Реферат по дисциплине Введение в профессиональную деятельность на тему Применение систем искусственного интеллекта в разных отраслях.
 Скачать 43.02 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.Т. КАЛАШНИКОВА» Институт «Информатика и вычислительная техника» Кафедра «Автоматизированные системы обработки информации и управления» РЕФЕРАТ по дисциплине «Введение в профессиональную деятельность» на тему «Применение систем искусственного интеллекта в разных отраслях.» Проверил Старший преподаватель Ю. В. Шибанова Выполнили студенты группы Б22-780-4 Д. Д. Насибуллин ИЖЕВСК, 2022 Содержание Введение……………………………………………………………………………………………..3 Определение ИИ (Искусственный интеллект)……………………………………………………3 История ИИ………………………………………………………………………………………….3 Машинное обучение…...……………………………………………………………………………5 Сферы применения искусственного интеллекта……………………………………………….…5 Искусственный интеллект в интернете……………………………………………………………5 Искусственный интеллект на транспорте и в логистике…………………………………………6 Искусственный интеллект в финансах…………………………………………………………….6 Искусственный интеллект в бизнесе и торговле………………………………………………….7 Искусственный интеллект в медицине………………………………………………....…………8 Искусственный интеллект в обороне и военном деле………………………….………………...8 Искусственный интеллект в космических системах……………………………………………...8 Искусственный интеллект в спорте………………………………………………………………..9 Искусственный интеллект в системе муниципального управления……………………………..9 Искусственный интеллект в культуре……………………………………………………………..10 Искусственный интеллект в образовании………………………………………………………....10 Искусственный интеллект в промышленности…………………………………………………...10 Искусственный интеллект в сельском хозяйстве и животноводстве……………………….…11Искусственный интеллект в системах безопасности…………………………………….……..11 Заключение…………………………………………………………………………………….12 Список используемой литературы………………………………………………………………...12 Введение Применение систем искусственного интеллекта в разных отраслях, стало неотъемлемой частью жизни современного общества. Современные технологии позволяют упростить и автоматизировать разные сферы жизни благодаря ИИ. В науку, производство, бизнес и т.д. активно внедряются программные технологии на базе искусственного интеллекта, применяемые для автоматизации рабочих процессов. Все больше сфер жизнедеятельности человека начинает зависеть от ИИ. Начиная с конца ХХ века идет активное развитие сферы машинного обучения, такие IT гиганты как, Google, Tesla и Apple активно применяют нейронные сети в своих разработках. Искусственный интеллект активно применяются в аналитике, выполнении тривиальных вычисленных процессов, бухгалтерской деятельности, научном моделировании и многих других процессах. Однако несмотря на всю пользу и стремительное развитие машинного обучения, все чаще можно услышать опасения экспертов на счет активного внедрения ИИ в жизнь современного общества. Это связанно с тем, что из-за своих высоких вычислительных мощностей, ИИ на много превосходит человека во многих процессах жизнедеятельности, что приводит к тому, что нейронные сети постепенно начинают вытеснять людей с их рабочих мест. 1. Определение ИИ (Искусственный интеллект) Искусственный интеллект — свойство систем выполнять творческие функции, которые исконно считаются прерогативой человека, наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ, используемых для упрощения и автоматизации различных сфер жизни. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами. Каждый ИИ имеет структуру на основе группы элементов с указанием связей между ними и дающее представление о системе в целом. Поэтому структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей. 2. История ИИ История искусственного интеллекта как нового научного направления начинается в середине XX века. К этому времени уже было сформировано множество предпосылок его зарождения: среди философов давно шли споры о природе человека и процессе познания мира, нейрофизиологи и психологи разработали ряд теорий относительно работы человеческого мозга и мышления, экономисты и математики задавались вопросами оптимальных расчётов и представления знаний о мире в формализованном виде; наконец, зародился фундамент математической теории вычислений — теории алгоритмов — и были созданы первые компьютеры. Возможности новых машин в плане скорости вычислений оказались больше человеческих, поэтому в учёном сообществе зародился вопрос: каковы границы возможностей компьютеров и достигнут ли машины уровня развития человека? В 1950 году один из пионеров в области вычислительной техники, английский учёный Алан Тьюринг, пишет статью под названием «Может ли машина мыслить?», в которой описывает процедуру, с помощью которой можно будет определить момент, когда машина сравняется в плане разумности с человеком, получившую название теста Тьюринга. Самая ранняя успешная программа искусственного интеллекта была создана Кристофером Стрейчи в 1951 году. А уже в 1952 году она играла в шашки с человеком и удивляла зрителей своими способностями предсказывать ходы. По этому поводу в 1953 году Тьюринг опубликовал статью о шахматном программировании. В СССР работы в области искусственного интеллекта начались в 1960-х годах. В Московском университете и Академии наук был выполнен ряд пионерских исследований, возглавленных Вениамином Пушкиным и Д. А. Поспеловым. С начала 1960-х М. Л. Цетлин с коллегами разрабатывали вопросы, связанные с обучением конечных автоматов конца 1950-х — начала 1960-х годов. По инициативе Г. С. Поспелова 10 сентября 1986 года при Президиуме АН СССР был создан Научный совет по проблеме «Искусственный интеллект» (председателем совета стал Г. С. Поспелов, его заместителями — Д. А. Поспелов и Э. В. Попов). Позже этот совет сыграл важную роль в развитии исследований по искусственному интеллекту в России и в целом в СССР. В России 30 мая 2019 года на совещании по развитию цифровой экономики под председательством В. В. Путина было принято решение о подготовке национальной стратегии по искусственному интеллекту. В её рамках готовится федеральная программа с выделением 90 млрд рублей. 10 октября 2019 года В. В. Путин своим указом утвердил национальную стратегию развития искусственного интеллекта в России до 2030 года. 27 августа 2020 года был утверждён национальный проект «Искусственный интеллект», руководителем которого была назначена заместитель министра экономического развития Оксана Тарасенко. 3. Машинное обучение Машинное обучение — класс методов искусственного интеллекта, характерной чертой которых является не прямое решение задачи, а обучение за счёт применения решений множества сходных задач. Для построения таких методов используются средства математической статистики, численных методов, математического анализа, методов оптимизации, теории вероятностей, теории графов, различные техники работы с данными в цифровой форме. 4. Сферы применения искусственного интеллекта 4.1. Искусственный интеллект в интернете Внедрение искусственного интеллекта в интернет началось еще в 2011 году. В то время была запущена работа над проектом Google Brain. Результатом стало внедрение в поисковую систему Google новых опций, контролируемых ИИ: - Переводчик Google с прямым переводом — достаточно нажать на иконку с микрофоном, чтобы активировалась функция голосового ввода. Система распознает речь и быстро переводит слова или фразы на нужный язык. - Голосовой помощник Google Assistant — можно запускать поиск информации, давать поручения, планировать дела. - Алгоритм Google Photo научился распознавать тексты и объекты на изображениях. Благодаря этой функции можно легко находить фотографии с помощью описания предметов или людей, которые присутствуют на изображении. Дополнительно был внедрен новый поисковой алгоритм Google BERT. Теперь выдача формируется на основе анализа не только ключевых слов, но и целых предложений. Для этого задействуется двунаправленная нейронная сеть-кодировщик, которая для пользователя улучшает актуальность выводимых в выдаче страниц. Благодаря этой технологии, получить желаемый результат в выдаче становится гораздо проще. Создатели поисковой системы «Яндекс» тоже не остались в стороне и провели работу по внедрению ИИ. Часть задач, которые выполняет ИИ – система используется в голосовом помощнике «Алиса», алгоритмах поиска для распознавания речи и изображений, получения сводок погоды. 4.2. Искусственный интеллект на транспорте и в логистике C 2000-x многие автопроизводители занялись разработкой беспилотных автомобилей. В числе новаторов Nissan, BMW, Honda, Volkswagen и Audi. В основе беспилотного транспорта лежат радар, определитель света и дистанции, GPS и специальные камеры. Все поступающие данные анализируются ИИ для принятия решений на дороге. Компания Amazon использует беспилотные летательные аппараты для доставки товаров. Первая посылка, отправленная таким способом, прибыла к получателю в конце 2016 года. В Екатеринбурге на основе искусственного интеллекта создана «умная» дорожная система. Она представляет из себя механизм регулировки транспортных потоков, разгрузки дорог и обеспечения бесперебойного движения наземного пассажирского транспорта. Одновременно с этим система фиксирует нарушения и отправляет штрафы. Информация поступает с детекторов транспорта, комплексов фото- и видеофиксации, бортового оборудования и других устройств. 4.3. Искусственный интеллект в финансах Международная платежная система MasterCard внедрила дополнительный сервис Decision Intelligence. Компания отмечает, что убытки из-за ошибок системы безопасности превышают потери от мошенничества. Внедрение Decision Intelligence повысило уровень своей прибыли компании. Главные функции этой технологии – повышение точности подтверждения финансовых операций и снижение вероятности ложных отклонений при переводе средств. Система работает на базе нейросети. При анализе финансовых операций обрабатываются большие объемы данных из подключенных к системе источников. Берутся во внимание многочисленные факторы, включая тип покупки клиента, его местоположение и время суток. Таким образом минимизируется количество ложных срабатываний встроенной системы безопасности, «обычные» транзакции проходят без проблем. Платежная система PayPal также использует ИИ, который предназначен для обнаружения подозрительной активности. Система анализирует транзакции по нескольким моделям поведения, разработанным электронной системой. Таким образом снижается количество мошеннических операций и «ложных тревог». Искусственный интеллект в кредитных сервисах упрощает анализ истории заемщиков, ускоряет принятие решений по выдаче ссуд и снижает количество просроченных или невозвращенных платежей. 4.4. Искусственный интеллект в бизнесе и торговле Искусственные нейронные сети активно используются в ритейле и бизнесе. Наиболее широкое применение ИИ нашла компания Walmart, владеющая крупной торговой сетью. С помощью нейросетей удалось автоматизировать систему оплаты, упростить учет товаров и обеспечить оперативную доставку дронами. С 2017 года в магазинах сети стали работать роботы Bossa Nova. Они три раза в день инспектируют все отделения супермаркетов, проверяя полки магазинов на наличие всего ассортимента, неправильных ценников или скупленных продуктов. Сбор и анализ информации происходит благодаря специально разработанному программному обеспечению с элементами искусственного интеллекта. Данные передаются в отдел логистики. Особенность роботов состоит в том, что они не только оснащены датчиками для сканирования товаров, но также обладают специальной системой безопасности. Она отвечает за распознавание находящихся рядом объектов. Это исключает столкновение Bossa Nova с тележками, людьми, полками и товарными группами. В магазинах электроники сети Lowes в качестве дополнительных консультантов выступают роботы LoweBot. Они перемещаются по торговым залам, помогая клиентам находить нужные товары. Роботы задают покупателям простые вопросы, чтобы понять, какая техника им подойдет. В дальнейшем ИИ запоминает покупательскую активность и точнее понимает, какие товары следует предлагать в первую очередь. Также LoweBot рассказывают о действующих скидках. Дополнительно роботы мониторят ассортимент продукции, чтобы сотрудники магазина своевременно производили выкладку недостающих товаров. 4.5. Искусственный интеллект в медицине Искусственный интеллект распознает патологии на рентгеновских снимках, маммографии, МРТ, КТ. С помощью ИИ врачи выявляют заболевания легких, болезнь Альцгеймера. На изучение результатов исследования искусственному интеллекту требуются несколько секунды, а врачу – гораздо больше, например, 20-30 минут. Самый известный компьютерный диагност – IBM Watson. В его память загружены миллионы медицинских документов и истории болезней. Примечательно, что IBM Watson ставит диагнозы точнее врачей. Но непосредственный лечащий специалист лишь руководствуется советами ИИ, самостоятельно принимая решение о диагнозе и методах лечения. Другой пример отечественного ИИ – Botkin.AI, созданный для помощи онкологам. Система проводит многосторонний анализ результатов обследований, дает подсказки и советы врачам. Используется искусственный интеллект и для ускорения восстановления спортсменов. На основе комплекса факторов ИИ подбирает наиболее эффективный комплекс лечения. 4.6. Искусственный интеллект в обороне и военном деле Внедряют ИИ и в военно-промышленную сферу. В 2018 году стало известно, что в армии США ведутся разработки системы, которая сможет распознавать лица людей в темноте и сквозь стены, посредством тепловизора. Главным ее назначением станет выявление главарей банд в локациях, где проходят военные действия. Активно тестируется другой ИИ под названием ALPHA. Он предназначен для управления беспилотными истребителями и участия в военно-воздушных действиях. Тестирование ALPHA на симуляторах привело к тому, что компьютер победил двух людей-противников, управляя одновременно четырьмя истребителями. 4.7. Искусственный интеллект в космических системах Один из примеров – робот NASA Curiosity, предназначен для исследования состава марсианских почв и компонентов атмосферы. Благодаря наличию ИИ, Curiosity может не только изучать местность, но и запоминать безопасные пути, а также прокладывать новые маршруты с учетом ранее полученных знаний о характере почвы или грунта. Другой робот, работающий на базе искусственного интеллекта, – Lauron. Он разработан в Технологическом институте Карлсруэ. Этот пешеходный робот был разработан для статически стабильной ходьбы по неровной местности. Благодаря гибкой системе управления адаптируется к разным ландшафтам. Особенность робота состоит в наличии шести ног со специальными зацепами. Lauron используется для исследования зон на космических объектах. Машина собирает информацию об окружающей среде и автономно планирует путь к цели. Во время передвижения Lauron «видит» препятствия, а затем либо проходит над ними, либо обходит их, если препятствия слишком высоки. Пешеходный робот предназначен для осмотра и обслуживания сложных и опасных для человека зон. Так, среди его задач исследование поверхностей вулканов и других планет. 4.8. Искусственный интеллект в спорте Организаторы команд по бейсболу, футболу и баскетболу анализируют индивидуальные данные игроков, их технику, физическое состояние. Искусственный интеллект, используя эти данные, помогает предсказать потенциал спортсменов. Другой пример использования ИИ-технологий – прогнозирование результатов матчей. Специальные системы созданы компаниями UBS, Commerzbank и Microsoft. При проведении расчетов учитываются многие факторы, например, опыт и физическое состояние игроков, погодные условия, место проведения встреч. Все это используется для составления спортивных прогнозов. 4.9. Искусственный интеллект в системе муниципального управления Внедрение ИИ в муниципальное управление призвано сделать его более эффективным, правильно влиять на аудиторию, повышая шансы на получение нужного результата. Барака Обама, на вторых президентских выборах, нанял команду профессионалов, которая использовала ИИ. Нейросети отвечали за расчет лучших дней и выбор локаций для проведения агитационных мероприятий, что дало перевес в 10-12%. 4.10. Искусственный интеллект в культуре В октябре 2018 года была продана первая картина, над которой работал искусственный интеллект. Ее приобрели за $432 500. При создании произведения использовался специальный алгоритм генеративной состязательной сети, который проанализировал более 15 000 портретов художников XV- XX веков. В музыкальной сфере звукозаписывающая студия Warner Music заключила долгосрочный контракт с робо-исполнителем Endel. Всего будет выпущено 20 альбомов. Особенность Endel состоит в том, что он создан на базе искусственного интеллекта со специальным алгоритмом. Нейросеть способна не только писать обычную музыку, но и создавать индивидуальные композиции в зависимости от настроения слушателя. В последнем случае анализируются личные данные человека, его самочувствие, местонахождение и другая информация. На основе этого для конкретного человека создается неповторимый трек, способный улучшить настроение и уменьшить чувство тревоги. 4.11. Искусственный интеллект в образовании За счет внедрения ИИ в будущем система образования будет развиваться в двух направлениях. Первое из них – адаптивное. Его главная задача состоит в том, чтобы решить проблему разной успеваемости у учеников. ИИ будет анализировать результаты обучающихся и на их основе адаптировать порядок курсов, дополнительно информируя преподавателей о степени усвоения материала. Второе направление – прокторинг. Цель заключается в обеспечении контроля учеников во время прохождения тестов и экзаменов. Система отслеживает, разговаривают ли между собой школьники или студенты, как часто отводят глаза от тетради или компьютера, пользуются ли карманными гаджетами. При выявлении нарушений ИИ сразу отправляет оповещение проктору – специалисту, отвечающему за мониторинг прохождения тестирований. 4.12. Искусственный интеллект в промышленности В промышленной индустрии внедрение ИИ-технологий связано с автоматизацией производственных процессов и сокращением штата сотрудников. Машина с системой искусственного интеллекта собирает детали, легко запоминая последовательность действий и правильность крепления элементов, безошибочно рассчитывает данные и оптимизирует сборку: в каком порядке расположить детали, как надежнее их закрепить. Корейская компания LG запланировала в 2033 году открыть полностью автоматизированный завод. Все процессы будут выполняться с помощью искусственного интеллекта – от закупки сырья и расходных материалов до изготовления продукции и ее отгрузки. Дополнительно ИИ будет отвечать за контроль износа производственного оборудования, ценообразования, выполнения планов и т.д. 4.13. Искусственный интеллект в сельском хозяйстве и животноводствеКомпании в аграрной промышленности, такие как Agworld, Farmlogs, Cropx, AGCO активно создают и внедряют системы ИИ в разные направления сельского хозяйства и животноводства. Например, беспилотные летательные аппараты с радарами и GPS-мониторингом обучают и затем используют для доставки опасных химикатов и опрыскивания сельскохозяйственных культур. Компания CNH Industrial занимается выпуском беспилотных тракторов. Они выполняют те же самые задачи, что и обычная сельскохозяйственная техника. Но производительность выше за счет возможности работать беспрерывно. Машины с ИИ умеют проводить опрыскивание, прополку, наблюдать за животными в стаде и выполнять другие трудоемкие аграрные задачи. В животноводстве системы искусственного интеллекта используются для выявления болезней у скота, определения хороших племенных животных. 4.14. Искусственный интеллект в системах безопасностиИИ используется в системах безопасности в первую очередь для распознавания лиц и идентификации личности. Дополнительно «умные» системы применяют с целью выявления опасных предметов и веществ. Кроме того, ИИ оказывает помощь и в кибер-безопасности. Анализируя массивы данных об угрозах, искусственный интеллект сокращает время отклика служб безопасности и расширяет их возможности для более быстрого реагирования. Например, компания IBM предлагает целый спектр решений для тех, кто занимается кибер-безопасностью. Технология Watson ищет взаимосвязи между угрозами и выдает применимые на практике рекомендации. В результате, можно быстрее и увереннее реагировать на угрозы. Заключение Таким образом можно сказать, что искусственный интеллект неотъемлемая часть жизни современного общества, помогающая решать многие монотонные прикладные и вычислительные процессы. Нейросеть позволяет автоматизировать и упростить различные сферы деятельности человека. Список используемой литературы1. Maff [Сайт]. (2019-2022). URL: https://maff.io/sfery-primeneniya-sistem-iskusstvennogo-intellekta/ (дата обращения: 04.12.2022). 2. Mentamore [Сайт]. (2012-2022). URL: https://mentamore.com/covremennye-texnologii/oblasti-primeneniya-iskusstvennogo-intellekta.html (дата обращения: 04.12.2022). 3. Википедия [Сайт]. (2001-2022). URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Искусственный_интеллект (дата обращения: 04.12.2022). |