Информатика 11 кл 1.3

§1.2 Сферы применения Искусственного интеллекта

Вы узнаете:

  • Каковы возможности искусственного интеллекта;
  • В каких сферах используется искусственный интеллект;
  • Каковы перспективы развития искусственного интеллекта.
Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер

Искусственный интеллект

Ключевые понятия

   Адаптивное обучение – бейімдеп оқыту – аdaptive learning
   Прокторинг – прокторинг – proctoring
   Игровой искусственный интеллект – ойындық жасанды интеллект – game artificial intelligence

   Искусственный интеллект все прочнее становится частью нашей жизни. Технологический прогресс создал новые возможности во всех сферах жизнедеятельности.
   ​Применение искусственного интеллекта в разных сферах набирает обороты с большой скоростью. Промышленность, образование, медицина, игровая индустрия, обеспечение безопасности – это лишь малая часть сфер, в которых эффективно используется искусственный интеллект.
   ​Рассмотрим некоторые сферы применения искусственного интеллекта.

Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер

В образовании

   Несмотря на то, что система образования одна из консервативных сфер жизнедеятельности человека, искусственный интеллект становится одним из важных атрибутов современного образования. Искусственный интеллект не заменит учителя, наоборот, наставники на базе искусственного интеллекта помогут улучшить преподавание, указывая учителям на их упущения в занятиях с учащимися. При эффективном использовании ИИ может стать ценным инструментом для любого педагога, помогающим путем анализа стиля обучения, стратегии и общего прогресса ученика найти наиболее оптимальные стратегии обучения для повышения уровня учащегося.

Рис. 1. Направления ИИ в образовании

Давайте познакомимся с теми направлениями, в которых искусственный интеллект уже успешно внедряется (рис. 1.).

Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер

Адаптивное обучение

   Адаптивное обучение, пожалуй, одно из наиболее перспективных направлений применения искусственного интеллекта в образовании.
   ​Уровень знаний у приступающих к изучению какой-либо дисциплины разный, и способности разные. Преподаватель все время оказывается перед трудной задачей: как обеспечить приемлемую успеваемость слабых учеников и не отбить желание учиться легким материалом у сильных?
   ​Решить эту проблему должно применение адаптивных технологий. Предполагается, что искусственный интеллект будет отслеживать успеваемость каждого отдельного обучающегося и либо подстраивать представление учебного материала под его способности, либо информировать преподавателя о том, что хуже усвоено, а какой материал лучше.

   Одна из платформ, позволяющих создателям онлайн-курсов
​использовать возможности адаптивных технологий с применением искусственного интеллекта, – это Stepik. Но и на этой платформе подобных курсов пока создано меньше десяти.

  • дифференцированное обучение;
  • адаптивное обучение;
  • компьютерное обучение
  • лично-ориентированное обучение.
  • дистанционное обучение;

Автоматический подсчет баллов

   Проект быстро разрастается с 2012 года, когда Фонд Hewlett спонсировал конкуренцию между системами оценки эссе.
   Тем не менее, существует сильная оппозиция к использованию технологий при выставлении оценок. Математик Г. Перельман решил разоблачить истинный характер алгоритмов оценки и сумел указать на слабые места существующих систем.

Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер

Промежуточное интервальное обучение

   Польский изобретатель Петр Возняк придумал учебное приложение, основанное на эффекте интервала. Это приложение отслеживает то, что вы изучаете, и когда вы его изучаете. Включая искусственный интеллект, приложение может узнать, когда вы, скорее всего, забыли информацию, и рекомендовать вам повторить ее. Требуется всего несколько повторений, чтобы убедиться, что информация теперь сохранится в памяти на долгие годы.

Прокторинг 

   Дистанционное обучение, локомотив современного высокотехнологического образования, подразумевает дистанционный экзамен.
   На помощь человеку пришел искусственный интеллект. Он способен отслеживать поведение одновременно множества сдающих: нет ли «лишних» людей в кадре, нет ли «лишних» голосов в помещении, как часто сдающий отводит взгляд от монитора, не пытается ли сменить вкладку в браузере. Все эти действия фиксируются как нарушения. В особых случаях система дает сигнал человеку-проктору обратить внимание на того или иного сдающего. Только тогда за ним начнут следить через веб-камеру.

   Мы находимся в самом начале пути по внедрению новых технологий в сфере образования, и, возможно, вскоре искусственный интеллект в этой сфере будет так же обычен, как привычное занятие с учителем.

Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер

В игровой индустрии

   Рост технологических возможностей и интереса к игровой индустрии делает область интерактивных развлечений самой быстро развивающейся областью информационных технологий в мире.
   Игровой искусственный интеллект стал одним из основных средств выразительности в компьютерных играх и зачастую определяет уровень качества конечного продукта разработчиков. Алекс Шампандар в своей книге «Искусственный интеллект в компьютерных играх: как обучить виртуальные персонажи реагировать на внешние воздействия» отмечает: «Средства искусственного интеллекта стали неотъемлемой частью любой компьютерной игры».

   Сейчас игровая индустрия использует довольно сложные взаимосвязанные интеллектуальные системы, которые и выделяют ИИИ в совершенно самостоятельную область знаний. Создаются так называемые интеллектуальные игровые системы, предназначенные в первую очередь, для того, чтобы предоставить игроку интересный игровой процесс, ощущения и впечатления от игры.
   На практике назначение интеллектуальной системы сводится к управлению поведенческими особенностями внутриигровых персонажей.

  • самостоятельно строить программу своих действий, исходя из условия задачи;
  • научить персонажей решать ситуационные задачи;
  • разработка игрового сюжета:
  • управление поведенческими особенностями внутриигровых персонажей;
  • разработка общей концепции игры.

   Говоря о ИИИ, можно с высокой степенью объективности отметить следующие базовые принципы, которые помогают игровым системам казаться более интеллектуальными и естественными по отношению к игроку (рис. 2).

Рис. 2. Базовые принципы ИИИ

   ИИИ делится на периферийный и центральный ИИ (рис. 3).
   Необходимость в таком разделении следующая:
   1. Игра должна реагировать не только на действия игрока, но и на изменения в виртуальном мире, за что отвечает периферийный ИИ.
   2. В зависимости от действий игрока или обстоятельств и состояния виртуального мира персонажи должны принимать определенные решения, за что отвечает центральный ИИ.
   3. Все эти изменения должны иметь свое место на экране в виде визуальной анимации, озвучивания.
   4. При необходимости многие из этих аспектов могут быть жестко определены («заскриптованы») заранее разработчиком.

   Таким образом, ИИИ должен обязательно выполнять три основные задачи:
   • управлять перемещением персонажей;
   • управлять принятием собственных решений персонажами;
   • отвечать за поведенческие особенности персонажей.
   Необходимо отметить, что игры имеют неограниченный потенциал и всегда будут удивлять нас своими новыми достижениями, поэтому возможности применения искусственного интеллекта в игровой индустрии практически безграничны.

Рис. 3. Базовая модель ИИИ в компьютерной игре

Периферийный игровой
искусственный интеллект

Центральный игровой
искусственный интеллект

  • Поведенческие реакции;
  • Принятие решений;
  • Перемещение;
  • Анимация объектов;
  • Действия игрока;
  • Изменение в виртуальном мире;
  • Поведенческие реакции;
  • Принятие решений;
  • Анимация объектов;
  • Перемещение;
  • Действия игрока;
  • Изменение в виртуальном мире;
Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер

В экономике

   ИИ незаменим для крупных компаний, которые имеют доступ к большому количеству потребительских данных. Он важен и для небольших предприятий, которые хотят сделать полезные выводы из более скромного объема информации.
​   ИИ – универсальный инструмент для статистических задач - от определения факторов, стимулирующих клиентов возвращаться, до поиска новых рыночных ниш. Искусственный интеллект помогает собирать данные. Механизмы сбора данных – от анализа тональности текста, до алгоритмов машинного обучения, отслеживающих предпочтения и привычки клиентов, - теперь доступны для любых предприятий. В социальных сетях для этих целей запускаются различные чат-боты.

   Системы искусственного интеллекта применяются для найма сотрудников. Алгоритмы машинного обучения могут определять, какие предыдущие методы найма помогли найти сотрудников, например, где ранее компания искала кандидатов и как устанавливались контакты. При помощи ИИ можно узнать, как привлечь конкретного кандидата, найти зацепки и детальную информацию об опыте работы и пригодности для определенной задачи.

Это интересно

   Amazon входит в число пионеров внедрения искусственного интеллекта в реальную деятельность. Компания использовала ИИ для отбора кандидатов на работу еще в 2014. В следующем году нейронную сеть «уволили», когда оказалось, что она отдавала предпочтение мужчинам. Примечательно, что это не ошибка проектировщиков, а особенность, приобретенная при самообучении. Система анализировала резюме людей, принятых на работу в последние 10 лет, и в этой подборке просто было больше мужчин.

(По материалам информационных порталов)

Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер

В промышленности

   К традиционным темам и направлениям применения искусственного интеллекта на предприятии относятся:     
   ​статистическое управление процессами;
   ​анализ видов и последствий потенциальных отказов; 
   ​анализ измерительных систем;
   ​управление ценообразованием и товарными запасами; производительное обслуживание оборудования (ТОиР – техническое обслуживание и ремонт). 
   ​Больше всего технологии машинного обучения используют в дискретном производстве (рис. 4). К нему относятся авиа-, машино- и приборостроение. В дискретном производстве искусственный интеллект применяют для продления срока службы промышленного оборудования и повышения эффективности его технического обслуживания. Предсказательная аналитика помогает промышленникам получить сведения об остаточном ресурсе промышленных активов.

А предписывающая аналитика дает рекомендации по предотвращению сбоев в работе и недопущению аварий. На втором месте - процессное производство: металлургия, химия, нефтехимия, нефтепереработка и нефтедобыча. В области процессного производства применяют те же сценарии. Однако системы типа «цифровой советчик» для управления технологическими процессами более перспективны для повышения экономических показателей.
   Технологии ИИ также применяют в сфере робототехники для создания систем обучения промышленных роботов.
   Таким образом, сферы применения искусственного интеллекта расширяются с каждым днем. И возможно, что совсем скоро наступит то время, когда искусственный интеллект станет такой же обыденностью, как недавно стали различные цифровые устройства.

Рис. 4. Сравнительная диаграмма применения ИИ в промышленности
  • Нефтедобыча;
  • Электроэнергетика;
  • Нефтегазовая промышленность;
  • Деревообрабатывающая;
  • Машиностроение;
  • Пищевая;
  • Полиграфия;
  • Металлургия;
Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер

Знание и понимание

Вопросы

   1. Какие сферы применения искусственного интеллекта вы можете назвать?
   ​2. Какие проблемы можно решить, если использовать искусственный интеллект в образовании?
   ​3. Зачем нужен искусственный интеллект в играх?


Применение

 1. Откройте образовательный ресурс stepik.org. Выясните, какие курсы позволят больше узнать по теме «Искусственный интеллект». Какие базовые знания могут дать эти курсы?
   ​2. Откройте интернет-ресурс https://experiments.withgoogle.com/interplay-mode/view/. Выполните несколько упражнений, используя этот ресурс.

Навыки высокого порядка

   1. Какие преимущества использования искусственного интеллекта в экономике вы можете назвать?
   ​2. Выполните задания по уровням
   ​Уровень А. Используя поисковые системы Интернет, составьте ТОП10 компаний, которые активно используют искусственный интеллект в своей деятельности, укажите сферу применения ИИ.
   ​Уровень В. Выберите сферу применения искусственного интеллекта и оцените преимущества и недостатки его применения в этой сфере.

   Уровень С. Используя поисковые системы Интернет, составьте ТОП10 компаний, которые принципиально отказываются применять искусственный интеллект в своей деятельности несмотря на то, что его применение в этой сфере хорошо себя зарекомендовало. Представьте себе, что вы разработчик систем ИИ, приведите аргументы «за» применение ИИ для таких компаний.

Работа в группе

   Обсудите в группах и ответьте на вопрос: люди каких профессий могут остаться без работы в связи с развитием интеллектуальных систем?

Тағы да осы тақырып бойынша
Басқа іс-әрекеттер
Өтінемін күте тұрыңыз