicht“ zu arbeiten und auch die Frage „Was wäre wenn?“ Zu stellen. Das heißt, lernen, Schlussfolgerungen ziehen und auf der Grundlage der gesammelten Erfahrungen Entscheidungen treffen.

Wenn Sie die alten Legenden über künstliche Kreationen nicht berücksichtigen, findet sich die erste literarische Erwähnung des Denkmechanismus im tschechischen Stück Karel Čapek in seinem Stück „RUR“ (Rossum Universal Robots) von 1920. Die Arbeit erzählt von einer Fabrik, die "künstliche Menschen" produziert - sie werden Roboter genannt. Wenn Sie nicht vorhaben, das Stück zu lesen (besonders auf Tschechisch ), stellen Sie sich sofort einen Spoiler vor: Zuerst arbeiteten die Roboter für Menschen und beschlossen dann, einen Aufstand vorzubereiten, der angeblich zum Aussterben der Menschheit führte. Diese Idee scheint jetzt nicht neu zu sein, weil Es ist in der modernen Literatur und im Kino weit verbreitet.

Der Begriff „künstliche Intelligenz“ wurde 1956 von dem jungen Wissenschaftler John McCarthy auf der Dartmouth-Konferenz erstmals offiziell verwendet. McCarthy erklärte KI als Wissenschaft und Technologie zur Erstellung intelligenter Computerprogramme. Trotz der unterschiedlichen Auslegung der Begriffe war das endgültige Urteil der Teilnehmer des Treffens wie folgt: "Jeder Aspekt menschlicher rationaler Aktivität kann genau so beschrieben werden, dass die Maschine ihn nachahmen kann."


Bereits in den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde von künstlicher Intelligenz nichts Gutes erwartet. Bilder aus dem Stück von Karel Chapek R.U.R. Quelle: Wikimedia

Folge 1: Walters mechanische Schildkröten

Der amerikanischen Kybernetik Gray Walter gelang es, das Konzept eines Roboters mit den Grundlagen der Intelligenz zu verwirklichen. Seine mechanischen "Schildkröten" , die zwischen 1948 und 1949 gebaut wurden, ritten zur Lichtquelle und übergaben sich an Hindernissen und gingen um sie herum. Dies war die erste vollwertige Manifestation von Intelligenz durch eine Maschine: Anstatt hilflos auf einem Tischbein zu ruhen, schloss der Roboter die Unmöglichkeit des Reisens ab und traf die Entscheidung über ein Umleitungsmanöver. In diesem Fall wurde der Roboter ausschließlich aus analogen Komponenten erstellt.


Gray Walters photophile Schildkröte-Schildkröte auf analogen Komponenten. Quelle: extremenxt.com

Folge 2: Erster maschineller Übersetzer

1954 demonstrierte IBM einen unvollendeten automatischen Übersetzer vom Russischen ins Englische, der mit nur sechs Regeln arbeitete und einen Wortschatz von 250 Wörtern aus dem Bereich der organischen Chemie hatte. Eine solche Maschine wurde vom Militär benötigt, um sowjetische Dokumente zu übersetzen.

Die Demonstration sorgte in der Presse für Furore, was nur zu weiteren Finanzmitteln im Bereich der KI führte. Die Vorteile potenzieller automatischer Übersetzer lagen auf der Hand: Schätzungen zufolge waren von 4.000 Vollzeitübersetzern aus verschiedenen Sprachen, die Mitglieder des Regierungsdienstes des Joint Publication Research Service waren, nur 300 Personen pro Monat beschäftigt. Eine Verbesserung der Erkennungsqualität und der automatischen Übersetzung würde enorme Einsparungen bringen, indem das aufgeblähte Personal reduziert wird.


IBM Übersetzer vom Russischen ins Englische, zukünftiger US-Präsident Ronald Reagan und einer der Väter der Informatik Herbert Grosh, 1954. Quelle: Columbia.edu

Folge 3: Der erste Computerschachspieler

Am 11. Mai 1997 gewann der Computer in New York zum ersten Mal in der Geschichte während eines Spiels, das nach allen „menschlichen“ Regeln ausgetragen wurde, dem amtierenden Schachweltmeister. Hier geht es natürlich um die zweite Schlacht von Garry Kasparov und DeepBlue. Dies war 40 Jahre, nachdem der Programmierer der Service Bureau Corporation (ein Geschäftsbereich von IBM) und der Teilzeitschachspieler Alex Burstein und seine Kollegen das Bernstein-Schachprogramm geschrieben hatten, das erste Schachprogramm, das mit dem Minimax-Algorithmus auf dem IBM 704-Mainframe ausgeführt wurde. Der Computer spielte langsam : Es dauerte 8 Minuten für jede Bewegung, für einen solchen Zeitraum gelang es ihm, 2800 mögliche Positionen zu berechnen. Burstein selbst hat nie sein eigenes Programm verloren, obwohl er zugab: "Theoretisch kann mich 704 nicht überraschen, aber manchmal gelingt es - ein paar Mal hat es so gut gespielt, dass es mich sogar verblüfft hat."


Amateur 704 Mainframe Schach
Quelle: NASA

Aber wer IBM 704 (nicht nur dieser von der Service Bureau Corporation, sondern ein anderer, der bei Bell Labs installiert wurde) wirklich überraschte, war der Schriftsteller Arthur Clark, der gerade bei Bell Labs auftauchte, als die örtlichen Handwerker Durch Anschließen eines Vocoders an den Mainframe haben wir 704 das Spielen des Daisy Bell-Songs beigebracht, um die Möglichkeit der Computersprachsynthese zu demonstrieren. Der Autor Clark war beeindruckt und fügte eine Szene mit dem HAL 9000-Roboter ein, der das gleiche Lied in der Space Odyssey von 2001 aufführte.

Aber das ist eine ganz andere Geschichte. Und 1957 sagten die Patriarchen der künstlichen Intelligenz Herbert Simon und Allen Newwell voraus, dass ein Computer eine Person innerhalb von 10 Jahren schlagen könnte. Und tatsächlich: 1967 begann das Mac Hack-Programm, gemeinsam mit Menschen erfolgreich an Turnieren teilzunehmen.

Folge 4: Nachdenklicher Shakey-Roboter und das Aufkommen von AI Winter

Die Entwicklung der Computertechnologie und insbesondere der KI-Lösungen begann in den 1950er und 60er Jahren, wie oben gezeigt, sehr zuversichtlich und führte zunächst zu beeindruckenden Ergebnissen. Darüber hinaus machten Wissenschaftler laute Aussagen über die hervorragenden Aussichten für die Entwicklung der Technologie. So sagte 1970 einer der Väter der KI-Doktrin Marvin Minsky die Entstehung von Computerintelligenz, die dem Menschen entspricht, "innerhalb von 3-8 Jahren" voraus. Mit ihren lauten Aussagen über die nahe Zukunft haben KI-Wissenschaftler die Messlatte für Erwartungen höher gelegt.

In den folgenden Jahren gelang es den Wissenschaftlern jedoch nicht, die versprochenen Durchbrüche zu erzielen - die Grundprinzipien und Algorithmen der künstlichen Intelligenz wurden entwickelt, echte Produkte waren weit entfernt, der Fortschritt war äußerst langsam, der unentwickelte Bereich der künstlichen Intelligenz zerstreute die Bemühungen der Forscher. Ein Beispiel für unerfüllte Erwartungen war der Shakey-Roboter , der für die Wissenschaft von großer Bedeutung war, aus Sicht der Investoren jedoch bedeutungslos. Die Arbeiten an seiner Entwicklung und Verbesserung wurden in den Jahren 1966 bis 1977 durchgeführt. Es handelte sich um einen mobilen Roboter mit einer Kamera, der unabhängig nach einer Lösung für die Aufgaben suchte. Leider blieb Shakey ein Testmodell für Technologie und Algorithmen ohne nützlichen Nutzen: Es konnte normalerweise nur in einem künstlich konstruierten Testraum funktionieren, und es dauerte mehr als eine Stunde, um die elementare Aufgabe „einen Block in einem erhöhten Raum zu erkennen und zusammenzuschieben“ vollständig zu lösen.


Der legendäre Shakey-Roboter mit einer sehr durchdachten künstlichen Intelligenz.
Quelle: SRI International

Die wachsende Skepsis der Investoren (und zu einem großen Teil der Militärs) gegenüber künstlicher Intelligenz erreichte ihren Höhepunkt in einem Bericht des Mathematikers Sir James Lighthill, der 1973 erklärte, dass Maschinen immer Schach auf dem Niveau eines erfahrenen Amateurs spielen würden, und komplexe Aufgaben wie Gesichtserkennung wird niemals in ihrer Macht stehen. Neben emotionalem Denken enthielt der Bericht vernünftige Argumente gegen KI. Unter ihnen wurden die unzureichende Rechenleistung der Computer dieser Zeit und das Fehlen eines vollwertigen maschinellen Lernens erwähnt, weshalb für den effektiven Betrieb der KI jedes Mal eine große Datenmenge aufgefüllt werden musste.

Die starke Kürzung der Mittel für die Forschung auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz, die auf den Bericht folgte, markierte den Beginn des KI-Winters.

Folge 6: Toshiba AI im Postdienst (und mehr)

Trotz der Abkühlung des Investoreninteresses am Thema künstliche Intelligenz arbeiteten die Ingenieure weiter an Maschinen mit schmalem Profil und KI-Elementen. Sie waren nicht so ehrgeizig, um zu versuchen, „künstliche Intelligenz“ zu schaffen, und fanden Lösungen für spezifische Probleme. Im Gegensatz zu Roboterherstellern haben die Entwickler solcher Maschinen jedoch echte Erfolge erzielt.

Gut die Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde die gesamte Post in den Büros von Hand sortiert - die Bediener lasen Indexe und Adressen und transferierten Umschläge und Postkarten in die erforderlichen Zellen. Versuche, einen automatischen Sortierer herzustellen, begannen in den 1920er Jahren, aber die ersten seriellen halbautomatischen Maschinen erschienen erst in den 1950er Jahren.

In den sechziger Jahren wurden bei der Post Sortierer eingesetzt, die Indexe auf Umschlägen lasen, die streng nach allen bekannten Mustern geschrieben waren. Eine Abweichung von dieser Vorlage machte den Index für die Automatisierung unlesbar. Besonders wenn der Index im üblichen schriftlichen Stil geschrieben wurde, den eine Person nicht immer beim ersten Mal erkennen kann.


Es sind so unprätentiöse Zahlen, die selbst die einfachsten Sortierpostautomaten erkennen

1965 wurde unter der Leitung des japanischen Ministeriums für Post und Telekommunikation ein Projekt zur Schaffung einer automatischen Sortiermaschine der neuen Generation gestartet. Ein Jahr später war in Toshiba (damals Tokyo Shibaura Electric Co.) ein Prototyp eines Mechanismus zur Erkennung gedruckter handgeschriebener Zahlen fertig. 1967 führte Toshiba einen Sortierer mit OCR-Technologie (Optical Character Recognition) ein. Das Gerät scannte den Umschlag mit einer Visicon-Digitalkamera und schickte den resultierenden Eindruck an die Erkennungseinheit, wo alle unnötigen Informationen mit Ausnahme der im Index gruppierten Zahlen verworfen wurden. Nach dem Erkennen handgeschriebener Zahlen wurde der Brief in das gewünschte Sortierfach gelegt.


Toshiba Post-Sortiermaschine mit 1967 Advanced AI. Quelle: Toshiba Science Museum

Während der Bearbeitung dieser ersten Muster sammelten die Ingenieure eine Basis von 300.000 Handschriftmustern, was die Effektivität der KI erheblich verbesserte. Wie sie sagten, sammelten sie Big Data, da die Maschine nicht in der Lage war, sich selbst zu lernen. Und am 1. Juli 1968 begann der aktualisierte Sortierer, der als Toshiba TR-4 bezeichnet wurde, seine Arbeit bei der Tokyo Central Post Office.

In der Folge waren die Entwicklungen für Ingenieure bei der Erstellung eines ASPET / 71-Computers hilfreich, der einen ganzen Komplex für die Erkennung von Text aus Printmedien mit einer Produktivität von 2000 Zeichen pro Sekunde darstellte. Wenn der OCR-Scanner oder die OCR-Anwendung für ein Smartphone jetzt nicht überraschend erscheint, dann sah ASPET / 71 1971 wie ein großer Durchbruch aus.


Gedruckte Texterkennung ASPET / 71 Computer.
Quelle: 電子 情報 通信 学会

Während des zweiten KI-Booms Mitte der 80er Jahre führte Toshiba eine verbesserte Version des AS-TRANSAC- Übersetzerprogramms ein , bei der KI dabei half, ganze Texte vom Japanischen ins Englische und umgekehrt zu übersetzen, wobei ihre Bedeutung beibehalten wurde. Ohne die Verwendung von AI, die die gewünschten Werte auswählt, wäre die automatische Übersetzung eine inkohärente Menge von Wörtern.

1998 erwies sich die Toshiba AI als nützlich für das EUROPA-Framework, mit dem Sie Sprachsysteme erstellen können, die die Schlüsselwörter in Sprachanfragen verstehen und auf synthetisierte Sprache reagieren. Zusammen mit EUROPA führte das Unternehmen MINOS ein - eine Plattform für die Autonavigation mit Erkennung von Sprachbefehlen und Adressen.

Folge 7: KI im 21. Jahrhundert

Wirklich laute künstliche Intelligenz machte sich 1997 bemerkbar, als der IBM Deep Blue-Schachcomputer Garry Kasparov besiegte, obwohl die Maschine ein Jahr zuvor gegen den Schachspieler verloren hatte. Die bloße Tatsache, dass eine Person den Computer verlor, war nicht überraschend, aber die mediale Sensation fügte dem Ereignis Bedeutung hinzu.

Die Veröffentlichung des Sony Aibo Home Robo-Hundes im Jahr 1999 weckte die falsche Hoffnung, dass die Ära der sprechenden Roboter und der allmächtigen künstlichen Intelligenz bald kommen würde, aber die Revolution fand nicht wieder statt - nach sieben Jahren schloss Sony das Projekt ab und startete es erst 2017 neu.


Aibo-Prototypen. Übrigens produzierte Sony neben Hunderobotern unter dieser Marke auch Löwenbabys und Astronauten, allerdings in viel geringeren Mengen. Quelle: Alex / Flickr: DSC00193

Ein neuer Boom in der künstlichen Intelligenz kam in den 2010er Jahren, als die Leistung von Computern und Mobilgeräten die Verwendung von KI in Verbrauchergeräten und -anwendungen ermöglichte. Endlich kamen alle Stars für die KI zusammen: Die vollständige Digitalisierung half dabei, die riesigen Datenbanken zu erstellen, die für die KI-Analyse und das Training erforderlich sind, und anstelle veralteter Lernalgorithmen für neuronale Netze wurden viel effizientere und produktivere entwickelt.

Im Jahr 2017 ersetzte das IBM Watson Explorer AI-System erfolgreich 34 Mitarbeiter des japanischen Versicherungsunternehmens Fukoku Mutual Insurance, die sich mit der Analyse der Kundengesundheit befassten, um individuelle Versicherungspläne zu erstellen. AI arbeitet problemlos mit Tausenden von Aufzeichnungen und berechnet das vorteilhafteste Versicherungsprogramm für beide Parteien.

Der auf YouTube ausgeführte Google Brain-Algorithmus füllt die Seitenleiste der empfohlenen Videos und findet für jeden Nutzer die für ihn interessantesten Videos. Denken Sie daran, wie viele interessante Videos Sie dank der Empfehlungen von YouTube entdeckt haben.

Das Erscheinen von KI auf den Handelsflächen gab dem E-Commerce einen starken Impuls - die empfohlene KI bei Amazon macht 35% des Gesamtumsatzes aus, bewertet die angezeigten Artikel und wählt die Produkte aus, die sie höchstwahrscheinlich kaufen werden.
Künstliche Intelligenz wird bereits in vielen kreativen mobilen Anwendungen eingesetzt, von der Bilderzeugung (Prisma) bis zur Maskierung des Gesichts (Snapchat), in allen Empfehlungssystemen, in Spracherkennungssystemen, in den meisten Überwachungssystemen, Smart Homes, Haushaltsgeräten und Robotern aller möglichen Typen und so weiter und so fort.

Und in den nächsten zehn Jahren wird es auf der Welt erschwingliche unbemannte Serienfahrzeuge geben, deren Betrieb auf KI und maschinellem Lernen basiert. Im vergangenen Jahr stellte Toshiba den neuen Visconti 4 -Bilderkennungsprozessor vor, dessen erste Version Anfang der 90er Jahre erschien. Die KI in diesem Chip ist in der Lage, eine große Menge grafischer Daten im laufenden Betrieb zu verarbeiten und Markierungen, Ampeln, Personen, andere Autos und Hindernisse auf Videos von Kameras genau zu erkennen.

Folge 8: Autos lernen zu sprechen

Hinweis: Sprechen Sie die aufgezeichneten Wörter nicht wie die IBM 704 vor dem erstaunten Arthur Clark aus, um ein Gespräch mit einer Person zu führen und angemessen auf ihre Bemerkungen zu reagieren. Der empirische Test, den der englische Mathematiker Alan Turing 1950 vorschlug, sollte die Frage beantworten, die ihn in diesem Moment beunruhigte: Kann eine Maschine wie ein Mensch denken? Denken Sie daran, dass das Wesentliche des Tests die blinde Kommunikation des Richters mit zwei Probanden ist - einem Mann und einer Maschine. Während des Dialogs sollte der Denker laut Turing den Richter irreführen und sich meisterhaft als Person ausgeben.

Der Test hat im seit 1990 stattfindenden Wettbewerb um den Löbner-Preis praktische Anwendung gefunden. Die Teilnehmer des Wettbewerbs präsentieren ihre Chatbots als lebende Gesprächspartner. Übrigens sieht der Loebner-Preis neben der Textkommunikation eine Nominierung für das audiovisuelle Programm vor, den Sieg der KI, bei dem der Wettbewerb in Zukunft automatisch abgesagt wird und damit eine Ära komplexer KI beginnt. Bisher wurden bei dieser Nominierung jedoch keine Fortschritte erzielt, und sie werden in naher Zukunft kaum erwartet.

Hier ist ein gutes Beispiel, das den Unterschied zwischen menschlicher Intelligenz und dem, was KI im Rahmen des Loebner-Preises genannt wird, zeigt (dies ist ein übersetzter Auszug aus dem Wettbewerbsprogramm 2005):

Dialog von Richter und Mensch
Richter: Pzhshchevich parchishshch krvahoch, richtig?
Mitglied: Ist es polnisch?
Richter: Was?
Mitglied: Was Sie gerade geschrieben haben.
Richter: Das ist ssvmrzya, nicht wahr?
Mitglied: Ich mache mir ein wenig Sorgen um Ihre Schreibfähigkeiten.

Und jetzt hat der Dialog zwischen dem Richter und dem Chatbot von Jabberwacky in diesem Jahr gewonnen
Richter: OK, vorerst. Ich werde mit einer anderen Entität chatten.
Mitglied: Ok, es war schön deinen Kamm zu benutzen.
Richter: Worüber sprichst du? Wie hast du meinen Kamm benutzt?
Mitglied: Gut.
Richter: Okay?
Mitglied: Ja
Richter: Sehr meditatives Gespräch.
Mitglied: Außerdem habe ich es für wohltätige Zwecke gespendet.
Richter: Was? Was hast du für wohltätige Zwecke gespendet? Dieses Gespräch?
Mitglied: Ähm ... 1 Million Dollar?
Richter: Was für eine Wohltätigkeit?
Mitglied: Sprechen wir über die Simpsons oder das Unwirkliche?
Richter: Ehrlich gesagt verstehe ich verdammt noch mal nicht, worüber wir hier sprechen.

Seit 2005 haben Chatbots einen großen Schritt nach vorne gemacht. Zum ersten Mal in der Geschichte des Löbner-Preises hat der von Vladimir Veselov geschaffene St. Petersburger Bot Eugene (Zhenya Gustman) 2014 in 33% der Fälle die Richter erfolgreich getäuscht - laut Wettbewerbsbedingungen bedeutet das Überschreiten der 30% -Schwelle, den Test erfolgreich zu bestehen. Das heißt, von 1990 bis 2014 blieb der Test für „Menschlichkeit“ mit künstlicher Intelligenz trotz der jährlichen Auszeichnung der effektivsten Chatbots formal erfolglos.

Bisher sind Chatbots jedoch weit entfernt von der künstlichen Intelligenz, von der Science Fiction geträumt hat - die Maschine kann das Gespräch nicht mit Bemerkungen unterstützen, die genau zum Kontext passen.Die menschliche Sprache ist unglaublich komplex und vielfältig und eignet sich daher immer noch nicht für komplexe Computeranalysen: Während KI einzelne Wörter und einfache Phrasen versteht, versteht sie immer noch keine tiefen Bedeutungen, und in ihren Nachbildungen erscheinen Computerphrasen selbst bei korrekter Anordnung der Wörter absurd. Und die beliebtesten Sprachassistenten Siri, Cortana und Alice von Yandex geben zwar manchmal sehr witzige Antworten, aber in jeder unverständlichen Situation stoppen sie den Dialog, indem sie zu einer Suchmaschine wechseln.

Künstliche Intelligenz ist stark, aber noch lange nicht perfekt. Vorhersage- und Erkennungssysteme machen Fehler, wenn auch viel seltener als Menschen. Während in der Gesellschaft über die Ethik künstlicher Intelligenz gesprochen wurde, gelang es der KI, eine neue Höhe zu erreichen, die vor ein paar Jahren unerreichbar schien: Das AlphaGo-Programm schlug eine Person in Go, dem letzten logischen Spiel, in dem das Primat der menschlichen Intelligenz mit ihrem abstrakten Denken als unerschütterlich angesehen wurde.