В одной из глав своей работы «Точная эпистемология и искусственный интеллект». Виктор Финн рассказал (в том числе) о развитии искусственного интеллекта и образования. Весь материал доступен по ссылке.
Итак, сформулируем основные выводы относительно рассмотрения принципов и средств ТЭ.
Интеллектуальный анализ данных (ИАД) является формализованным конструктивным процессом реализации эвристики формирования и пополнения семейства квазиаксиоматических (открытых) теорий IЕr.
Охарактеризуем ИАД в ДСМ-методе АПИ детально.
Рабочий компонент ДСМ-метода АПИ – интеллектуальные системы (ИС-ДСМ: Df.2-1), которые осуществляют ИАД для баз фактов и баз знаний (множества аксиом и гипотез).
Адекватность применения Решателя задач ИС-ДСМ относительно предметной области типа W1-2 обеспечивается заданием в процедурной части баз знаний множества стратегий ДСМ-рассуждений Str, которые конструктивно посредством правил индуктивного вывода для Strx,y специфицируют вид отношений «причина-следствие».
Корректность порождения эмпирических закономерностей, представимых посредством IntER, поддерживается обнаружением предзакономерностей Aj, где σ=+,-, а 1≤j≤6, для всех HPWh таких, что HPWh ∈ HPW, что минимизирует случайности расширений баз фактов.
Реализация адекватности (2)′ и корректности (3)′ применения Решателя задач осуществляет моделирование предметной области, представленной в базах фактов ИС-ДСМ посредством порождения предикатов H2,(x,y)(V,Y,p,h) и H1,(x,y)(V,Y,p,h) для соответствующих Strx,y, где Strx,y∈ Str.
Логическим средством ИАД является взаимодействие индукции, аналогии и абдукции 1ого рода, которое формализовано в ДСМ-рассуждениях, применяемых к последовательностям расширяемых (вложенных) баз фактов. ДСМ-рассуждения являются логическими средствами семейства квазиаксиоматических теорий IЕr.
ДСМ-рассуждения, используемые в ДСМ-исследованиях, формализованы в языке JL, а ДСМ-исследования формализованы в метаязыке JL языке МJL, в котором выразимы эмпирические закономерности ER, невыразимые в JL. Характеризация множества ER осуществляется в языке ММJL. В ММJL формализуется отношение частичного порядка на элементах ER, а также отношение частичного порядка на модальных следах М ранга r.
Таким образом, эвристика обнаружения эмпирических закономерностей и поддержка формирования семейства IЕr осуществляется в иерархии формальных языков.
Идеи контроля над выводом и использования средств принятия порождаемых гипотез (нового знания), имеющиеся в различных текстах Ч.С. Пирса и связанные с его пониманием абдукции, реализуются конструктивно в ДСМ-методе АПИ на пяти уровнях принятия результатов ДСМ-рассуждений и ДСМ-исследований: первый уровень – принятие полугипотез о причинах и предсказаниях посредством локальных вынуждений (LF) и каузальных вынуждений, соответственно; второй уровень принятия этих полугипотез – пролонгированные каузальные вынуждения (PCF); третий уровень принятия полугипотез – использование интегральных каузальных вынуждений (ICF, ICF∈ICF), порождающих гипотезы эмпирических закономерностей, соответствующие ExtER и образующие эмпирические модальности; четвертый уровень принятия полугипотез – применение абдукции 2ого рода и подтверждаемых ДСМ-рассуждений посредством верификации полугипотез о предсказаниях; и, наконец, пятый уровень принятия результатов ДСМ-исследований – порождение эмпирических закономерностей ранга r посредством модальных следов ДСМ-исследований.
Естественно, что эти пять уровней принятия результатов ДСМ-исследований являются средством контроля за их достоверностью и средством повышения этой достоверности.
Эвристика ДСМ-метода, применяющая ДСМ-рассуждения для ДСМ-исследований, использует обнаружение сходств (+)- и (–)-фактов, множество стратегий ДСМ-рассуждений Str и множество историй возможных миров HPW, что вызывает необходимость параллельной программной реализации Решателя задач для ДСМ-метода АПИ, расширяющего базу знаний интеллектуальных систем (ИС-ДСМ) посредством эмпирических закономерностей [57].
Для больших массивов данных в связи со сказанным эффективная реализация ДСМ-метода АПИ в ИС-ДСМ возможна в суперкомпьютерах.
Существенным средством реализации ДСМ-исследований является абдукция 2ого рода и подтверждаемые ДСМ-рассуждения, что предполагает применение двух концепций истины – когерентной и корреспондентной, когерентной – для порождения гипотез, об эмпирических закономерностях, а также – корреспондентной концепции истины для порождения эмпирических закономерностей ранга r с использованием верификации полугипотез о предсказании исследуемых эффектов [25-28].
Пятый уровень принятия эмпирических закономерностей ранга r обеспечивает надежность контроля за результатами ДСМ-исследований и их направленного продолжения, что существенным образом отличает ИАД от известных средств анализа данных.
Принятие результатов ДСМ-рассуждений и ДСМ-исследований на всех пяти уровнях отражается в двух шкалах оценки качества рассуждений и гипотез [29, 16]. Несингулярная оценка работы ИС-ДСМ – характерное средство её как партнерской человеко-машинной системы (Df.2-1).
Так как применение инструмента ИАД – ИС-ДСМ предполагает последовательное и управляемое расширение баз фактов для порождения модальных следов М ранга r, представляющих эмпирические закономерности различных видов, то ИАД предполагает следующий принцип: open data важнее big data.
Порождение эмпирических закономерностей ранга r, где r≥1, является усилением критерия демаркации К.Р. Поппера, отличающего научное исследование от работы, не имеющей научного статуса [23]. Критерий демаркации К.Р. Поппера ограничивается только возможностью фальсификации результатов исследования. Усиленный критерий демаркации формализуется как «фальсификация + множество эмпирических закономерностей», которые завершают r-тый этап исследований.
Нетривиальной особенностью ИАД является использование онтологий, образованных множеством отношений, а не свойств (атрибутов), а, следовательно, неаристотелевское понимание понятий ([48], [59]).
Итогом характеризации ИАД в ДСМ-методе АПИ является указание на наличие естественной последовательности связей: определение теоретического интеллекта (Df.1-1), содержащего способности (1)-(13) определение интеллектуальной системы (Df.2-1) определение ДСМ-рассуждений как взаимодействия индукции, аналогии и абдукции определение ДСМ-исследований, использующих множества Str и HPW для последовательностей расширяемых баз фактов решения проблем индукции и абдукции как основных проблем ТЭ, основанной на постулатах Р1-Р7 определения квазиаксиоматических теорий и множества эмпирических закономерностей ранга r.
Эта последовательность понятий и процедур осуществляется посредством особенностей (1)′- (15)′ и информативно характеризует ИАД в ДСМ-методе АПИ.
Сформулированная выше последовательность понятий и процедур и особенности (1)′- (15)′ отличают ИАД от анализа данных известными средствами (в том числе и от нейронных сетей, реализующих только две интеллектуальные способности – распознавание и обучение).
ТЭ и её логические средства, основанные на решении проблем индукции и абдукции, а также представлении знаний посредством семейств квазиаксиоматических (открытых) теорий, является понятийным и конструктивным аппаратом для решения проблемы Г. Риккерта [62].
В самом деле, ТЭ и конструктивные средства ИИ, реализующие её идеи, понятия и проблемы, создают аппарат для представления знаний и формализации рассуждений в таких областях знания, в которых знание слабо формализованы, а данные могут быть структурированы. Таковыми являются науки о социальном поведении и гуманитарные науки (науки о культуре согласно Г. Риккерту).
Таким образом, создаются средства для формализации исследований и проведения экспериментов в компьютерных системах – системах ИИ и интеллектуальных системах для указанных областей знания вопреки утверждениям Г. Риккерта о существенном различии исследований в науках о природе и науках о культуре, ибо эмпирические номологические высказывания могут быть обнаружены и в науках о жизни и в науках о культуре согласно методологии ТЭ и её конструктивными средствами ИАД. Примером применения логических средств ТЭ в социологии являются исследования посредством ДСМ-метода АПИ ([63], [64]).
В настоящее время достаточно развит базисный ДСМ-метод АПИ ([16], [35], [38], [57]), содержащий индуктивные правила вывода для канонов сходства, различия, сходства-различия [34а] и правил индуктивного вывода «с запретом на контрпримеры» [35], для которых разработаны средства обнаружения эмпирических закономерностей, представляемые посредством эмпирических номологических высказываний.
Для производных вариантов ДСМ-метода АПИ, которые используют индуктивные правила вывода для методов остатков, сопутствующих изменений [65] и правил индуктивного вывода с отношением порядка ([30], Часть I, Глава 1) не созданы средства для их упорядочения и обнаружения эмпирических закономерностей.
Аналогичное имеет место для модифицированных вариантов ДСМ-метода, которыми являются обобщенный ДСМ-метод с тернарным предикатом причинности [66], ситуационный ДСМ-метод с тернарным предикатом «объект, ситуация, эффект» [30, Часть I, Глава 2] и обратный ДСМ-метод автоматического порождения гипотез с предикатом для порождения гипотез «следствие-причина» [67].
Создание решателя задач с базисными, производными и модифицированными вариантами ДСМ-метода АПИ, применяемых для обнаружения эмпирических закономерностей и поддержки образования квазиаксиоматических (открытых) теорий является актуальной проблемой развития процедурных средств ТЭ как технологий ИИ, реализующих ИАД в науках о жизни и социальном поведении и в других областях, удовлетворяющих условиям применимости ДСМ-метода АПГ.
С точки зрения ТЭ, формулирующей содержание интеллектуальных процессов и реализующих их интеллектуальных систем (Df.1-1, Df.2-1) весьма распространенными являются перечисляемые ниже относительно ИИ заблуждения:
Из заблуждений 1-4 следует неявная вера в возможности развития технологий, претендующих на имитацию интеллекта без понимания интеллекта и содержания эвристик, его имитирующих и усиливающих.
В силу сказанного понимание ИИ как «комплекса технологических решений, позволяющих имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма) и получения при выполнении конкретных задач результатов, сопоставимых, как минимум, с результатами интеллектуальной деятельности человека» является эклектичной характеризацией проблем ИИ, и не может служить его определением, ибо неявно подразумевает перечисленные выше заблуждения относительно ИИ.
Подобная характеризация ИИ исключает использование его теоретических оснований и научного аппарата его развития и реализации.
В силу сказанного выше технологии ИИ могут лишь совершенствоваться и распространяться, но не возникать на теоретических основаниях, которые связаны с логиками рассуждений и средствами представления и организаций знаний в базах знаний.
В этой характеризации нет понимания «интеллектуальности» используемых процедур и отсутствует понимание самого интеллекта, что порождает чисто бихевиористское представление о процедурах ИИ: к ИИ относится всякая компьютерная программа, которая в результате делает то, что делает человек. Тогда автоматизация любых вычислительных процедур есть средство ИИ.
Подобная эклектичная трактовка проблем и средств ИИ фактически к главным средствам ИИ относит компьютерное зрение, обработку естественного языка, распознавание и синтез речи, интеллектуальную поддержку принятия решений и перспективные методы ИИ. Заметим, что «интеллектуальная поддержка принятия решений» должна быть основана на понимании конструктивно реализуемых интеллектуальных способностях (для этого необходимо определение идеального интеллекта Df.1-1).
Перспективные же методы ИИ не могут быть созданы без теории логики рассуждений и формализованных эвристик решения задач, использующих языки представления знаний, которые предполагают понятийный аппарат точной эпистемологии.
Квалифицированное представление о развитии ИИ невозможно без понимания видов продуктов ИИ их взаимосвязи. Таковыми являются системы ИИ, интеллектуальные системы и ИИ-роботы. Системами ИИ являются любые компьютерные системы, реализующие известные процедуры, созданные ради общих идей ИИ: автоматическое доказательство теорем, рассуждения на основе прецедентов, нейронные сети, нечеткие множества и связанные с ними процедуры, генетические алгоритмы.
Главным продуктом ИИ являются интеллектуальные системы (ИС), реализующие интеллектуальные процессы такие, что они образованы взаимодействием мыслительных (МП) познавательных процессов (ПП), рассмотренных в §1 настоящей работы. Мыслительные процессы имитируются и усиливаются правилами формализованных логических выводов (в ДСМ-системе АПИ ими являются правила индуктивного вывода и вывода по аналогии). Познавательные же процессы имитируются и усиливаются процедурами преобразования массивов расширяемых данных (в том числе процедурами поиска сходства фактов, процедурами проверки сохранения гипотез при расширениях баз фактов и процедурами принятия результатов посредством абдуктивного объяснения баз фактов). К познавательным процедурам следует отнести и вычислительные процедуры, сопровождающие рассуждения и управляемые ими.
Таким образом, интеллектуальный процесс, характеризуемый множеством интеллектуальных способностей (1)-(13) из §1, реализуется посредством Решателя задач, применяемого к расширяемым базам фактов и знаний ИС.
Из перечня (1)-(13) следует, что ИС имеет два режима работы – автоматический и интерактивный. Следовательно, ИС являются партнерскими человеко-машинными системами.
ИС являются существенным модулем ИИ-роботов, а ИИ-робот = ИС + сенсорный модуль + мехатроника.
Таким образом, ИИ-роботы являются продуктом, основанным на ИС.
Содержание реализаций ИС и их ценность определяется тем, что ИС осуществляет ИАД, существенным образом, отличающимся от анализа и обработки данных для их фиксированных массивов.
ИАД – средство автоматизированной поддержки исследований, а исследование – осуществление интеллектуальных процессов, результатом которых является knowledge discovery.
Среди сотрудников некоторых ведущих мировых университетов и компьютерных фирм обсуждаются актуальные проблемы развития ИИ («точки роста»). Таковыми являются:
Замечание 17-3. Упомянутые «точки роста ИИ» имеют методологические теоретические средства для их развития и соответствующую экспериментальную поддержку посредством понятий и процедур ТЭ и основанного на ней ДСМ-метода АПИ.
Это утверждение имеет следующую аргументацию.
Таким образом, принципы ТЭ и основанный на них ДСМ-метод АПИ, являющийся отечественным методом ИИ, способны осуществлять решение проблем, относящимся к упомянутым «точкам роста ИИ».
ДСМ-метод АПИ, как формализованная эвристика, применим к предметным областям таким, что знания в них слабо формализованы, а данные могут быть структурированы (эти условия характерны для применения ИС – главного продукта ИИ). Перечислим эти области: медицина, фармакология, экология, социология, криминалистика, техническая диагностика, робототехника, управление и оборона.
Применение ИС в медицине, в частности, может решать задачи поддержки диагнозов, предсказаний выбора наилучшего способа лечения, предсказания возможных осложнений при хирургических операциях, прогнозирования рецидивов или ремиссий после проведенных лечений (в том числе с использованием генетической информации [70]).
Важно отметить, что надежность результатов применения ИС в медицине зависит от последующих наблюдений над прошедшими лечение больными, что требует соответствующей организации и стандартов в представлении историй болезней в базах данных. Создание единых баз данных для решения диагностических задач и консультаций в удаленном доступе также является задачей, реализуемой посредством ИС.
Актуальной проблемой является создание ИС для ИАД совершаемых преступлений с обнаружением условий (ситуаций), причин преступлений и характеристик преступников.
Важной областью применения ИС является социология. Возможность применения ИАД посредством ИС является решением проблемы формализованного качественного анализа социологических данных ([63], [64]).
Применение ИС, реализующих ДСМ-метод АПИ, в социологии решает важные задачи посредством ИАД (следовательно, качественным анализом данных), а, именно исследование индивидуального поведения, обнаружение детерминант социального поведения, учет влияния ситуаций (ситуационная версия ДСМ-метода АПИ ([38], Часть IV, Глава 2)), анализ и прогнозирование мнений с распознаванием их рациональности.
Качественный анализ данных посредством ИАД в ИС может быть применен и в других социальных науках (например, в социальной психологии и антропологии).
Так как ДСМ-метод АПИ удовлетворяет постулатам Р1 – Р7 ТЭ, характеризующих взаимодействие мыслительного и познавательного процесса (§1), то ИС-ДСМ являются конструктивным средством решения задач когнитивной социологии: имитации и усиления познавательных возможностей исследователя – социолога и обнаружение рациональности мнений респондентов.
Следует отметить необходимые условия для создания ИС – возможность выделения существенных параметров, характеризующих носителей эффектов и самих эффектов и разработку языка представления знаний. Эти условия порождают необходимость междисциплинарной организации коллектива создателей ИС и их профессиональной подготовки.
Разработка главного продукта ИИ – интеллектуальных систем и основанных на них ИИ-роботах требует создания необходимых условий для их создания и поддержки их функционирования. Перечислим ниже эти условия.
В связи с содержанием проблем ИИ, тесно связанных с ТЭ, логикой, математикой, программированием и методами ИИ образование IT-специалистов, способных создавать методы ИИ, разрабатывать ИС и когнитивное и программное обеспечение ИИ-роботов весьма специфично и неоднородно. Дело в том, что оно требует специализации в зависимости от роли будущих ИИ-специалистов в создании продуктов ИИ, а также новых методов и теоретических оснований.
Необходимо создавать образовательные программы для четырех типов специалистов:
Очевидно, что должны быть созданы образовательные программы для всех четырех видов специалистов, в которых были бы базовые курсы математики, логики, программирования, методов ИИ и принципов проектирования ИС.
Перечислим ниже базовые курсы для специалистов Типа I
Из-за междисциплинарности образовательных программ и интенсивной их практической поддержки – участия в разработках главных продуктов ИИ (ИС и ИИ-роботов), необходим срок обучения в течение шести лет.
Профессиональная подготовка IT-специалистов типов I-IV создаст необходимый корпус исследователей и технологов, способных осуществлять реальное развитие проблем и практических применений ИИ оригинального, а не эпигонского характера. Следует обратить внимание на имеющиеся результаты отечественной школы исследователей относительно теоретических оснований ИС – главного продукта ИИ.
В заключение обсудим источники, вызвавшие потребность в развитии проблем и продуктов ИИ, как области исследований и технологических применений.
Современное общество в двух своих ипостасях, которыми являются цивилизация и культура, характеризуют как информационное общество [71]. Его цивилизационными особенностями являются
Изменения в культуре информационного общества:
возникновение средств computer science, логики рассуждений и теории алгоритмов;
уточнение и формализация идей эпистемологии – возникновение точной эпистемологии.
Цивилизационные особенности 1-8 и изменения в культуре 1*,2* породили потребность в инструментарии ИИ и возможность его создания, соответственно.
Таким образом, ТЭ и ИИ – ответ науки, и порожденной его технологии на возникшие потребности информационного общества. С этим связана необходимость точной эпистемологии как идейной основы для анализа потоков информации и использования знаний для принятия решений в условиях информационного общества.
Так как искусственный интеллект является областью компьютерных реализаций средств ТЭ, которыми являются средства представления знаний и логики рассуждений (Df.1-2), то сферой применения ИИ являются предметные области такие, что знания в них слабо формализованы, а данные могут быть структурированы. Очевидно, что таковыми являются, прежде всего, науки о жизни и социальном поведении, гуманитарные науки, а также социальная и гуманитарная сфера (в том числе: медицина и управление).
Таким образом, специфической особенностью информационного общества [71] является конструктивное использование знаний, что является особенностью его культуры. Оно порождает необходимость интеллектуализации в управлении, медицине, научных исследованиях и коммуникации.
Средствами же интеллектуализации являются принципы ТЭ и технологии ИИ: системы ИИ, интеллектуальные системы, ИИ-роботы. Прямыми плодами интеллектуализации являются когнитивная социология, evidence based medicine, интеллектуальное управление, развитие которых существенным образом зависит от применения продуктов ИИ и принципов ТЭ.
Из сказанного следует неудачность термина «цифровизация», ибо для информационного общества адекватным будет термин «интеллектуализация» («знания» versus «цифра»).
ЛИТЕРАТУРА