Искусственный интеллект способы применения

Области применения искусственного интеллекта

Одержит ли верх искусственный интеллект (ИИ) над человечеством? Илон Маск, основоположник Tesla, отрицает такое предположение. Чтобы убедиться в этом, известный новатор вложил 10 млн. долларов США в 37 разных научных проектов.

Несмотря на категоричность Илона Маска и его единомышленников, среди которых есть Билл Гейтс и Стивен Хокинг, большинство ученых прогнозирует принятие людьми ИИ. Стоит только глянуть на MindMeld (обработка естественного языка посредством голосовых и чат-помощников) либо VIV (развитие «умных» помощников). Считается, что переломным периодом для населения планеты станут ближайшие 10-15 лет. Причем внедрение произойдет не только на уровне информационных технологий, но и в общественном мнении, законах и повседневных привычках.

Это обуславливается двумя факторами.

Во-первых, робот с ИИ может автоматизировать процессы, для которых требуется участие человека. Во-вторых, он способен обработать и проанализировать огромный объем информации. Преимущество компьютера состоит в том, что его трудоспособность не связана с человеческим фактором, будь то личные проблемы или плохое настроение.

Таким образом, искусственный интеллект имеет широкое применение: его повсеместно встречают в медицине, промышленности, образовании, агроиндустрии, дорожном движении и быту.

Области применения искусственного интеллекта

Медицина

В данной сфере ценится память ИИ, а также возможность генерировать и сопоставлять огромные объемы информации.
Уже несколько лет у всех на слуху IBM Watson и DeepMind Health (разработка компании Google) — умные помощники, которые не только дают советы врачам, но и выясняют генетическую предрасположенность к патологиям. Так, IBM Watson уже определяет и разрабатывает план терапии 13 видов злокачественных новообразований: от рака шейки матки до толстой кишки.

Искусственный интеллект приходит на помощь даже пациентам. Все более популярными становятся приложения телемедицины, собирающие данные с фитнес-браслетов и прочих датчиков, а также «опросники», устанавливающие точные симптомы и заболевания пациентов. Так, ИИ способен распознать туберкулез и нарушение работы внутренних органов, в т.ч. головного мозга.

Некоторые из приложений разбирают человеческую речь и отвечают устно, другие же отдают предпочтение письменной коммуникации. Приложения получают необходимую информацию, а затем дают рекомендации, какие меры принимать дальше, или же отправляют данные терапевту. Наиболее популярные интеллектуальные помощники — Your.MD и Ada, которые можно скачать в App Store или Google Play.

Особое значение отводится системам, способным разрабатывать новые лекарственные средства. По словам топ-менеджера компании Pfizer, Джуди Сюардс, разработка и вывод на рынок нового медикамента в среднем занимает 12 лет. ИИ позволит создавать молекулярную структуру и моделировать лекарство, что увеличит его качество и сократит время выпуска новых препаратов. Пионерами в сфере создания суперкомпьютеров, решающих эту проблему, являются компании Atomwise и Berg Health.

Промышленность

Крупные промышленные компании таких государств, как Япония, Китай, США, Германия и Швейцария, инвестируют в новые технологии. Сегодня прослеживается тенденция сокращения рабочих мест, связанных с интеллектуальным трудом, и увеличение количества компьютеров.

В ближайшие десятилетия пострадают такие рабочие места:

1. Сбор деталей. С каждым днем происходит все больше сокращений рабочего персонала. Робот, запоминая последовательность действий, справляется с соединением деталей самостоятельно.
2. Бухгалтерские расчеты. По сравнению с человеком, машина безошибочно рассчитывает данные и не ведет «черную» и «белую» бухгалтерию, что очень выгодно для государства. Суперкомпьютеры учатся и принимают логические решения.
3. Замена консультантов. Робот, наравне с человеком, может вести диалог с покупателем на высоком уровне и дать ответы на стандартные вопросы. Алгоритм общения усложняется, благодаря способности машины к обучению и накоплению опыта.

Роботизация в скором будущем также коснется таких профессий, как секретари, кассиры, дальнобойщики и официанты.Примером успешного внедрения ИИ стал линейный завод H&H. Технология, которая отслеживает взгляд рабочих, помогла за 1 год сэкономить 400 часов на обучение стажеров и снизить вероятность несчастных случаев.

Агентство MIT Technology Review сообщило, что Эндрю Ын, исследователь робототехники и машинного обучения, разрабатывает новый проект Landing.AI. Он призван наладить механизм производства на заводах и фабриках. Его первый партнер – компания Foxconn, которая занимается производством гаджетов Apple.

Образование

В ближайшем будущем сфера образования будет развиваться быстрыми темпами в двух руслах – адаптивном обучении и прокторинге.
Адаптивное обучение призвано решить проблему разной успеваемости учеников и студентов. Дело в том, что один человек усваивает материал намного быстрее и успешнее, чем другой. Поэтому ИИ будет отслеживать уровень знаний обучающегося и адаптировать порядок блоков курсов под его способности или же информировать преподавателя, насколько хорошо ученик усвоил материал. Примером такой системы может стать платформа Third Space Learning, которая сейчас находится на стадии разработки.

Прокторинг представляет контроль учеников и студентов во время прохождения контрольных и экзаменационных тестов. Если в прошлом обучающиеся находились «под прицелом» веб-камеры, то сейчас на помощь приходит ИИ. Он отслеживает, как часто студент отводит взгляд от экрана компьютера, сменяет ли вкладку в браузере, нет ли лишних голосов в помещении. Как только ИИ замечает какое-либо нарушение, он тут же оповещает об этом человека-проктора.

Но может ли машина заменить обычного преподавателя? Роза Лукин, профессор University College London, отрицает это. По ее словам, стоит найти компромисс. Ведь цель не в том, чтобы заменить учителей машинами, а улучшить процесс образования. Здесь уж точно не обойтись без преподавателя-человека.

Сельское хозяйство

Мнение о том, что земледелие и животноводство – отстающие и старомодные отрасли, осталось в прошлом. Сегодня интенсивный рост мирового рынка ИИ в аграрной индустрии вызван такими факторами: введением системы управления данными, автоматизацией орошения, увеличением производительности с/х культур посредством внедрения методов обучения, ростом количества людей на планете. В то же время увеличение рынка ИИ ограничивается высокой стоимостью сбора информации о с/х угодьях.

Повсеместное внедрение робототехники в сельском хозяйстве представлено такими разработками:

• Беспилотные летательные аппараты. Дроны, оснащенные радарами и GPS-мониторингом, опрыскивают с/х культуры, обеспечивают надежную доставку опасных химикатов и аэрофотосъемку.
• Роботы для сбора урожая. Если зерноуборочные машины существуют уже давно, то робота, который собирает клубнику, удалось создать совсем недавно.
• ИИ, уничтожающий сорняк. Hortibot, разработка Орхусского университета (Aarhus Universitet) в Дании, распознает и устраняет сорняки двумя способами: механическим путем и точечным опрыскиванием гербицидами. Этот робот стал настоящим прорывом, ведь распознавание сорняков от полезных растений – большой успех современной робототехники в сельском хозяйстве. Вдобавок создаются машины, распознающие вредителей и болезни с/х культур.

Согласно прогнозам Energias Market Research, к 2024 году рынок ИИ в агроиндустрии вырастет на 24,3%. Он будет активно развиваться в США и Азиатско-Тихоокеанском регионе. В список центральных игроков на рынке интеллектуального агробизнеса попали Agworld, Farmlogs, Cropx, Microsoft, AGCO и другие.

Дорожное движение

Цель внедрения ИИ в данной сфере – борьба с пробками. Такие системы уже успешно работают в крупных городах Европы, Северной Америки и Азии.

Сбор информации со светофоров, анализ плотности движения, ДТП, метеоданных и прочих факторов, создающих пробки – вот, что входит в функции компьютера. Как результат, интеллектуальная система в режиме онлайн контролирует дороги, прогнозирует, каким будет трафик, и согласно этому, переключает светофоры.

Она следит не только за движением транспорта на дороге, но и помогает водителям. К примеру, система при необходимости вызывает эвакуатор. Понятно, что полностью избавить от пробок данное решение не сможет, однако в разы ускорить движение – вполне возможно.
Вероятно, прогресс будет заметен, если в широкое использование войдут беспилотные автомобили – это транспортные средства, которые способны передвигаться без участия человека. Их разработкой занимается компания Google, AKTIV, Tesla Motors и некоторые другие.

Безусловно, у всех на слуху «умный дом» (smart house), который в дальнейшем станет типичным примером ИИ. Крупнейшими производителями считаются Yamaha, Siemens, Abb, Beckhoff и Legrand.

Такие разработки предельно упрощают быт человека. К примеру, такая система раздвинет занавески с утра, разбудит хозяев и сварит кофе. В дальнейшем функционал «умного дома» будет расширен вплоть до того, что шкаф будет автоматически распаривать одежду, а холодильник – заказывать еду. Такое решение оптимизирует расходы, связанные с энергопитанием, вентиляцией, обогревом, подстраиваясь под удобное расписание.

Также популярными остаются пылесосы, способные не только выполнить уборку, но и передвигать предметы и самостоятельно заряжаться.
Еще одним примером бытового применения ИИ являются автоматические переводчики. Если раньше «машинный перевод» оставлял желать лучшего, то сегодня ситуация кардинально изменилась. Это демонстрирует Google Translate: алгоритм построен на том, что компьютер воспринимает не отдельные слова, а полное предложение. Он позволяет получить качественный текст, поэтому в ближайшем времени такой метод станет основой автоматического перевода.

Человекоподобных андроидов используют не только по хозяйству, но и для общения. Железный «друг» не даст умереть со скуки, а иногда становится полноправным членом семьи. Так, в Китае один счастливчик успел жениться на роботе. Им оказался инженер Чжэн Цзяцзя, который сам смастерил себе невесту.

Несомненно, будущее человечества переплетается с роботами, ведь с каждым годом развиваются все новые области применения искусственного интеллекта. Скорее всего, он превзойдет способности человека, но в то же время значительно улучшит качество его жизни. Здесь главное — найти разумные рамки, пока ИИ не научился воспроизводить себя. По словам Илона Маска, стоит занять проактивную позицию и уже сейчас ограничить использование ИИ, по крайней мере, в военной отрасли.

Источник

5 применений ИИ, в которых он конкурирует с человеком

С момента появления искусственного интеллекта прошло почти 70 лет. За эти годы он превратился в доступный рабочий инструмент, которым могут воспользоваться для своих целей даже школьники. Мы сталкиваемся с ИИ буквально на каждом шагу, произнося «окей, гугл» или «слушай, Алиса!», общаясь с чат-ботами банков и получая «письма счастья» со штрафами за нарушение ПДД. И всё чаще раздаются голоса, говорящие, что в скором времени более быстрый и сообразительный, чем человек, ИИ заменит людей, которые останутся без работы и без средств к существованию. Не заменит. Но вот пять сфер, в которых ИИ может серьёзно потеснить людей, — разберёмся, стоит ли нам опасаться конкуренции с «бездушной железякой».

Работа с изображениями

Распознавание образов было одной из самых популярных задач, которую пытались решить с помощью ИИ. Создание компьютерного зрения, как и систем распознавания речи и понимания смысла текстов являются ключевыми направлениями, в которых развиваются связанные с ИИ.

Современные генеративно-состязательные нейросети научились не только распознавать человека на фото. Они вполне успешно делают это на видеороликах, причём даже если человек замотал лицо шарфом или надел медицинскую маску.

Изображения, на которых тренировалась нейросеть DFI. Источник: A. Singh, D. Patil, G Meghana Reddy, SN Omkar (2017). Face Identification (DFI) with Facial Key Points using Spatial Fusion Convolutional Network / arXiv.org

Однако работа над узнаванием людей по фрагментам их лиц началась значительно раньше, чем пандемия. Например, опубликованная в 2017 году работа Disguised Face Identification (DFI) with Facial KeyPoints using Spatial Fusion Convolutional Network («Идентификация маскированных лиц по ключевым точкам с использованием пространственной свёрточной сети») рассказывает о результатах работы нейросети, натренированной на распознавание лиц, скрытых очками, шарфом, накладными усами или бородой.

Для распознавания лиц нейросеть DFI использовала всего 14 ключевых точек на лице, поэтому точность «узнавания» замаскированных лиц была невелика. Современные коммерческие нейросети используют несколько сотен ключевых точек на лице человека, поэтому могут обнаружить соответствие, используя лишь те части лица, которые присутствуют на изображении.

Например, китайская компания SenseTime считывает 240 ключевых точек, расположенных вокруг носа, глаз, рта. Это обеспечивает распознавание частично скрытых лиц с точностью до 90%.

Minvision, ещё один китайский разработчик систем распознавания лиц, с началом пандемии срочно дообучил свою нейросеть на распознавание людей в масках. Источником ключевых точек для опознания были глаза и области вокруг них.

Современные ИИ успешно справляются не только с работой «Большого Брата», но и выступают в роли творцов, создавая, например, фотографии несуществующих людей, котиков, аниме-персонажей или абстрактную живопись.

Изображения, сгенерированные нейросетью StyleGAN. Источник: thispersondoesnotexist.com, thiscatdoesnotexist.com, thiswaifudoesnotexist.net, thisartworkdoesnotexist.com

Свежий известный пример коммерческого использования ИИ в дизайне — нейросеть Николай Иронов, которая создавала фирменный стиль и логотипы по программе «Экспресс-дизайн» в Cтудии Артемия Лебедева.

Логотипы, разработанные нейросетью студии Артемия Лебедева. Источник: https://www.artlebedev.ru/express-design

Несмотря на фантастические возможности, которые демонстрируют нейросети, живым дизайнерам нечего опасаться: ИИ может создать бесконечное количество вариантов логотипа или картины, но выбрать среди них удачные и наиболее соответствующие поставленной задаче может только человек. Да и взаимодействовать заказчики всё-таки предпочитают с живым человеком. Более того, ИИ может повысить продуктивность дизайнера, ведь тому уже не придётся перебирать варианты вручную.

Что касается задач, связанных с распознаванием образов на видео и фото, тут с нейросетями тягаться сложно, да и вряд ли имеет смысл. Эта работа относится к разряду той, которую с радостью перепоручат роботам.

Работа с текстами

Работа с текстами — ещё одна область, в которой ИИ уверенно занимают сильные позиции. Разработанный некоммерческой компанией OpenAI алгоритм генерации текста GPT (Generative Pretrained Transformer) позволяет научить нейросети продолжать начатые человеком фразы, а также писать самостоятельные тексты.

Для обучения первой версии алгоритма использовали 117 млн параметров. Вторую версию алгоритма — GPT-2 —обучали уже на 1,5 млрд параметров, а GPT-3, самая современная версия, обучена на 175 млрд параметров. Это огромный массив данных, содержащий книги, новостные сайты, рецепты, технические руководства, религиозную литературу, путеводители и всю англоязычную Википедию. Не обошлось без довольно спорных материалов, посвящённых НЛО, пришельцам и теориям заговоров.

В результате GPT-3 умеет значительно больше, чем её ранние версии. Например, с её помощью можно пообщаться с историческими личностями или попросить её сочинить диалог между Ньютоном и Эйнштейном, стилизованный под Властелина Колец. GPT-3 также может сделать макет сайта по его описанию.

Успехи GPT в основном связаны с английским языком, однако имеются адаптации нейросети для русского, например, сайт «Порфирьевич», построенный на базе обученной на русской художественной литературе GPT-2, довольно успешно продолжает фразы, написанные человеком.

Результат работы нейросети «Порфирьевич»

Свою нейросеть для генерации заголовков новостей представила компания «ВКонтакте». Чтобы создать нейросеть, разработчики использовали архитектуру Universal Transformer и технику компрессии данных BPE (Byte Pair Encoding). Такой подход обычно применяется в машинном переводе и позволяет ограничиться небольшим словарём для генерации заголовков. Сотрудники «ВКонтакт»е стали первыми, кто использовал BPE для модели суммаризации текста, а также первые, кто обучил такую модель на русскоязычных новостных материалах.

Заголовок новостей, сгенерированный нейросетью «ВКонтакте»

Любопытный эксперимент компании «Яндекс» сочиняет стихи, используя заголовки из «Яндекс.Новостей». Сервис, получивший название «Яндекс.Автопоэт» автоматически определяет стихотворный размер по чередованию ударных и безударных слогов, а затем составляет рифмованные строчки.

Результат работы поэтической нейросети Яндекса

Нейросети на базе GPT-3 научились вести довольно осмысленный диалог на разные темы, но с генерацией полноценного текста дела пока обстоят не лучшим образом. И хотя лучшие образцы всё ещё выглядят довольно странно, но не менее странно выглядят SEO-тексты, написанные копирайтерами-массовиками.

Поэтому редакторам и авторам уже сейчас стоит задуматься над тем, как и для кого они пишут, развиваться профессионально, переходя от написания слов и предложений к решению задач заказчиков, управлению вниманием читателей и донесением пользы. А нейросети помогут не тратить время на бессмысленный улучшайзинг.

Персональные ассистенты

Ещё одна область, в которой применение ИИ обеспечило успех — это персональные ассистенты. Сири, Кортана, Алиса, Алекса, а также голосовой помощник Google стали привычными и уже не вызывают удивления. Они могут проверить почту, заказать такси, прочитать новости, назначить встречу и сделать много другое. И самое приятное: не нужно нажимать кнопки, достаточно обратиться к ним голосом.

Благодаря системе распознавания речи на базе нейросети помощники «понимают» обращённую к ним просьбу и выполняют её. Конечно, на сегодняшний день взаимопонимание далеко от идеала, но прогресс неумолим. Совсем недавно китайские специалисты разработали технологию, с помощью которой ИИ будет распознавать в человеческой речи сарказм — одну из самых нетривиальных форм проявления особенностей характера.

Способность распознавать сарказм считается одним из показателей уровня ИИ. Считается даже, что именно эта функция отражает движение по пути к развитию самостоятельности мышления.

Цифровые персональные ассистенты быстро развиваются. Они уже обзавелись множеством функций, которые раньше выполняли секретари и личные помощники. Учитывая тенденцию, вполне закономерным предположением будет полное вытеснение людей в массовом сегменте и замена их на нейросетевые аналоги. Однако есть вероятность, что, как и в случае с текстами и графикой, цифровизация профессии секретаря приведёт к тому, что процессами по-прежнему будет управлять живой человек, в то время как рутина останется на долю ИИ.

Безопасность

Практически безграничные аналитические возможности ИИ просто не могли не задействовать в сфере обеспечения кибербезопасности. Поручить нейросети разбираться с уведомлениями SIEM-систем, предварительно обучив её распознавать кибератаки — мечта практически любого SOC-аналитика.

Разработчики систем защиты также используют машинное обучение. Они собирают озёра данных об инцидентах и обучают на них нейросети. Благодаря глобальной системе сбора информации такие решения постепенно учатся обнаруживать и блокировать не только старые, но и новые угрозы, выявляя совокупности признаков, которые с большой вероятностью остались бы незамеченными. Нейросети могут даже распознавать атаки, традиционно остающиеся за пределами внимания антивирусных сенсоров — мошеннические письма с элементами социальной инженерии, не содержащие никаких вредоносных компонентов.

Уже сейчас очевидно, что даже лучшие SOC-аналитики не могут напрямую конкурировать с нейросетями, однако это и не требуется. Вместо изучения бесконечных журналов и уведомлений о сработавших алёртах ИБ-эксперты могут сосредоточиться на глубоком обучении нейросетей и формировании стратегии выявления инцидентов безопасности.

Медицина

Ещё одна сфера, в которой обрабатываются гигантские массивы данных — медицина. Анализы крови, МРТ, рентгеновские снимки, наследственные заболевания, мониторинг артериального давления, пульса и множества других параметров, с одной стороны, позволяют достаточно точно производить диагностику, а с другой стороны, порождают врачебные ошибки. Обработка большого количества информации силами одного человеческого мозга создаёт ненулевой риск упустить что-то важное.

Есть и ещё один важный момент: люди редко обращаются к врачам, если у них не случится что-то серьёзное. А ведь многие заболевания проще предупредить на ранних стадиях, чем лечить, когда они уже проявляют себя.

Понимая это, в компании Toshiba решили создать ИИ, который позволил бы врачам анализировать данные медицинских осмотров сотрудников компаний, назначения лекарств и всю сопутствующую информацию. Обработка этой информации с помощью обученной нейросети позволяет выдавать предупреждения до момента, когда у людей начинают развиваться заболевания, связанные с образом жизни.

Для прогнозирования риска заболеваний, связанных с образом жизни, ИИ считывает базовые характеристики пациента — артериальное давление, состав крови, окружность живота, частота употребления алкоголя и многое другое. Используя эти сведения, он выдаёт прогноз, через сколько лет состояние здоровья человека достигнет опасного порога, и он получит в качестве диагноза одно из шести заболеваний: диабет, болезни почек, печени, гипертонию, гиперлипидемию или метаболический синдром.

Схема работы медицинского ИИ Toshiba. Источник: Toshiba

Вместе с прогнозом развития заболеваний пациенты получают рекомендации по изменению образа жизни, например, по ежедневному выполнению физических упражнений или снижению количества алкоголя. В рекомендации также указано, как изменения в поведении отразятся на риске развития опасных заболеваний.

В настоящее время точность прогнозов медицинского ИИ, разработанного Toshiba, составляет 96%. Добавление в анализ большего количества данных, таких как информация о ДНК пациента и семейная история болезни, позволит ещё больше повысит точность прогнозирования. Использование информации о ДНК и учёт семейного анамнеза позволяют всерьёз говорить об индивидуальном медицинском обслуживании.

Медицина — ещё одна отрасль, в которой применение ИИ даёт огромные преимущества. Однако, как и в других сферах, «роботы» не отнимут работу у человека, а будут делать то, что у них получается значительно лучше — анализировать и сопоставлять данные, выдавая варианты живому врачу предупреждения о возможности заболевания на самых ранних стадиях, варианты диагноза и стандартные рекомендации по лечению в соответствии с протоколами. А врач, которому уже не нужно вручную вести журнал приёма и выписывать рекомендации, может сосредоточиться на пациенте, чтобы удостовериться, что ИИ-коллега не ошибся.

Оправданы ли опасения

Успех ИИ во многих сферах человеческой деятельности вызывает опасения, связанные с тем, что машины заменят людей, но в действительности бояться нечего. Несмотря на все преимущества искусственного интеллекта нельзя забывать, что это всё ещё компьютерная программа, которая может ошибаться по разным причинам от ошибок в коде до некорректных данных, использованных для обучения. Ценой такой ошибки может стать человеческая жизнь, как едва не произошло при использовании ИИ-решения на базе суперкомпьютера IBM Watson Health в онкологическом центре Memorial Sloan Kettering: лечение, которое назначала нейросеть, было, по словам врачей, смертельно опасно для некоторых больных.

Таким образом, несмотря на все опасения, внедрении любой новой технологии скорее меняет характер работы людей, а не вытесняет их из профессии. Взяв на себя рутину, ИИ обеспечит людям условия для профессионального роста и развития.

Источник