Искусственный интеллект – для вашего бизнеса. Руководство по оценке и применению

Эндрю Берджесс, 2018

Сначала роботы лишат нас рабочих мест, а затем поработят весь мир. Если вам нравятся подобные апокалиптические теории о всемогущем искусственном разуме, то эта книга точно не для вас. А вот если вы хотите разобраться, как использовать искусственный интеллект (ИИ) в своем бизнесе, чтобы сделать его более конкурентоспособным, инновационным и ориентированным на будущее, то вы, несомненно, на верном пути. Так что же на самом деле умеет ИИ? Как и при каких условиях он будет способствовать росту бизнеса? С чего вообще следует начинать? Цель этой книги – дать максимум информации об искусственном интеллекте, не отвлекаясь на сложные технологические подробности и терминологию. Признанный международным бизнес-сообществом консультант по ИИ Эндрю Берджесс призывает руководителей не слишком доверять рекламе, не завышать ожидания, связанные с применением ИИ, и не впадать в крайности от эйфории до паники. Вместо этого он предлагает прагматичный и лишенный хайпа подход к описанию искусственного интеллекта. В основе книги лежит разработанная автором структура, которая рассматривает восемь основных практических функций ИИ, например распознавание образов, обработку естественного языка и прогнозирование трендов. Особенности применения и реальные возможности каждой функции подробно рассмотрены на реальных примерах.

2. Краткая история развития искусственного интеллекта

Для тех, кто только сейчас решил познакомиться поближе с искусственным интеллектом, эта технология может выглядеть сравнительно новой, основанной на возможностях интернета и так называемых больших данных. Однако на самом деле история искусственного интеллекта насчитывает уже более 50 лет, а его развитие то шло ускоренными темпами, то переживала «эпохи застоя», иногда называемые «периодами зимней спячки» (англ. «AI Winters»). Стоит кратко рассказать обо всем этом, чтобы сегодняшние события, когда искусственный интеллект находится у всех на виду, не оставались вырванными из исторического контекста.

В предыдущей главе я уже упоминал о двух людях, считающихся «отцами-основателями» искусственного интеллекта, — Марвине Мински и Дугласе Энгельбарте из Массачусетского технологического института в Бостоне (США). Но само словосочетание «искусственный интеллект» придумал Джон Маккарти, профессор Стэнфордского университета в Калифорнии. Маккарти создал Стэнфордскую лабораторию искусственного интеллекта (SAIL) — центр разработки ИИ на Западном побережье Соединенных Штатов. Технологии, продвигавшие в то время развитие искусственного интеллекта, были чрезвычайно примитивны по сравнению с современными (типа нейронных сетей) и, конечно, не воспринимались бы как «настоящий» искусственный интеллект любым нынешним специалистом. Тем не менее они действительно удовлетворяли, хотя бы на самом элементарном уровне, определению «компьютерные системы, способные выполнять задачи, требующие человеческого интеллекта».

Большая часть ранних разработок в области искусственного интеллекта была основана на так называемых «экспертных системах». Вовсе не желая сказать ничего дурного про эти подходы (они используются и сегодня, многие до сих пор под видом «искусственного интеллекта»), приходится признать, что смысл их в основном заключался в идее «если имеем то-то, поступаем так-то». Программист излагал рабочие принципы и алгоритмы из некоторой предметной области в виде строк, ветвей и циклов, причем каждая ветвь зависела от ввода определенного правила или от решения пользователя. Например, в системе, предназначенной для моделирования рекомендаций по открытию банковского счета, пользователю задается ряд вопросов (статус занятости, заработок, сбережения и т. д.), причем каждый ответ направляет процесс по разным ветвям, пока не приведет пользователя к тому или иному выводу. И поскольку такой подход действительно давал нам решение задачи, «обычно требующей человеческого интеллекта», в те времена можно было с чистой совестью считать его искусственным интеллектом. Сегодня с таким определением уже не согласятся, потому что у подобной программы нет способности к самообучению — главной отличительной черты любого интеллекта по определению.

Интересно, что даже в наши дни описанный выше подход используется во многих чат-ботах, широко распространенных в интернете. Большинство их разработчиков утверждает, что они используют искусственный интеллект, и кое-где он реально задействован, но большинство таких программ являются лишь застывшим «древом принятия решений», неспособным самостоятельно развиваться. Существует целый ряд онлайн-платформ (в большинстве своем бесплатных) для разработки чат-ботов, где можно создавать свои собственные версии таких алгоритмов, используя все тот же подход. И для простых процессов они вполне пригодны. Не так давно я и сам создал очередной (совсем элементарный) вариант чат-бота. Все дело заняло у меня полдня. С одной стороны, это доказывает, что подобное «программирование» доступно даже человеку, далекому от техники. С другой стороны, очевидно, что искусственный интеллект в этом процессе был едва задействован, если вообще имело смысл о нем говорить.

В истории искусственного интеллекта было два затяжных периода «спячки», когда прогресс в этой области застывал на многие годы. Происходило это оба раза вследствие завышенных ожиданий от разработок, с последующим разочарованием и прекращением финансирования. Первая «спячка» длилась с 1974 по 1980 год и была спровоцирована тремя событиями. Во-первых, это был отчет сэра Джеймса Лайтхилла для правительства Великобритании за 1973 год, в котором критиковалось «громадье планов» научного сообщества, занимавшегося искусственным интеллектом, и неспособность ученых хоть как-то приблизиться к выполнению обещанного. Во-вторых, принятая в Соединенных Штатах так называемая «Поправка Мэнсфилда» потребовала, чтобы Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA, ныне известное как DARPA) финансировало только проекты с четко сформулированными задачами и целями, отдавая предпочтение оборонным заказам, — всем этим ограничениям в то время искусственный интеллект удовлетворять не мог. В-третьих, ключевой искусственный интеллект-проект, выполняемый для ARPA, который позволил бы летчикам-истребителям «разговаривать» со своими самолетами, уверенно двигался к полному провалу. Все эти события привели к тому, что большая часть финансирования была отозвана, а само выражение «искусственный интеллект» надолго вышло из моды.

Второй «ледниковый период» продолжался для искусственного интеллекта с 1987 по 1993 год и был в основном связан с неспособностью «экспертных систем» в 1985 году оправдать завышенные ожидания целого ряда корпораций, потративших миллиарды долларов на совершенствование этой технологии. Как и в случае с моим собственным чат-ботом, о котором я упомянул выше, экспертные системы в конечном итоге оказались сложными для написания, «сборки» и запуска на компьютере. Это делало их чрезмерно дорогими, и в начале 1990-х годов они быстро утратили популярность, чему способствовал одновременный крах на рынке сопутствующего оборудования (так называемых машин Lisp). В 1981 году в Японии стартовала программа стоимостью 850 млн долларов по разработке «компьютера пятого поколения», который мог бы «вести разговоры, переводить языки, интерпретировать картинки и рассуждать, как люди», но даже через десяток лет она не смогла достичь ни одной из своих целей (впрочем, некоторые из них остаются неосуществленными и поныне). И хотя в 1983 году DARPA начала снова финансировать в Соединенных Штатах проекты по развитию искусственного интеллекта в ответ на амбициозные планы Японии, дотации прекратились в 1987 году, когда в Отдел технологий обработки информации DARPA (который и направлял усилия и средства в разработку искусственного интеллекта, суперкомпьютеров и микроэлектроники) пришло новое руководство и заключило, что искусственный интеллект «не в тренде». Начальство отвергло экспертные системы на том основании, что это было просто «мудрствование на тему программирования», и, оглядываясь назад, можно считать это весьма прозорливой оценкой.

Я рассказываю о тяжелых для искусственного интеллекта временах потому, что возникает совершенно резонный вопрос: не является ли нынешний бум технологий искусственного интеллекта еще одним прецедентом, связанным с завышенными ожиданиями? Быть может, нас всех ждет уже третье по счету разочарование и прекращение дальнейших разработок? Как мы увидели в предыдущей главе, вся маркетинговая индустрия и аналитика бурлит от восторга по поводу искусственного интеллекта и его нынешних и потенциальных возможностей. Ожидания, следовательно, чрезвычайно высоки, однако если бизнес начнет сейчас верить всему, что говорится и пишется про искусственный интеллект, итогом может стать сильнейшее разочарование. Вот почему нам нужно как следует разобраться в том, что вынесло искусственный интеллект на нынешнюю волну популярности и почему в этот раз «заморозки» вряд ли повторятся.

С технологической точки зрения единственный термин, который вам следует запомнить на данный момент, — это «машинное обучение». Оно представляет собой современную версию экспертных систем, которую сейчас интенсивно финансируют, разрабатывают и применяют в самых различных областях. Но прежде чем я опишу (разумеется, в упрощенной форме), что такое машинное обучение, нам нужно понять, что представляют собой все остальные силы, участвующие в текущем компьютерном прорыве, и почему на этот раз для искусственного интеллекта все может сложиться по-другому. На мой взгляд, в области ИИ сейчас действуют четыре основные движущие силы.

Роль больших данных

Первой из движущих сил, породившей огромный интерес и создавшей высочайшую активность в области искусственного интеллекта, является колоссальный объем данных, доступных в современном мире. Специалисты называют разные цифры, но все они сходятся на том, что объем данных, генерируемых человечеством, удваивается каждые два года. Это означает, например, что в 2022 году будет создано (или скопировано) 88 зетабайт (то есть 88 трлн гигабайт) данных. Для нашей темы это исключительно важно, потому что большая часть технологий искусственного интеллекта подпитывается массовыми данными — без них искусственный интеллект был бы бесполезен, как электростанция без топлива.

Чтобы обучить систему искусственного интеллекта (например, нейронную сеть) с той или иной степенью точности, требуются миллионы примеров, и чем сложнее модель, тем больше примеров необходимо. Вот почему крупные интернет-компании и социальные сети, такие как Google и Facebook, настолько активны в сфере искусственного интеллекта — именно у них в первую очередь достаточно данных для такой работы. Поиски, выполняемые с помощью Google, создают около 3,5 млрд запросов в день, а публикации в «Фейсбуке» ежедневно обновляют 421 млрд статусов, загружают 350 млн фотографий и генерируют почти 6 трлн «лайков» — так вот и возникает топливо для этих систем. Один только Facebook формирует около 4 млн гигабайт данных каждые 24 часа.

Этот огромный объем данных используется искусственным интеллектом для создания тех или иных «ценностей» — в самом широком понимании. Воспользуемся снова простым примером, который я использовал в предыдущей главе: когда систему DNN обучают распознавать изображения собак. Чтобы научить систему, вам понадобится множество изображений собак, помеченных для системы как «собака», и такое же множество других изображений, где собаки отсутствуют и которые, соответственно, помечены как «собак нет». Только после того, как система научится распознавать собак с использованием исходного набора данных и пройдет этап предварительной проверки, на котором алгоритм дополнительно настраивается с использованием обучающих данных, разбитых на подмножества, систему можно (и нужно) протестировать на «чистом», то есть немаркированном наборе изображений.

Не существует строгих указаний относительно того, сколько именно данных необходимо для подобного тестирования, но, как правило, потребность в обучающих данных составляет около 30 % от общего массива.

Огромные объемы данных, которые мы постоянно создаем, используются в компьютерном мире каждую минуту и большей частью без нашего ведома, но с нашего согласия (как правило, невольного или неявного). Взять, к примеру, ваши поиски в Google. Когда вы вводите поисковый запрос, вы периодически пишете слова неправильно, или с ошибками, или не вполне стандартным (например, просторечным) образом. В ответ на это Google обычно предлагает вам результаты, основанные на правильном, или более распространенном, или более литературном написании этого слова. Скажем, если я пишу «Эндрю Дерджесс» (англ. Andrew Durgess), Гугл показывает мне результаты для Эндрю Берджесса (англ. Andrew Burgess), хотя я могу заставить его выполнить поиск именно для написанного мной варианта. Это означает, что Google постоянно собирает данные о версиях слов с ошибками и, что еще важнее, о том, какие предлагаемые системой исправления являются приемлемыми для пользователя, а какие — нет. Все эти данные затем используются для настройки проверки орфографии с помощью искусственного интеллекта. Но если, как в моем примере, существует реальный человек по имени Эндрю Дерджесс, который завтра внезапно станет знаменитым, то множество людей бросятся искать информацию о нем, и Google быстро отменит исправление «Эндрю Берджесс», поскольку все меньше и меньше людей принимают его и вместо этого выберут поиск: «Эндрю Дерджесс, точно как написано».

Экспоненциальный рост объема данных происходит сейчас не только в социальных сетях и поисковых системах. Все больше и больше нашей коммерческой деятельности осуществляется в интернете или обрабатывается с помощью корпоративных систем, что создает огромный поток информации. Так, в секторе розничной торговли для создания новых данных нам совершенно необязательно совершать покупки именно онлайн. Даже когда наша покупка регистрируется в обычном магазине (причем здесь нет даже необходимости фиксировать наше имя), розничные компании смогут использовать эти данные для прогнозирования тенденций спроса и выбора товаров, что уже помогает им оптимизировать цепочку поставок. А когда эти покупки удается связать с отдельным клиентом (например, с помощью карты постоянного покупателя или учетной записи в интернете), данные становятся гораздо информативнее и, следовательно, намного ценнее. Теперь фирма может предсказывать, какие еще товары или услуги вы также можете купить на ее торговых площадках, и будет активно их вам предлагать. Если вы совершаете покупки в интернете, то записываются не только данные о самих покупках: каждая посещенная вами страница, время, которое вы проводите на них, просмотренные вами продукты — все это отслеживается, увеличивая объем и ценность данных, «скармливаемых» искусственному интеллекту.

Как только покупка совершена, торговая компания тут же начнет создавать и собирать новые данные и извлекать из них ценность. Каждый раз, когда вы взаимодействуете с продавцами через веб-сайты, контакт-центры или оставляете отзыв у них на сайте или через сторонние агрегаторы (либо социальные сети), вы сами создаете все больше полезных для них данных. Даже бытовое использование продуктов или услуг, подключенных к интернету или зарегистрированных онлайн, создаст дополнительные сведения, выгодные для коммерции. Например, телекоммуникационные компании будут использовать данные о любой вашей сетевой активности и взаимодействиях, чтобы с помощью искусственного интеллекта попытаться предсказать, не захотите ли вы (и если захотите, то как скоро) перейти от них к конкуренту. Данные для обучения искусственного интеллекта поступают даже от клиентов, которые фактически расторгли контракты (то есть в одностороннем порядке перестали пользоваться услугами): искусственный интеллект использует эти сведения для определения всевозможных факторов, формирующих отток клиентов, и затем применяет их для анализа активности и особенностей поведения существующих клиентов. Аналогичным образом банки могут выявлять мошеннические транзакции на вашем счету благодаря тому, что у них имеется множество обработанных данных о подлинных, сомнительных и откровенно нелегальных транзакциях по различным счетам: ведь ежедневно в мире совершается около 300 млн транзакций по кредитным и дебетовым картам.

Другим источником больших данных являются всевозможные текстовые документы: газеты, книги, технические документы, сообщения в блогах, электронные письма и т. д. Еще одну группу составляют генетические и биомедицинские данные (рентген, пьезоэлектрическая и магнитно-резонансная томография, ультразвуковая диагностика и т. д.), климатические и метеорологические показатели (температура, влажность, давление, ветер, содержание кислорода и т. д.).

Там же, где данных не существует, они создаются целенаправленно. Обучающие наборы данных специально собираются или разрабатываются для самых распространенных или насущных задач, где можно применить искусственный интеллект. Например, чтобы распознавать числа в рукописном виде, американский Национальный институт стандартов (National Institute of Standards) создал базу данных (MNIST), содержащую 60 000 образцов рукописных цифр и 10 000 тестовых образцов. Существуют аналогичные базы данных для распознавания лиц, аэрофотоснимков, новостных статей, речи, для отслеживания движения, для диагностики биологических и антропометрических параметров и многого другого. Они незаменимы для разработки самых актуальных и необходимых приложений для машинного обучения.

Еще один интересный аспект, касающийся лавинообразного накопления и использования данных, заключается в том, что они прямо на наших глазах ставят привычные бизнес-модели с ног на голову. Google и Facebook не создавались в качестве компаний, занимающихся сбором данных и использованием искусственного интеллекта, но они быстро превратились именно в таких бизнес-гигантов. А сейчас для сбора данных специально создаются новые компании, которые используют для получения информации другие (обычно бесплатные) сервисы. Хорошим примером целенаправленного сбора и использования данных для доброго дела является деятельность компании Sea Hero Quest. На первый взгляд, их сервис очень похож на игру для мобильного телефона, но на самом деле он использует данные о том, как люди играют на телефоне или планшете, чтобы лучше понять природу старческой деменции и, в частности, разобраться в том, какие особенности существуют в нарушениях пространственной навигации в разрезе возраста, пола и географии. На момент написания книги в игровом сервисе приняло участие 2,7 млн человек, и это крупнейший проект по исследованию деменции в истории. Коммерческие предприятия используют аналогичный подход: они создают «фасадные» продукты или услуги, которые на самом деле существуют только для сбора ценных данных, реально использующихся совсем в других целях.

Конец ознакомительного фрагмента.