Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
Иркутский национальный
исследовательский технический университет
ФАКУЛЬТЕТ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Геологоразведочный техникум
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
на тему
«Искусственный интеллект: его возможности и потенциал»
по дисциплине
«Информатика»
Обучающийся: Шабалина Ильи Эдуардовича
Курс 1 группа гНБ-20-4
Преподаватель: Герасимова Анастасия Евгеньевна
(ФИО)
__________«___»____________2021г.
(дата)
Иркутск - 2021
Содержание
Введение 3
Глава 1 5
1.2 Направления и перспективы развития искусственного интеллекта. 6
Глава 2 8
2.1 Сферы применения искусственного интеллекта 8
2.2 Внедрение искусственного интеллекта в газонефтяную промышленность 11
Заключение 14
Список использованной литературы 15
 Введение
Актуальность темы данного проекта. Сегодня уже сложно представить такую область деятельности, в которую бы ни проникли различные умные устройства, упрощающие нашу работу или берущие на себя часть наших обязанностей, данные устройства используют в основе своей работы принцип Искусственного интеллекта.
Проблема создания искусственного интеллекта не такая современная, как кажется, поскольку человек с древних времён стремился упростить свою жизнь, переложив часть своих обязанностей на специальные приспособления. Раньше этот вопрос ограничивался созданием машин или роботов, способных выполнять тяжёлую физическую работу. Но с развитием науки человек всё чаще стал задумываться о создании машины, способной выполнять и умственную работу.
Создание искусственного интеллекта в настоящее время связана со сложностью проблем, которые приходится решать современному человечеству. К таким проблемам можно отнести освоение космоса, прогнозирование природных катаклизмов и антропогенного воздействия на окружающую среду, создание сложнейших инженерных проектов, использование современной техники в медицине и многие научные исследования.
В настоящие время наука подошла к такому уровню своего развития, что появилась возможность создания искусственного интеллекта. Однако многие учёные скептически относятся к этому вопросу, т.к. существует множество проблем, которые пока не удаётся решить научным путём.
Несмотря на это, задача создания искусственного интеллекта не стала менее актуальной.
 В настоящее время создаются всё более и более усовершенствованные программы, максимально напоминающие по своему действию мыслительные процессы человека. Они значительно упростили наш быт, труд и играют большую роль в современной жизни и науке.
Проблемой моего проекта является то, что искусственный интеллект в данный момент времени до сих пор не понятен и не известен для большинства людей, хотя используют его повседневно.
Объектом моего проекта является искусственный интеллект.
Предметом – возможности и потенциал искусственного интеллекта.
Цель проекта: Познакомиться с технологией построения систем искусственного интеллекта, и с их использованием в различных сферах жизнедеятельности.
Задачи проекта:
Рассмотреть системы искусственного интеллекта;
Изучить виды систем искусственного интеллекта;
Найти примеры, иллюстрирующие применение систем искусственного интеллекта;
Внедрение искусственного интеллекта в газонефтяную промышленность.
Гипотезой данного проекта является мысль о том, что в ближайшем будущем применение искусственного интеллекта качественно преобразит практически все сферы нашей жизни.
Методами исследования данного проекта являются: обзор теоретической литературы, изучение интернет-источников, обобщение полученного опыта.
Практическая значимость данной работы заключается в том, что ее можно будет использовать как материал для учеников старших классов в дисциплине “информатики”
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы.
 Глава 1
1.1 Системы искусственного интеллекта: Если упростить, искусственный интеллект (ИИ) — это система или машина, которая может имитировать человеческое поведение, чтобы выполнять задачи, и постепенно обучаться, используя собираемую информацию. Искусственный интеллект имеет множество воплощений.
Искусственный интеллект — это не формат и не функция, это процесс и умение думать и анализировать данные. При слове «искусственный интеллект» многие представляют разумных человекоподобных роботов, которые стремятся завоевать мир. Однако искусственный интеллект не предназначен на замену людям. Его целью является расширение человеческих умений и возможностей. Поэтому данная технология является ценным бизнес-ресурсом.
Первые исследования в области искусственного интеллекта, стартовавшие в 50-х годах прошлого века, были направлены на решение проблем и разработку систем символьных вычислений. В 60-х годах это направление привлекло интерес Министерства обороны США: американские военные начали обучать компьютеры имитировать мыслительную деятельность человека. Например, Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) выполнило в 70-х годах ряд проектов по созданию виртуальных уличных карт. И специалистам DARPA удалось создать интеллектуальных личных помощников в 2003 году, задолго до того, как появились Siri, Alexa и Cortana. Эти работы стали основой для принципов автоматизации и формальной логики рассуждений, которые используются в современных компьютерах, в частности, в системах для поддержки принятия решений и умных поисковых
системах, призванных дополнять и приумножать возможности человека.
Хотя в научно-фантастических фильмах и романах искусственный интеллект зачастую изображают в виде человекоподобных роботов, захватывающих власть над миром, на данном этапе развития технологии искусственный интеллект совсем не такой страшный и далеко не такой умный. Напротив, развитие искусственного интеллекта позволяет этим технологиям приносить реальную пользу во всех отраслях экономики. Ниже описаны примеры использования технологий искусственного интеллекта в здравоохранении, розничной торговле и других областях.
 60-е года в истории искусственного интеллекта отметились попытками отыскать общие методы решения широкого класса задач, моделируя сложный процесс мышления. Разработка универсальных программ оказалась слишком трудным и бесплодным делом. Чем шире класс задач, которые может решать одна программа, тем беднее оказываются ее возможности при решении конкретной проблемы.
1.2 Направления и перспективы развития искусственного интеллекта.
Технологии искусственного интеллекта развиваются в следующих направлениях:
решение задач, позволяющих приблизить возможности искусственного интеллекта к человеческим и найти способы их интеграции в повседневность;
разработка полноценного разума, посредством которого будут решаться задачи, стоящие перед человечеством
В настоящий момент исследователи сосредоточены на разработке технологий, которые решают практические задачи. Пока ученые не приблизились к созданию полноценного искусственного разума.
Сегодня уже сложно представить такую область деятельности, в которую бы ни проникли различные умные устройства, упрощающие нашу работу или берущие на себя часть наших обязанностей. Среди таких сфер медицина, образование, бизнес, наука, развлечения, борьба с преступностью, решение многочисленных бытовых вопросов. Скорее всего, в будущем подобных разработок станет еще больше, и использоваться они, наверняка, будут повсеместно. Таким образом, уже в ближайшем будущем применение искусственного интеллекта качественно преобразит практически все сферы нашей жизни.
 Столь широкое использование искусственного интеллекта обусловлено двумя важнейшими факторами:
Он способен автоматизировать даже те процессы, которые ранее требовали участия человека: например, управление роботизированными механизмами на производстве (то есть в данном случае искусственный интеллект берет на себя наши обязанности).
Он может быстро обрабатывать и анализировать поистине гигантские объемы информации и просчитывать варианты, используя множество переменных. И по данному направлению искусственный интеллект дает качественно лучшие результаты по сравнению с человеком. Добавим к этому то, что машина не подвержена человеческому фактору, а ее работоспособность не зависит от эмоций и личных проблем. Как итог – области применения искусственного интеллекта очень широки и фактически ограничиваются только нашей фантазией и скоростью внедрения технологических новаций.
Как мы видим, искусственный интеллект стал неотъемлемой часть жизни и технологий человека.
 Глава 2 2.1 Сферы применения искусственного интеллекта
Несмотря на сравнительную молодость данных технологий, искусственный интеллект уже нашел широкое применение в самых разных сферах, и многие проекты, будто пришедшие к нам из фантастических книг, становятся вполне реальными. Приведем интересные примеры применения искусственного интеллекта, которые внедрены на данный момент или планируются к внедрению в ближайшем будущем.
Медицина. В медицине особенно ценится отменная память искусственного интеллекта и его способность обрабатывать большое количество данных, сопоставлять и анализировать информацию. Так работает интеллект IBM Watson или, например, DeepMind Health от компании Google. Эти и аналогичные им умные помощники не просто дают советы врачам, но и определяют предрасположенность к заболеваниям или выявляют их на очень ранних стадиях, когда они могут скрыться от человеческого глаза.
 В конце 2017 года премьер-министр РФ Д. Медведев обозначил стратегию, которая в том числе подразумевает использование в российском здравоохранении возможностей искусственного интеллекта. Например, планируется развивать систему поддержки принятия решений врача «Третье мнение». Сейчас она умеет анализировать снимки клеток крови и глазного дна, УЗИ мочевого пузыря и рентгенограммы легких, а в будущем научится обрабатывать данные компьютерных томографов и МРТ. Еще одна аналогичная российская система – Botkin.AI. Среди ее задач – анализ диагностических данных, подсказки и советы врачам, мониторинг проводимого лечения. Пока Botkin.AI помогает онкологам, но планируется, что уже скоро он будет работать и в других областях.
 Проект Face2Gene от компании FDNA обещает определить генетические заболевания по фото. По словам разработчиков, по чертам лица можно выявить около 3 500 генетических заболеваний, даже если по симптомам они себя еще не проявили. Приложение доступно для смартфонов на Andriod и iOS.
Искусственный интеллект помогает не только врачам, но и пациентам. В последние годы растет популярность телемедицины и соответствующих приложений. Они используют различные алгоритмы: некоторые собирают данные с носимых датчиков вроде фитнес-браслетов; другие, скорее, представляют собой опросники, цель которых – установить точные симптомы и проблемы пациентов. Некоторые искусственные интеллекты распознают речь, и им можно отвечать устно, другие предпочитают письменную коммуникацию. Получив нужную информацию, приложения либо дают рекомендации, что делать дальше и как лечиться, либо отправляют соответствующие сведения лечащему врачу. Одни из самых известных интеллектуальных помощников такого рода – Ada и Your.MD (можно скачать в Google Play и App Store).
Промышленность и сельское хозяйство. В промышленности искусственный интеллект позволяет делать работу все более и более автоматизированной, вплоть до того, что участие человека практически перестает требоваться. В частности, LG планирует в 2023 году открыть завод, где все процессы – от закупки расходных материалов до контроля выпускаемой продукции и ее отгрузки – будут осуществляться с помощью искусственного интеллекта. Также искусственный интеллект будет контролировать износ оборудования, выполнение поставленных планов и другие факторы, которые обычно отслеживает человек.
Согласно планам компании, частичный перевод производства со старых заводов на новый начнется уже в 2021 году. Возможно, уже тогда появится первая информация, насколько успешно функционирует умный завод.
 Что касается сельского хозяйства, то тут искусственный интеллект используется для контроля за состоянием растений, уровнем влажности, наличием в почве необходимых питательных веществ и в принципе для надлежащего ухода за посадками. Например, роботы научились идентифицировать сорняки и аккуратно избавляться от них (выдергивая или обрабатывая химикатами). Умные помощники способны определять заболевания растений или напавших на них вредителей по фотографиям, а также точечно доставлять необходимые препараты. Это помогает экономнее расходовать пестициды и гербициды.
Дорожное движение. Во многих странах умение искусственного интеллекта обрабатывать огромные объемы данных используется для того, чтобы облегчить проблему пробок. В частности, в России искусственный интеллект помогает движению в крупных городах и на федеральных трассах. Компьютер анализирует данные со светофоров, собирает информацию о плотности движения, авариях, погодных условиях и иных причинах, которые могут повлиять на трафик. В итоге интеллектуальная система в режиме реального времени следит за дорогами, строит прогнозы, как будет развиваться ситуация, и в соответствии с этим переключает светофоры.
Искусственный интеллект, следящий за дорожным движением, не только наблюдает за авариями, но и помогает водителям. Например, может вызвать эвакуатор.
Подобные системы работают во многих городах Европы, Азии, Северной Америки, для которых актуальна проблема пробок. Конечно, полностью избавиться от заторов в большинстве случаев не удается, однако искусственный интеллект позволяет улучшить ситуацию с дорожным движением, порой – значительно ускорить движение. Возможно, прогресс
будет заметнее, когда в широкий обиход войдут автономные автомобили – еще одна сфера применения искусственного интеллекта.
 Искусственный интеллект в быту. Конечно, типичным примером использования искусственного интеллекта в быту станут системы умных домов, которые получают все большее распространение. Задача большинства подобных разработок – максимально автоматизировать и облегчить наш быт. Например, с утра искусственный интеллект сможет раздвинуть занавески, чтобы в спальню проник солнечный свет, разбудить вас с помощью радио и включить кофеварку, чтобы на завтрак вас уже ждал ароматный кофе, а когда вы уйдете на работу, он активирует сигнализацию. В будущем функционал таких систем наверняка будет значительно расширен, вплоть до того, что холодильник сам закажет вашу любимую еду, а шкаф – отпарит одежду.
Умный дом оптимизирует энергопотребление, обогрев и вентиляцию, контролирует работу различных приборов, подстраиваясь под ваше расписание. В совокупности это не только делает быт удобнее, но и помогает экономнее расходовать электроэнергию.
Автоматические переводчики. Если раньше качество пропущенного через них текста оставляло желать много лучшего, то сейчас ситуация меняется. Алгоритмы учатся подбирать правильный перевод в зависимости от контекста и согласовывать части предложения между собой. Как итог, вместо «машинного перевода» можно получить вполне читаемый текст. Внедрение искусственного интеллекта в свой переводчик осенью 2017 года анонсировал «Яндекс». Алгоритм не разбивает текст на отдельные слова, а воспринимает предложение целиком, что позволяет получить текст более высокого качества.
2.2 Внедрение искусственного интеллекта в газонефтяную промышленность
Появление новых технологий, таких как искусственный интеллект и
 машинное обучение, меняет способы работы отраслей на протяжении десятилетий. Эти технологии приносят революционные преобразования, которые влияют на отрасли в целом. Нефтяная и газовая промышленность сталкивается с множеством проблем в своих производственных процессах, таких как неподключенная среда, частые простои машин, проблемы с техническим обслуживанием двигателей грузовых автомобилей и т.д. Эти технологии помогают компаниям сократить эксплуатационные расходы и повысить эффективность, нефтегазовая отрасль теперь готова принять эти технологии.
Нефтяные и газовые компании получают огромное количество данных от датчиков и машин, но они не могут в полной мере воспользоваться этим.
Приложение искусственного интеллекта в нефтегазовой отрасли анализирует исторические данные и обеспечивает более точные прогнозы будущих результатов.
Вот некоторые из способов, которыми искусственный интеллект может улучшить операционные процессы и повысить ценность бизнеса:
Подключенный работник. Вы можете оставаться на связи со своими работниками с помощью RFID-меток и умных защитных шлемов.
RFID-метки. Помогают вам отслеживать местоположение работников и получать в режиме реального времени триггеры, если работник входит, пересекает ограниченную зону или назначенное место. Вы можете настроить его в соответствии с вашими заводскими правилами и требованиями времени. Вы также можете назначить рабочую область и создать правила для набора сотрудников и получать уведомления для них.
Умный защитный шлем (SSH). Эти шлемы предназначены для снижения риска получения травм и повышения безопасности работников. Он может отслеживать жесты головы и мозговую активность работников, чтобы распознать аномальное поведение. Датчики, встроенные в SSH, собирают данные, которые можно использовать для вычисления риска аварии в режиме реального времени. SSH включает в себя аппаратные компоненты, такие как датчик перемещения шлема, датчик столкновения, датчик качества воздуха,
блок обработки данных, беспроводная передача и блок переменного тока.
 Оператору отправляется предупреждение об отключении определенного оборудования или процесса, когда вычисленный уровень риска для усталости, стресса или ошибок достигает порогового значения.
Обслуживание двигателя грузовика. Бортовые компьютеры грузовиков в нефтеносных песках собирают огромное количество данных для таких параметров, как вибрация, температура, давление и производительность. Но данные в основном остаются неиспользованными. С помощью искусственно интеллектуальных решений вы можете легко использовать эти данные для получения полезной информации. Эти сведения помогут вам повысить производительность двигателя, сократить расходы и внедрить эффективные процессы профилактического обслуживания.
Окружающая среда, здоровье и безопасность. Безопасность является одним из важнейших аспектов успеха повседневной работы в нефтегазовых компаниях. Работники нефтеперерабатывающих заводов, как правило, подвергаются воздействию таких веществ, как токсичные и коррозийные вещества, ручные манипуляции, изолированные места, экстремальные температуры и т. Д., Которые вызывают опасность для здоровья.
Собираются огромные данные, чтобы понять причины возникновения проблем безопасности, коренную причину их возникновения и выяснить способы их предотвращения в будущем. Технологии искусственного интеллекта имеют потенциал для оценки этих данных и извлечения уроков из них с течением времени. Эти технологии позволяют получить полезную информацию, которая поможет вам принимать превентивные и превентивные решения.
Заключение
Когда-нибудь перед обществом встанет вопрос: «Хотим ли мы заменить человеческий разум искусственным интеллектом?». Разумеется, роботы нужны в жизни человека, потому что они значительно её облегчают. Но сейчас робототехника находится на начальном этапе своего развития. Развитие данной области в сфере информационных технологий могут позволить себе только фирмы, которые имеют большой бюджет. Я считаю, что это направление должно быть доступнее для общества. Хотя будущее, безусловно, немыслимо без роботов, андроидов и прочих чудес техники, но они все равно не заменят человека в полной степени.
С помощь искусственного интеллекта можно оптимизировать техническую составляющую газовых и нефтяных месторождений. Также он помогает человеку более точно рассчитать возможный объем сырья на местах скопления и возможную добычу в определенный период времени. Искусственный интеллект может следить за состоянием оборудования, сообщать диспетчерам о неполадках, оперативно направлять ремонтные бригады.
При всех этих новшествах понадобятся люди, которые буду следить и ухаживать за состоянием искусственного интеллекта, так как он все же еще не совершенен.
В своем проекте я выдвинул гипотезу, что в ближайшем будущем применение систем искусственного интеллекта качественно преобразит практически все сферы нашей жизни. По приведенным материалам проекта можно утверждать, что гипотеза подтверждена.
 Список использованной литературы
Big data в промышленности: инновации, к которым придется привыкать [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.ogcs.com.ua/big-data-v-promyshlennosti-innovatsii-k-kotorym-pridetsya-privyka^. - Дата доступа: 16.03.2020.
Даречкин В.М. Внедрение искусственного интеллекта в производственный цикл предприятий лёгкой промышленности и его социально-экономические последствия. // Управление экономическими системами: электронный научный журнал. - 2019. - №4. // [Электронный ресурс] / URL: http://uecs.ru/marketing/item/5494-2019-04-19-12-03-45?pop=1&tmpl=component&print=1/. - Дата доступа: 16.03.2020.
Дмитриевский А.Н., Сбоев А.Г., Еремин Н.А., Черников А.Д., Наумов А.В., Грязнов А.В., Молошников И.А., Бороздин С.О., Сафарова Е.А. (2020). Об увеличении продуктивного времени бурения нефтегазовых скважин с использованием методов машинного обучения. Георесурсы, 22(4), с. 79-85. DOI: https:// doi.org/10.18599/grs.2020.4.79-85
Кафаров В. В., Мешалкин В. П., Грун Г., Ной-манн В. Обеспечение надежности и безопасности химических и нефтехимических производств методами искусственного интеллекта. DOI: https://cyberleninka.ru/article/n/obespechenie-nadezhnosti-i-bezopasnosti-himicheskih-i-neftehimicheskih-proizvodstv-metodami-iskusstvennogo-intellekta
|
Скачать 332.9 Kb.