Sztuczna inteligencja AI. Kto jest kim w branży AI

W artykule omówiono sieci neuronowe. Początki badań nad AI. Zastosowania AI. Kto jest kim w świecie AI. Przyszłość i zagrożenia.

Ludzki mózg to biochemiczna maszyna, która na Ziemi nie ma sobie równych. Czy zdajesz sobie sprawę z tego, jak bardzo skomplikowaną czynnością jest… krojenie kromki chleba? Trzeba przytrzymać bochenek chleba jedną dłonią z odpowiednią siłą, a drugą przyłożyć do niego nóż pod odpowiednim kątem i z odpowiednim naciskiem. Następnie trzeba wykonać cięcie na odpowiedniej głębokości i w odpowiednim czasie. Czynność nie może trwać zbyt długo ani zbyt krótko. Mózg musi też określić czy nóż jest ostry i czy chleb jest dobry. Jeżeli uzmysłowimy sobie, jak wiele takich czynności musi wykonać nasze ciało w codziennym życiu, to zrozumiemy jak potężną „mocą obliczeniową” musi dysponować ludzki umysł.

Dlatego ludzki mózg jest tak duży i zawiera tak dużo neuronów, czyli komórek nerwowych, zdolnych do przetwarzania i przekazywania informacji w postaci sygnałów elektrycznych. Szacuje się, że w ludzkim mózgu znajduje się stu miliardów neuronów. Jest to wielkość niemal niewyobrażalna. Naukowcy obliczyli, że ilość połączeń neuronowych w ludzkim mózgu przewyższa ilość wszystkich gwiazd i planet w całym kosmosie.

Neurony zdolne są do tworzenia sieci neuronowych i kontaktowania się między sobą poprzez synapsy. Informacje od innych neuronów są odbierane przez synapsy (styki) położone na dendrytach (czujnikach), przewodzone wzdłuż neuronu i przekazywane dalej do synaps na zakończeniach aksonu (kabla).

Świat zewnętrzny, w którym żyjemy, jest skomplikowany. Dawniej człowiek musiał konkurować o przetrwanie tylko ze zwierzętami i przyrodą. Obecnie musi się zmagać z wyzwaniami całego systemu, zwanego „cywilizacją”. Musi się nauczyć mówić, czytać, pisać. Musi zdobyć wiedzę, żeby wykonywać swój zawód. Musi znać tysiące zasad i przepisów (np. prawo jazdy), żeby funkcjonować i nie zrobić sobie krzywdy. Od mózgu wymagana jest potężna „moc”, żeby człowiek mógł podejmować w świecie zewnętrznym racjonalne decyzje i np. nie wpaść pod samochód na przejściu dla pieszych. Sama umiejętność mówienia, czy rozumienia w obcym języku, to dla umysłu wielkie wyzwanie. Widzimy jak wielu ludzi, nie jest w stanie nauczyć się żadnego języka obcego nawet w stopniu podstawowym.

Początki badań nad sztuczną inteligencją (AI)

W 1950 roku Alan Mathison Turing zaproponował, by możliwość udawania człowieka w zdalnej rozmowie uznać za test inteligencji maszyn (jest to tzw. test Turinga). W latach 50. XX wieku powstało pierwsze laboratorium AI na Uniwersytecie Carnegie Mellon, założone przez Allena Newella i Herberta Simona. Kilka lat później własne laboratorium założył John McCarthy. Oba te laboratoria są do dziś głównymi ośrodkami AI na świecie.

Termin „sztuczna inteligencja” (ang. AI) został po raz pierwszy zaproponowany przez Johna McCarthy’ego, który w 1955. zdefiniował go jako „konstruowanie maszyn, o których działaniu dałoby się powiedzieć, że są podobne do ludzkich przejawów inteligencji”.

Okazało się, że badania nad rozwojem AI są bardzo trudne i postęp w tej dziedzinie nauki jest bardzo wolny.

Do dziś nie istnieją programy idealnie naśladujące rozmowę ludzi np. przy użyciu tekstu, który potrafiłyby przejść test Turinga. Nie ma również programów skutecznie tłumaczących teksty literackie i mowę potoczną. Wiekszość badaczy (około 67%) uważa, że maszyny posługujące się inteligencją na ludzkim poziomie, powstaną dopiero przed 2050.
Test Turinga zainspirował innych badaczy. Hugh Loebner wraz z Cambridge Center for Behavioral Studies, zorganizował konkurs na najlepszego chatbota. Chatbot ma zdać test Turinga, czyli rozmawiać z sędzią tak, by ten nie był w stanie rozpoznać w nim sztucznej inteligencji. Konkurs odbywa się co roku już od 29 lat i nie ma zwycięzców. Zakończy się wówczas, gdy sędziowie nie będą umieć odróżnić maszyny od człowieka. Jednorazową nagrodą jest medal z 18-karatowego złota i 100 000 dolarów.
Te pieniądze są na wyciągnięcie ręki, ale jak widać, chętni na zakup nowego Ferrari będą musieli poczekać co najmniej do 2030 roku, bo wtedy spodziewany jest możliwy przełom w badaniach nad AI.

Sieci neuronowe

Kiedy myślimy nad zagadnieniem sztucznej inteligencji, od razu zadajemy sobie pytanie: jak to jest zbudowane? Na jakiej zasadzie to działa?
Okazuje się, że nie ma lepszej drogi niż kopiowanie naszego własnego mózgu. Nie umiemy budować rzeczy nadnaturanych, dlatego zdani jesteśmy na kopiowanie, na wzorowanie się na rozwiązaniach istniejących w przyrodzie. Z pomocą przychodzi nam klasyczna nauka — medycyna, biologia, chemia i fizyka. Naukowcom udało się stosunkowo dobrze poznać ludzki mózg od strony fizycznej. Największy boom w dziedzinie badań nad mózgiem nastąpił w latach 80. Dzięki mikroskopom elektronowym jesteśmy w stanie zobaczyć i badać pojedyncze neurony. Laureatami Nagrody Nobla w 2014. w dziedzinie medycyny i fizjologii zostali John O’Keefe, May-Britt i Edvard Moserowie za odkrycie komórek mózgu, dzięki którym wiemy, gdzie się znajdujemy (GPS mózgu).
Obecnie do najwybitniejszych badaczy mózgu zaliczany jest m.in. prof. David Colquhoun, który w latach 70. i 80 tworzył podstawy zrozumienia pracy komórek nerwowych. Prof. Nikos Logothetis, który kieruje Centrum Biocybernetyki im. Maxa Plancka w Tybindze (do jego osiągnięć należy ukazanie zależności między sygnałem, który widzimy dzięki technice funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, a działaniem komórek nerwowych). Rafael Malach z Weizmann Institute of Science (specjalista od percepcji wzrokowej) oraz Carles Escera z Uniwersytetu w Barcelonie (znawca neuronalnych mechanizmów słuchu).

Zobacz także: Czy żyjemy we wszechświecie holograficznym? Czy kosmos to jeden wielki mechanizm i można zrozumieć zasady jego działania?

Skoro wiemy jak działa neuron biologiczny, to możemy zbudować neuron sztucznej inteligencji. Najprostszy model sztucznego neuronu powstał w 1943 r. Jego twórcami byli W. McCulloch i W. Pitts. Wejścia neuronu pełnią taką samą funkcję jak dendryty, czyli przesyłają sygnał. Blok sumujący to odpowiednik jądra komórkowego w neuronie biologicznym. Przechowuje wagi, które określają „wrażliwość” neuronu. Wyjście neuronu to odpowiednik synapsy. W sztucznym neuronie jest zawsze tylko jedno wyjście.

Sieci neuronowe to programy komputerowe. Sieć tworzy wiele połączonych ze sobą sztucznych neuronów. Wyjście pierwszego neuronu przekazuje sygnał do wejścia następnego, ten przetwarza sygnał i wysyła go następnemu.
Neurony w sieciach ułożone są warstwowo. Warstw może być od kilku do kilkunastu.
Warstwa zewnętrzna (wejściowa) to ta, która rejestruje bodźce z zewnątrz. Zebrane informacje przetwarza w bloku sumującym i bloku funkcji aktywacji, a potem przekazuje (lub nie) informację następnej warstwie neuronów. Te następne warstwy nazywamy warstwami ukrytymi. Przeliczają one informacje uzyskane od poprzedniej warstwy i przekazują następnym warstwom ukrytym lub warstwie wyjściowej. Warstwa wyjściowa wykonuje końcowe obliczenia tego, co otrzymały i przeliczyły wszystkie poprzednie warstwy. Wynik wysyła w formie decyzji. Decyzją może być rozpoznanie jakiegoś przedmiotu np. Czy na zdjęciu jest kwadrat? Decyzja: tak.

Sieci neuronowe możemy uczyć (trenować). Polega to w uproszczeniu na dostarczaniu sztucznym neuronom informacji (baz danych), które są potem wykorzystywane w procesie podejmowania decyzji. W AI bardzo ważnym terminem jest również tzw. deep learning, czyli uczenie głębokie. Jest to jedna z technik uczenia maszynowego. Oznacza to, że niektóre sieci głębokie potrafią się uczyć bez nadzoru człowieka.
Skoro w ludzkim mózgu istnieje około sto milardów neuronów biologicznych, to ile sztucznych neuronów udało się skonstruować naukowcom? Niestety liczba, którą teraz podam, może rozczarować, ponieważ jest to zaledwie sto tysięcy neuronów, czyli jedna tysięczna neuronów w mózgu człowieka. Odpowiada to inteligencji na poziomie… mrówki. Tak. Nie przesłyszałeś się. Sztuczna inteligencja, którą umiemy obecnie stworzyć, reprezentuje poziom owada.

Zastosowanie AI, czyli człowiek kontra maszyna

Odkryć naukowych nie dokonuje się tylko dla satysfakcji i nagrody Nobla. Nauki stosowane i wynalazki służą człowiekowi i są źródłem olbrzymich zysków dla korporacji, które je wdrażają w życie. Choć poziom zaawansowania AI w porównaniu do ludzkiej inteligencji jest ciągle niski, są takie dziedziny inżynierii, gdzie ludzie nie mogą się nawet równać z „inteligentnymi” maszynami. Zresztą nie chodzi o skomplikowaną technikę, tylko o codzienne życie. Sztuczna inteligencja jest szeroko stosowana do dostarczania spersonalizowanych rekomendacji podczas zakupów online np. na podstawie historii wyszukiwań i zakupów lub innych zachowań w sieci. Jest niezwykle ważna w handlu, jeśli chodzi o optymalizację produktów, planowanie zasobów i logistykę.
Maszyny są lepsze od człowieka tam, gdzie trzeba wykonywać obliczenia, analizować dane i przetwarzać informacje. Żyjemy w świecie, w którym dane mają olbrzymie znaczenie, a potrzebne informacje muszą być dostępne w czasie rzeczywistym.
Bez AI nie ma szans na wyrównanie sił w wojnie cybernetycznej. Sztuczna inteligencja może zautomatyzować wiele zadań związanych z monitorowaniem i kontrolą, a jak wiadomo, monitoring jest obecny wszędzie (CCTV, kontrola ruchu ulicznego). Komunistyczne Chiny stały się pierwszym na świecie państwem, gdzie systemy rozpoznawania twarzy stosuje się na wielką skalę. W Chinach ma to swoją ciemną stronę, ponieważ te systemy służą do inwigilacji obywateli.

Żadna nowoczesna firma nie może się obejść bez funkcji sztucznej inteligencji, wbudowanych w najważniejsze aplikacje biznesowe, takie jak systemy zarządzania zasobami przedsiębiorstwa (ERP), zasobami ludzkimi (HCM) i łańcuchem dostaw (SC).
AI widać gołym okiem w Internecie. Mam tu na myśli tzw. chatboty, które od 2018 roku są głównym polem konkurowania wielu firm.
Jednak jednym z najbardziej spektakularnych osiągnięć AI będzie z pewnością wprowadzenie na nasze ulice pojazdów autonomicznych, czyli mówiąc wprost samochodów bez kierowcy, kierowanych przez komputer.

Maszyny są lepsze od człowieka w wielu grach, a zwłaszcza grach komputerowych. Za pierwszy znany przykład użycia algorytmu komputerowego, jako przeciwnika w grze wobec człowieka można uznać komputer zbudowany z 480 lamp próżniowych o nazwie Nimrod, który w 1951 roku w trakcie targów Festival of Britain grał z ludźmi w znaną grę Nim. Grał na tyle dobrze, że zadziwił, a nawet przestraszył wielu uczestników targów.

W 1996 roku komputer o nazwie Deep Blue zagrał z arcymistrzem szachowym Garrym Kasparovem i… wygrał. To był historyczny moment. Deep Blue w trakcie rozgrywki przeszukiwał 200 milionów możliwych układów figur na szachownicy na sekundę — do 20 ruchów naprzód. Współcześnie największym wydarzeniem było pokonanie przez AI mistrzów graczy Minecraft oraz popularnej produkcji Arena of valor. To właśnie jej profesjonalni zawodnicy postanowili stanąć do walki z AI. Mecz pokazowy odbył się w czasie trwania World Champion Cup w Puchongu (Malezja). Jak się pewnie domyślacie, zwycięzca mógł być tylko jeden i wystarczyo jednie 30 min. żeby profesjonalni gracze musieli uznać potęgę maszyny.

Kto jest kim w branży AI

Wpomniany sukces starcia ludzi i AI w Malezji był dziełem firmy Tencent. Ich sztuczna inteligencja nazywa się Wukong AI i podobnie jak OpenAI oraz DeepMindAI jest w stanie przyswoić sobie ogromną ilość informacji.

Do najważniejszych firm zajmujących się rozwijaniem systemów sztucznej inteligencji zaliczamy: Amazon, Apple, Banjo, DJI (Chiny), Facebook, Google, HiSilicon, IBM, Intel, Microsoft, Nvidia, OpenAI (non profit), Qualcomm, Sensetime, Twitter, Tempus, Ascent, Datarobot, Freenome, Grammarly, Cloudminds, H20.ai, Nauto, Sift science, SoundHound, Vicarious, Zoox, Zymergen.

Które państwa są najlepiej przygotowane do wykorzystania AI w praktyce? Podaję listę w kolejności od miejsca pierwszego (wg raportu Oxford Insights 2017): Singapur, Wielka Brytania, Niemcy, Stany Zjednoczone, Finlandia, Szwecja, Kanada, Francja, Dania, Japonia, Australia, Norwegia, Nowa Zelandia, Holandia.
Brak Chin może budzić zdziwienie w ranking Oxford Insights, ale Chiny są ogólnie światowym liderem w dziedzinie badań i rozwoju sztucznej inteligencji. Na drugim miejscu są oczywiście Stany Zjednoczone. Chiny nie mają sobie równych, jeśli chodzi o ilość zgłaszanych patentów w AI. Miejsce na pozycji światowego lidera AI nie jest jednoznaczne. Gra toczy się pomiędzy Chinami i USA. Amerykanie posiadają najlepsze uniwersytety i wydaje się mało prawdopodobne, aby do 2030 roku Chińczykom udało się zdominować branżę AI w sposób niebudzący wątpliwości.

Spójrzmy teraz na ludzi, którzy mają największy wpływ na rozwój tej branży. Nie jest to Bill Gates. Elon Musk też nie, choć pamiętamy wszyscy jego epizody ze współpracy z firmą OpenAI (urban legend głosi, że Elon wycofał się z inwestowania w OpenAI, kiedy zapoznał się z możliwościami nowych algorytmów analizy tekstu. Nowe sieci neuronowe były ponoć zdolne do tworzenia idealnych fake newsów, zagrażających stabilności państw). Elon Musk wypowiada się obecnie w mediach jako przeciwnik nieograniczonego rozwijania sztucznej inteligencji i na Twitterze ostrzegał niedawno świat, że inteligentne roboty prędzej czy później zaczną zabijać ludzi.

Najważniejsi w tym biznesie są naukowcy. Wymieńmy sześciu z nich: Cynthia Breazeal — dyrektorka Personal Robots group w MIT Media Lab i wicedyrektorka Media Lab. Specjalistka od budowy robotów. Jej pierwszego robota Hannibal finansowała NASA. W 2014 roku Breazeal stworzyła Jibo — pierwszego robota dla gospodarstw domowych. Sprzedano ich ponad 6 tys. sztuk.

Chen Hao — człowiek od sztucznej inteligencji używanej w medycynie, głównie do analizy wyników badań i obrazów np. zdjęć rentgenowskich. Chen uważa — wbrew niektórym komentatorom, że maszyna nigdy nie powinna i nie zastąpi lekarza z krwi i kości.

Anna Scaife — profesorka Radio Astronomy of the University of Manchester, UK. Anna Scaife jest zaangażowana w budowę największego radioteleskopu świata na terenie Australii i południowej Afryki. Jego ukończenie przewidziano na rok 2030 i do analizy danych z tego urządzenia potrzebna będzie sieć neuronowa (AI) o niespotykanych dotąd możliwościach.

Timnit Gebru — specjalistka od komputerów i co-lead w Ethical AI Team Google Mountain View, California. Gebru zajmuję się głównie problemtyką etyczną związaną z rozwojem systemów rozpoznawania twarzy.

Yutaka Matsou — w 2010 roku Yutaka Marsou stworzył algorytm do przewidywania trzęsień ziemi, na podstawie danych pozyskanych ze wpisów na Twitterze. Jego algorytm wykrywał 96% zagrożeń sejsmicznych potwierdzanych potem przez japońską agencję meteo JMA. Jego umiejętności analityczne zapewniły mu obecnie opinię najlepszego badacza AI w Japonii.

Dacheng Tao — specjalista od projektowania autonomicznych systemów dla pojazdów. Ma na koncie ponad 40 publikacji z tej dziedziny i ponad 42 tys. cytatów w sieci indeksowanych przez Google Scholar.

Przyszłość i zagrożenia

Pamiętamy wypowiedzi nieżyjącego już Stephena Hawkinga o zagrożeniach, jakie niesie ze sobą sztuczna inteligencja. Pamiętamy hollywoodzkie blockbustery o Terminatorze i Matriksie, czyli wojnie ludzi z inteligentnymi maszynami. Czy taki scenariusz jest realny? Być może tak, ale prawdopodobnie mówimy tu o perspektywie 30, 40 lat, co wydaje się przyszłością totalnie abstrakcyjną, ponieważ do tego czasu ludzkość może ulec eksterminacji na własne życzenie (wojna nuklearna) lub wskutek jakiegoś apokaliptycznego zdarzenia (zderzenie z asteroidą, kometą).
O wiele ciekawsze wydaje się prognozowanie, jak będzie wyglądała nasza przyszłość, gdy sztuczna inteligencja zagości w naszych domach na stałe.
Na pierwszy ogień pójdzie kwestia języków obcych. Za 20 lat ten problem zniknie zupełnie i ludzie będą mogli się porozumiewać w sposób absolutnie płynny w dowolnym języku świata. Według raportu Jobs by World Economic Forum, do 2022 roku powstanie 58 mln nowych miejsc pracy związanych z rozwojem AI. Do 2030 roku AI zastąpi człowieka w niemal wszystkich pracach umysłowych.

Według raportu badaczy z Oxfordu od 2024 roku AI będzie lepiej tłumaczyć j. obce od ludzi, lepiej pisać szkolne eseje w 2026 roku i lepiej pisać bestselerowe powieści już w 2049 roku. Handel zostanie zdominowany przez AI w 2031 roku. Pokoje w hotelach i biurach będą się otwierały bez kluczy, dzięki systemom rozpoznawania twarzy. Znikną numery PIN kart debetowych, a towary zostaną dostarczone przez drony pod drzwi twojego domu już po kilku minutach od momentu zamówienia. Asystenci personalni odbiorą za ciebie telefony i umówią cię na spotkanie biznesowe lub zarezerwują miejsce w modnej restauracji. Prawo jazdy nie będzie ci już potrzebne, ponieważ do ulubionej knajpy zawiezie cię autonomiczny samochód.
Przygotuj się również na to, że wszystkie skomplikowane operacje chirurgiczne będą przeprowadzać roboty. W medycynie AI pozwoli na wyeliminowanie ponad 86% błędów lekarskich. W takich instytucjach jak np. banki znikną zupełnie doradcy finansowi i kasjerzy. Ich miejsce zastąpią robo-doradcy.

W opinii ekspertów, w rozwoju sztucznej inteligencji kluczowy będzie 2030 rok. McKinsey Global Institute prognozuje, że właśnie w tym roku około 30% siły roboczej na świecie zostanie zastąpiona przez inteligentne maszyny i roboty. Pracę stracą księgowi, telemarketerzy, analitycy i doradcy biznesowi, konsultanci, urzędnicy, kurierzy, kierowcy, sprzedawcy, tłumacze i lektorzy.
Jeśli wykonujesz obecnie któryś z tych zawodów, to najwyższy czas na zmianę. Do 2030 roku pozostało niewiele czasu. Za 9 lat taki artykuł jak ten będą pisały maszyny.
 

Źródło:
Forbes.com, Sztucznainteligencja.org.pl
Literatura:
Nature 588, S114-S117 (2020)

Krzysztof C. Gretkus (1970) — dziennikarz, fotoreporter. W latach 90. publikował opowiadania i wiersze w legendarnym warszawskim magazynie literackim bruLion. W 1995 r. wydał tom wierszy pt. „Szept i wrzask”. W 1999 r. ukończył poemat prozatorski „Czarne Światło”, od 2013 r. dostępny na Amazon i Smashwords pod angielskim tytułem „Puff of Black”. W latach 2008-2012 fotoreporter współpracujący z magazynem The Polish Times i agencją fotograficzną London News Pictures (LNP).
Więcej: Puff of black

Slide 1

KSIĄŻKA

C. GRETKUS "CS"

Zaskakująca akcja toczy się w wielu krajach. Finał rozgrywa się w paryskim klubie L’Empire, podczas największej imprezy multimedialnej świata. „CS” został ukończony w 1999 roku.

Pobierz