Dirbtinis intelektas: gali valdyti automobilį ir diagnozuoti ligas, bet neatsako į penkiamečiui įprastą klausimą

Gegužės 8, 2018

Dirbtinis intelektas (DI) kaip savarankiška disciplina susiformavo 1956 m., o jos pradininkai buvo įsitikinę, kad jau po 20 metų mašinos gebės atlikti bet kurį žmogaus darbą. Kultiniame mokslinės fantastikos filme „Terminatorius“ dirbtinio intelekto valdomas kiborgas į Žemę iš ateities pasiunčiamas taip pat jau netrukus – 2029 m. Pasak Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) Elektroninių sistemų katedros vedėjo profesoriaus Daliaus Navakausko, toks scenarijus vargiai įmanomas. Mokslininkas abejoja ir dėl grėsmės žmonėms prarasti darbus – naujos technologijos kurs naujų specialistų poreikį, o žmogaus mašinos nepakeis tol, kol neišmoks ne tik protauti, bet ir imituoti žmogiškąją intuiciją.

Kaip  protauja mašinos

„Dirbtinį intelektą (DI) galime apibrėžti kaip algoritmais imituojamą žmogaus sugebėjimą mąstyti – apdoroti ir apibendrinti stebimus duomenis, struktūrizuoti juos, priimti sprendimą, formuoti naujas žinias“, – apibrėžimą pateikia VGTU profesorius Dalius Navakauskas.
Pasak jo, dažniausiai DI yra įgyvendinamas kaip duomenų klasterizavimo, klasifikavimo ar kodavimo algoritmas dirbtinių neuronų tinklo pagrindu. Labai svarbią DI dalį sudaro žinių inžinerija, nes  mašinos gali išmokti veikti ir reaguoti kaip žmonės tik tuomet, kai jos turi pakankamai informacijos apie jas supančią aplinką. Dar visai neseniai kompiuteriai bendravo su aplinka tik per klaviatūrą ir pelę, o dabar  vis dažniau priima signalus žmonių jusles primenančiais būdais. Jutikliais kompiuterizuotos sistemos sugeba fiksuoti ir kaupti įvairius duomenis – nuo aplinkos temperatūros iki deguonies lygio stebimojo paciento kraujyje.
Toks platus fiksuojamų duomenų diapazonas leidžia pritaikyti DI begalei uždavinių spręsti, iš kurių populiariausi – kalbos atpažinimas, strateginiai žaidimai, autonominiai automobiliai, išmaniųjų telekomunikacijų tinklai ir pagalbinės klinikinės diagnozės sistemos. Paskaičiuota, jog jau 2020 m. pasaulio keliais riedės apie 10 milijonų autonominių automobilių. Kita sritis, kuri mokslininko nuomone sėkmingai išnaudos DI galimybes jau artimiausiu metu, yra medicina. Naujausiais duomenimis apie 86 proc.  sveikatos apsaugos paslaugų rinkos dalyvių išsivysčiusiose šalyse naudoja dirbtinio intelekto technologiją. Duomenims apie ligų istorijas surinkti, išsaugoti, performatuoti ir vykdyti paiešką juose jau dabar pasitelkiami robotai. Šiems taip pat patikima atlikti didelė dalis rutininių užduočių: analizuoti testų rezultatus, rentgeno nuotraukas ir kompiuterines tomogramas. „Robotai atlieka tokius darbus greičiau ir tiksliau už žmones. Tikimasi, jog ateityje dirbtinis intelektas smarkiai palengvins ir kardiologų bei radiologų darbą, išlaisvindamas juos nuo valandų valandas trunkančių peržiūrų ir patikėdamas žmogaus priežiūrai tik pačius sudėtingiausius atvejus“, – prognozuoja VGTU mokslininkas.

Galimybės ir ribotumai

Visgi prof. D. Navakausko teigimu, nepaisant skambių pareiškimų apie „tuoj-tuoj“ pasirodysiančius DI sprendimus, artimiausiu metu tikėtis technologinių revoliucijų kažin ar verta. „Bet kuris didele sprendimo atsakomybe pasižymintis produktas turi būti kruopščiai projektuojamas, gaminamas ir testuojamas, o tai reikalauja itin didelių darbo ir laiko sąnaudų, teisinio reglamentavimo peržiūros ir keitimo, naujo žmonių supratimo ir požiūrio į technines priemones. To negalima pakeisti per keletą metų“, – pažymi universiteto atstovas.

Be to, DI sprendimai, nors ir besivystantys milžinišku greičiu, kol kas negali atlikti itin didelės atsakomybės, kūrybingumo, lankstumo ir interpretacijų reikalaujančių darbų. „Deja, kol kas tas pats neuronų tinklas negali identifikuoti plaučių vėžio, atpažinti žmogaus kalbos ir sugeneruoti melodijos. Bent kol kas dirbtinis intelektas yra nekūrybingas, vienkryptis ir vienos užduoties intelektas. Todėl artimiausiu metu galima tikėtis plataus DI panaudojimo rutininėse užduotyse, kurios nors ir labai svarbios, bet dažniausiai galutiniam vartotojui nematomos dėl jų integracijos į aukštesnio lygio užduotis“, – pasakoja mokslininkas.
DI technologijų plėtra susiduria ir su daugiau iššūkių. DI sprendimai reikalauja milžiniškų skaičiavimo resursų, todėl būtent infrastruktūros trūkumas gali būti viena iš kliūčių panaudoti DI sprendimus. Kitas iššūkis – sukaupti ir apdoroti didelės apimties duomenis. Pavyzdžiui, apmokyti sistemą identifikuoti plaučių ligą, prireiks šimtų tūkstančių ar net milijonų plaučių vaizdų, kuriuose būtų pažymėtos ligos pažeistos plaučių sritys ir diagnozė, paciento amžius, rizikos faktoriai, ligos dinamika, kita papildoma informacija. Visoms šioms užduotims atlikti reikia ir DI specialistų, kurių trūkumas jaučiamas jau dabar.

Ar realūs fantastinių filmų scenarijai?

Pasak VGTU profesoriaus, baimė, kad naujos technologijos atims iš žmonių darbo vietas, yra tokia pat neišvengiama, kaip ir inovacijos. „Inovatyvūs sprendimai keičia žaidimo taisykles, todėl nenuostabu, kad kai kam tai sukelia nesaugumo ir nerimo jausmą. Taip, galbūt DI sprendimai sumažins rutininio darbo poreikį, tačiau mažėjančią vieno profilio specialistų paklausą keis kitų specialistų, gebančių kurti, taikyti ir aptarnauti DI sprendimus, poreikis“, – pastebi prof. D. Navakauskas.

Mokslininkas su šypsena vertina ir fantastinių filmų siužetus, pagal kuriuos robotai ir dirbtinis intelektas pavergia žmones. „Filmai kartais juk kuriami tam, kad sukrėstų mus bei priverstų susimąstyti apie tikrąsias vertybes. Vardan ko gyvename? Kas nutiktų, jei žmonija nebeturėtų laivės rinktis? Kol žmoniją jaudina tokie filmai, manykime, kad kiborgams mes tikrai nevergausime,“ – optimistiškai nusiteikęs VGTU atstovas.

Pasak jo, technologinė žmonijos patirtis rodo, jog joks žmonijos išradimas, pavyzdžiui, ratas, garo variklis ar atominė energetika, nesugriovė socialinės-ekonominės žmonijos struktūros, o tiesiog ją keitė, kartais iš esmės. „Šie pokyčiai padarė žmogaus gyvenimą patogesnį, lengvesnį, sudarė galimybes išradybinei, kūrybinei ar meninei veiklai. O tai vėl paskatino naujų idėjų atsiradimą, taikymą ir tolimesnę pažangą“, – vertinti DI kaip galimybę, o ne grėsmę kviečia prof. D. Navakauskas.

Ką sugeba darželinukas, bet negali DI

Ką atsakytų DI, jei jo paprašytume apibūdinti žmogų? Į šį provokuojantį klausimą VGTU Elektroninių sistemų katedros docentas dr. Darius Miniotas atsako retoriškai: „Ar dirbtinis intelektas gali atsakyti į klausimą, į kurį atsakymo pačiam žmogui dar niekad nepavyko surasti? Todėl ar turėtume labai nustebti, kad žavioji humanoidė Sophia, gavusi tokį klausimą, kol kas geba tik mandagiai išsisukti, koketiškai pakreipdama galvą ir mirksėdama, o po iškalbingos pauzės lyg prasikaltusi pasiaiškindama, jog tokiems egzistenciniams dalykams ji tiesiog dar nėra parengta. Galime kiek paguosti save tuo, kad žmogus vis dar tebėra padėties šeimininkas“.
Mokslininkas primena 1966 m. vieno iš DI krikštatėvių profesorius Marvin Minsky iš Masačusetso technologijos instituto (JAV) atliktą bandymą. Profesorius paprašė vieno iš savo studentų prijungti prie kompiuterio kamerą ir nurodyti pačiam kompiuteriui apibūdinti, ką mato priešais save. Dirbtinio intelekto ateitis atrodė svaiginančiai šviesi ir tokia artima tol, kol nepaaiškėjo viena ne itin maloni aplinkybė. Atsakyti į pirminį klausimą „ką matai?“ mašinai buvo viena iš lengvesnių užduočių. Tikrosios problemos prasidėjo mėginant išgauti priimtiną mašinos reakciją į prašymą: „ką įdomaus matai tame vaizde?“ Toks klausimas paprastai nekelia nuostabos net darželinukui, šis visada ras ką atsakyti, nes žmogui tai intuityvu. Pasak dr. D. Minioto, likimo ironija negailestinga – šiuolaikinei  mašinai klausimas tebėra toks pat neįveikiamas, koks jis buvo prof. Minsky projekto laikais. „Dirbtinis intelektas vis dar turi sunkumų interpretuodamas tokias abstrakčias formuluotes kaip „kažką įdomaus“, „kažką naudingo“, „maždaug šitaip“ ir pan. Taigi esminis iššūkis mokslininkams, be kita ko, išlieka žmogiškąją intuiciją imituojančio kibernetinio mechanizmo sukūrimas ir įgyvendinimas“, – teigia mokslininkas.

Lietuva neatsilieka

Dirbtinio intelekto moksliniais tyrimais ir eksperimentine plėtra VGTU Elektronikos fakultete užsiimama jau daugiau nei 25 metus.  Universitetas buvo pirmasis Lietuvoje pasiūlęs informatikos inžinerijos krypties studijas – 2002 m. pradėta Informacinių sistemų inžinerijos bakalauro studijų programa.  Jai 2017 m. suteiktas „Investor Spotlight“ kokybės ženklas. Tai – užsienio investuotojų pripažinimas, kad ši studijų programa atitinka tarptautinio verslo poreikius bei tinkamai ugdo reikiamas kompetencijas. Programos studentai, vėliau galintys tęsti studijas Informacinių elektroninių sistemų magistrantūroje, mokomi kurti ir įgyvendinti DI algoritmus, taikyti DI problemų analizei, spręsti inžinerines problemas pastelkiant mašininio suvokimo modeliavimą.

Pasak prof. D. Navakausko, DI iššūkiai pareikalaus didelių pastangų, gilių srities žinių ir inžinerinio darbo, o tai neišvengiamai turės įtakos ir pačiai inžinerijai. „Tradicinė inžinerija – itin brangus, daug laiko ir pastangų, kūrybiškumo, patirties, įžvalgų reikalaujantis procesas. Kiekvienas inžinerinis sprendinys reikalauja didelės apimties projektavimo, gamybos, testavimo, adaptavimo ir modifikavimo darbų. Sėkmingas DI taikymas leis inžinieriui išsilaisvinti nuo rutininio darbo ir sutelkti jėgas kūrybinei pusei. Tuomet galėsime kalbėti apie dirbtiniu intelektų grįstą inžineriją“, – ateities inžinerijos be DI neįsivaizduoja mokslininkas.
 

Galerija

Panašios naujienos

VVF paskaitą skaitys Profitus Crowdfunding Investuotojų komunikacijos ir projektų kokybės vadovas Justas Paliukėnas
VVF paskaitą skaitys Profitus Crowdfunding Investuotojų komunikacijos ir projektų kokybės vadovas Justas Paliukėnas
Š. m. spalio mėn. 16 d.  10:20 val. SRA 03 Finansų inžinerijos katedros doc. dr. Irenos Danilevičienės kvietimu atvyksta Profitus Crowdfunding investuotojų komunikacijos ir projektų kokybės vadovas Justas Paliukėnas, kuris studentams praves praktinę paskaitą „Investavimas be didelio kapitalo: galimybės, pasirinkimai ir rizikos“ (paskaita vyks lietuvių kalba). Profitus – viena didžiausių sutelktinio finansavimo platformų Lietuvoje, leidžianti investuoti į verslo paskolas ir nekilnojamojo turto projektus nuo 100 eurų. Tai patogus ir skaidrus būdas investuoti internetu, suteikiantis realių galimybių tiek pradedantiesiems, tiek jau įgudusiems investuotojams. Justas Paliukėnas – PROFITUS investuotojų komunikacijos ir projektų kokybės vadovas, sukaupęs daugiau kaip 10 metų profesinę patirtį finansų ir investavimo sektoriuje. Per savo karjerą Justas dirbo vartojimo kreditų finansų įstaigoje, tarpusavio skolinimo ir sutelktinio finansavimo platformoje, faktoringo platformoje. Darbovietėse buvo atsakingas už klientų aptarnavimą, pardavimus, investavimo sritis, naujų klientų pritraukimą. Šiuo metu PROFITUS platformoje yra atsakingas už investuotojų komunikaciją, pasitikėjimo stiprinimą, investavimo sritis, portfelio kokybės gerinimą. Justas aktyviai prisideda prie visuomenės finansinio raštingumo ugdymo, dalyvauja konferencijose, veda pranešimus ir dalijasi praktinėmis žiniomis apie investavimo galimybes, rizikų valdymą bei ilgalaikio investavimo svarbą. Paskaitos metu aptarsime, kaip pradėti investuoti net ir neturint didelio pradinio kapitalo, kokios yra investavimo galimybės bei su jomis susijusios rizikos. Susipažindinsime su sutelktinio finansavimo veikimo principais, investicinių projektų vertinimu ir svarbiausiais rizikos rodikliais. Ypatingą dėmesį skirsime periodiniam, reguliariam ir nuosekliam investavimui, kuris ilgalaikėje perspektyvoje gali padėti sukaupti reikšmingą investicinį portfelį. Praktiniais pavyzdžiais parodysime, kaip kas mėnesį investuojant pasirinktą sumą ir reinvestuojant uždirbtas palūkanas, laikui bėgant gali augti sukauptas kapitalas. Maloniai kviečiame dėstytojus ir studentus atvykti į paskaitą Saulėtekio al. 11, Vilnius, SRA 03.
Plačiau
Inžinieriams vien techninių žinių nebeužtenka: kaip Baltijos ir Šiaurės šalys rengia naujos kartos kūrėjus?
Inžinieriams vien techninių žinių nebeužtenka: kaip Baltijos ir Šiaurės šalys rengia naujos kartos kūrėjus?
Inžinerija išlieka viena perspektyviausių ir paklausiausių karjeros krypčių, tad aukštojo mokslo institucijos nuolat investuoja į inžinerijos studentų pritraukimą ir parengimą. Vis dėlto, technologijų pažangos pagreitis veikia ir tai, ko reikalaujama iš būsimų inžinierių – jų kompetencijos nebegali būti matuojamos vien gebėjimu skaičiuoti, programuoti ar konstruoti. Ateities inžinieriaus formulė Ateities inžinieriams reikalinga plati kompetencijų formulė: techninės žinios, kritinis mąstymas, kibernetinis saugumas, energinis efektyvumas, etinė atsakomybė ir tarptautinis bendradarbiavimas. Šį iššūkį sprendžia tarptautinis projektas „Dirbtinio intelekto taikymas inžinierių ugdymo plėtrai, siekiant kibernetinio tvarumo ir efektyvaus energijos vartojimo visuomenėje“ – ENERGYCOM, (angl. „Advancing the Education of Engineers Through AI for Cyber-Sustainable and Energy-Efficient Union“), finansuojamas pagal Nordplus Higher Education programą. Projekto tikslas – pasitelkti dirbtinį intelektą (DI) rengiant inžinierius, gebančius kurti ne tik pažangias, bet ir saugias, energetiškai efektyvias bei aplinkai draugiškas technologijas. „ENERGYCOM projektas rodo, kad DI šioje formulėje nėra žmogaus pakaitalas. Jis yra galingas įrankis, galintis pagreitinti mokymąsi, padėti analizuoti sudėtingas sistemas ir atrasti naujus sprendimus. Tačiau technologijų kryptį vis tiek turi pasirinkti žmogus. Būtent todėl naujos kartos inžinierių rengimas prasideda ne nuo klausimo, ką už mus gali padaryti dirbtinis intelektas. Daug svarbiau klausti, kaip jį panaudoti taip, kad mūsų kuriamos sistemos būtų saugesnės, taupesnės ir naudingesnės visuomenei“, – sako projekto koordinatorė, Kauno technologijos universiteto Kompiuterių katedros docentė dr. Rasa Brūzgienė. Kodėl inžinieriams nebeužtenka vien techninių žinių? Šiuolaikinės technologijos tampa vis labiau susietos – elektros tinklai, gamybos įrenginiai, automobiliai, pastatai ir net buitinė technika renka duomenis, bendrauja internetu ir priima automatinius sprendimus. Kuo daugiau tokių sistemų atsiranda, tuo svarbesnės tampa trys tarpusavyje susijusios sritys – energijos vartojimo efektyvumas, kibernetinis saugumas ir atsakingas DI taikymas. Ateities inžinierius turės vertinti ne tik tai, ar sistema veikia, bet ir kiek energijos ji sunaudoja, ar yra saugi, kokius duomenis renka ir kokių pasekmių jos sprendimai gali turėti žmogui ir aplinkai. „Pavyzdžiui, išmanioji gamybos sistema su DI gali optimizuoti elektros energijos vartojimą, tačiau jeigu ši sistema nėra tinkamai apsaugota, ją gali sutrikdyti kibernetinė ataka. Kita vertus, itin sudėtingas DI modelis gali padidinti sistemos tikslumą, bet kartu sunaudoti daugiau skaičiavimo išteklių ir energijos“, – teigia VILNIUS TECH Elektronikos fakulteto profesorius dr. Darius Plonis, vadovaujantis universiteto vykdomoms projekto veikloms. Išskiriamos net trys tvarumo kryptys ENERGYCOM projekte išskiriamos net trys tarpusavyje susijusios kompetencijų kryptys. Pirmiausia – tvarioji inžinerija, apimanti mechaninių ir elektroninių sistemų, valdymo technologijų, robotikos, mechatronikos ir energiją taupančių įrenginių projektavimą. Tai reiškia, kad studentai mokosi vertinti visą kuriamo sprendimo gyvavimo ciklą, o ne vien jo veikimą laboratorijoje. Tuo tarpu tvarioji kompiuterija aprėpia programinę įrangą, algoritmus, debesų kompiuteriją, autonomines sistemas, daugialypės terpės technologijas, sprendimų priėmimo procesus ir gali tapti ne tik techninio meistriškumo, bet ir aplinkosauginės atsakomybės klausimu. „Trečioji kryptis – ryšys ir komunikacija, kuri jungia kompiuterių tinklus, ryšio protokolus, aparatinę įrangą, duomenų apsaugą ir kibernetinį saugumą. Didėjant daiktų interneto įrenginių skaičiui, svarbu nustatyti, kokie duomenys turi būti siunčiami į debesiją, o kokius galima apdoroti pačiame įrenginyje. Vietinis duomenų apdorojimas gali sumažinti perdavimo apkrovą ir energijos sąnaudas, bet kartu reikia užtikrinti įrenginio saugumą bei duomenų konfidencialumą“, – teigia VILNIUS TECH Elektronikos fakulteto profesorius dr. Andrius Katkevičius. DI – kaip studentų ir dėstytojų asistentas Kaip teigia VILNIUS TECH Elektroninių sistemų katedros docentė dr. Diana Belova-Plonienė, viena svarbiausių projekto idėjų yra DI grindžiamų asistentų įtraukimas į mokymosi aplinką. Jie gali labai padėti studentams – paaiškinti sudėtingas teorines sąvokas, pateikti individualizuotų užduočių, pastebėti programinio kodo ar skaičiavimo klaidas, suteikti grįžtamąjį ryšį, analizuoti mokymosi pažangą ir nustatyti žinių spragas, o dėstytojams – rengti interaktyvią mokomąją medžiagą. Tiesa, DI pasiūlytas atsakymas ne visada yra teisingas – modelis gali pateikti įtikinamai skambančią, bet techniniu požiūriu klaidingą informaciją. Inžinerijoje tokia klaida gali lemti netinkamai suprojektuotą grandinę, pažeidžiamą ryšio protokolą ar nesaugų autonominės sistemos sprendimą. „Dėl šios priežasties projekto metodikoje itin svarbus kritinis mąstymas. Studentas turi mokėti patikrinti DI pateiktą rezultatą, įvertinti jo prielaidas, palyginti su eksperimentiniais duomenimis ir prisiimti atsakomybę už galutinį inžinerinį sprendimą. Taigi, žmogaus sprendimas, etinis vertinimas ir dalykinė kompetencija išlieka esminiai“, – sako docentė. Tikimasi, kad ENERGYCOM veiklos sustiprins dėstytojų gebėjimus tinkamai integruoti DI į studijas, padidins studentų motyvaciją ir išplės tarptautinio bendradarbiavimo galimybes. Absolventai turėtų būti geriau pasirengę kurti kibernetiškai saugias, energetiškai efektyvias ir žmogaus poreikius atitinkančias sistemas. Vis dėlto, nauda visuomenei gali būti dar platesnė – atsakingai parengti inžinieriai galėtų kurti patikimesnę kritinę infrastruktūrą, efektyvesnius energetikos sprendimus, saugesnius daiktų interneto įrenginius ir skaidresnes DI sistemas. „Europos skaitmeninio švietimo kryptys pabrėžia, kad pažangūs skaitmeniniai gebėjimai, įskaitant DI, kibernetinį saugumą ir duomenų mokslą, yra svarbūs Europos konkurencingumui bei strateginiams technologiniams pajėgumams“, – teigia dr. D. Belova-Plonienė. Jungia dešimt Baltijos ir Šiaurės šalių universitetų ENERGYCOM tinkle bendradarbiauja dešimt Baltijos ir Šiaurės šalių aukštųjų mokyklų: Vilniaus Gedimino technikos universitetas,  Kauno technologijos universitetas, Rygos technikos universitetas, Talino technologijos universitetas, Tartu universitetas, Suomijos Vasa universitetas, Norvegijos Arkties universitetas, Reikjaviko universitetas, Islandijos universitetas, Linšiopingo universitetas. Partnerių kompetencijos apima elektroniką, mechatroniką, robotiką, energetiką, daiktų internetą, signalų apdorojimą, programinės įrangos kūrimą, kibernetinį saugumą, DI ir į žmogų orientuotas informacines sistemas. Toks platus kompetencijų spektras leidžia inžinerijos problemas nagrinėti sistemiškai. Vienos institucijos mokslininkai gali pasiūlyti energetikos ar galios elektronikos žinių, kiti – prisidėti kibernetinio saugumo metodais, o treti parodyti, kaip dirbtinis intelektas gali būti integruojamas į valdymo, komunikacijų ir autonomines sistemas. Šiame tinkle universitetai tampa ne atskiromis žinių salomis, o bendra tarptautine laboratorija, kurioje keičiamasi mokymo metodais, kuriamos bendros praktinės užduotys ir išbandomos naujos dirbtiniu intelektu papildytos studijų formos. Projektas buvo vykdomas nuo 2025 m. gegužės 1 d. iki 2026 m. spalio 1 d., jį koordinavo Kauno technologijos universitetas, o Vilniaus Gedimino technikos universiteto veikloms vadovavo Elektroninių sistemų katedros profesorius Darius Plonis.
Plačiau