УДК 004.04
ББК 32.372
С15
С15 Занимательная информатика. Искусственный интеллект. Манга / Сакамото
Маки (автор), Савада (худ.); пер. с яп. С. Л. Плехановой. — М.: ДМК Пресс,
2023. — 188 с. : ил. — (Серия «Образовательная манга»). — Доп. тит. л. яп.
Сакамото Маки
ISBN 978-5-93700-115-3
Маки Сакамото, преподавательница университетского курса по искусственному
интеллекту (ИИ), приветствует нового студента: это высокофункциональный
робот, который хочет разобраться, как он устроен. Вместе с ним читатель
узнает, когда появился искусственный интеллект и как он обучается, что такое
нейронные сети, как работает глубокое обучение и в каких областях на сегодняшний
день применяется ИИ – от игр и медицины до автоматизированных
разговорных систем, музыки и живописи.
Материал изложен просто и доступно – для чтения не требуется специальной
технической подготовки. Манга будет интересна всем, кто интересуется искусственным
интеллектом и современными технологиями.
УДК 004.04
ББК 32.372
Manga Jinkou Chinou ga hobohobo wakaru hon (Manga Guide: Artificial Intelligence)
By Maki Sakamoto (Author), Sawada (Illustrator)
and TREND-PRO Co., Ltd. (Producer)
Published by Ohmsha, Ltd.
Russian language edition copyright © 2022 by DMK Press
Все права защищены. Никакая часть этого издания не может быть воспроизведена
ф в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая
ия информации, без письменного разрешения издательства.
нотографирование, ксерокопирование или иные средства копирования или сохранеISBN
978-4-274-22050-0 (яп.)
ISBN 978-5-93700-115-3 (рус.)
Copyright © 2019 by TREND-PRO Co., Ltd.
© Издание, перевод, ДМК Пресс, 2022
Стр.5
содержание
ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................................V
СОДЕРЖАНИЕ ..................................................................................... VII
Глава 1. ЧТО ТАКОЕ ИСКУССТВЕННЫЙ
ИНТЕЛЛЕКТ? .............................................................................................1
1.1. Когда появился искусственный интеллект? ................................2
Человеческий интеллект? Искусственный интеллект?...........3
ОКто из них человек? Тест Тьюринга................................................4
Р динокий искусственный интеллект? ...........................................6
Сазница между человеком и искусственным интеллектом ....7
Иледом за возможностями компьютеров ......................................9
История ИИ (Дартмутский семинар) .............................................10
История ИИ (первый бум ИИ) .......................................................... 11
История ИИ (второй бум ИИ) ...........................................................13
вот сейчас третий бум ИИ! ...........................................................15
инсследование роботов? Исследование искусственного
Т теллекта? ...........................................................................................19
Иак нужно ли искусственному интеллекту тело? ................... 20
Искусственный интеллект 1-го уровня ....................................... 23
Искусственный интеллект 2-го уровня ....................................... 24
Искусственный интеллект 3-го уровня ....................................... 26
искусственный интеллект 4-го уровня, слабый
Искусственный интеллект ............................................................... 27
искусственный интеллект 5-го уровня, сильный
скусственный интеллект ............................................................... 28
1.2. Это искусственный интеллект? ......................................................16
ИРазница между искусственным интеллектом и роботом ......17
1.3. Искусственный интеллект превосходит человека? ............... 30
СЧто такое сингулярность? .................................................................31
озможна ли гибель человечества из-за ИИ? .......................... 34
Кингулярность опасна? Или не опасна? .................................... 32
Вак создать сильный искусственный интеллект? ................... 33
VII
Стр.8
инКак изменится наше будущее с искусственным
П теллектом? ....................................................................................... 36
Профессии, которые исчезнут в будущем?! .............................. 37
рофессии, которые останутся в будущем?! ............................ 39
Глава 2. ЧТО ЛЕГКО, А ЧТО ТРУДНО ВВЕСТИ
В ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ .......................................41
2.1. Что легко ввести в искусственный интеллект ......................... 42
ДЛюбую информацию из веба можно ввести ............................ 43
Р анные в цифровом формате из 0 и 1 ........................................44
иазные типы данных (текстовые, движущиеся
Взображения, звуковые) .................................................................... 46
Эведение визуальной информации в компьютер ................... 48
Сволюция цифровой камеры......................................................... 49
п ростом количества пикселей возможности камер
Древысят возможности человека?! ...............................................50
Канные, используемые во всем мире ..........................................51
Вампания по распознаванию образов, ILSVRC ........................ 52
Рвод в компьютер аудиоинформации ........................................54
Наспознавание речи с использованием двух микрофонов .... 55
Кесколько микрофонов .................................................................... 56
Аак преобразовать голос в текст? ................................................. 58
кустическая модель, языковая модель .................................... 60
2.2. Что трудно ввести в искусственный интеллект ....................... 62
ЧТрудно понять смысл... ..................................................................... 63
Мото такое семантическая сеть? ...................................................... 64
Ч ричины прекращения проекта Todai robot project ..............67
еализовать осязание трудно! ........................................................ 74
жно ли дать ответ, не понимая смысла?! ............................. 65
ПЧто такое латентно-семантический анализ? ............................ 67
Втобы стать умным, нужны все пять чувств? ............................ 69
Окус для искусственного интеллекта? ........................................ 70
Ч боняние для искусственного интеллекта? ............................. 70
Ото будет с запахами в дальнейшем? ......................................... 72
Р сязание для искусственного интеллекта ................................ 73
Глава 3. КАК ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
ОБУЧАЕТСЯ, ИСПОЛЬЗУЯ ИНФОРМАЦИЮ? ...............77
3.1. Что такое машинное обучение? ..................................................... 78
ЧХочу обучить машину (компьютер)! ............................................. 79
адача регрессии «Прогнозирование значений» ................... 84
Зто такое обучение с учителем? ...................................................80
Задача классификации «Выявление спама в почте» ........... 82
VIII
Стр.9
ННайдем идеальную линию (функцию)! ..................................... 85
Че допускайте переобучения! ........................................................ 88
Пто такое обучение без учителя? ..................................................90
Мопробуем выделить группы! ....................................................... 92
Оетод классификации k-средних (k-means) ............................ 94
бучение с подкреплением, метод кнута и пряника ............. 95
3.2. Что такое нейронная сеть? ............................................................... 97
УМозг состоит из нейронов ............................................................... 98
Встройство искусственного нейрона ......................................... 100
Песа, важность и надежность ........................................................ 102
Ч равило обучения Хебба ............................................................... 103
Нто такое перцептрон? .................................................................... 104
Мельзя разделить одной линией (линейно)! .......................... 105
Ч етод обратного распространения ошибки ............................ 106
Етобы уменьшить ошибку, настраиваем веса!......................... 108
дсли увеличить количество слоев... не доходит
По конца? .............................................................................................. 110
К реимущества метода опорных векторов ................................ 110
омпромисc между переобучением и обобщением ............. 112
3.3. Что такого выдающегося в глубоком обучении? ................... 113
иДень, когда глубокое обучение получило всеобщую
Сзвестность .......................................................................................... 114
Вамостоятельно определяет количество признаков! ........... 115
А глубоком обучении не менее четырех слоев ...................... 116
Пвтокодировщик, вход и выход одинаковы? ........................... 117
В очему вход и выход одинаковы? ............................................. 118
Мсе ближе к человеку?.. .................................................................. 120
етодики глубокого обучения .................................................... 120
3.4. Топ-3 искусственного интеллекта. Что такое
генетический алгоритм? .................................................................124
ВТоп-3 ИИ по пунктам ..................................................................... 125
П основе теория эволюции Дарвина ......................................... 125
рименение генетического алгоритма .................................... 126
Глава 4. ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО
ПРИМЕНЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО
ИНТЕЛЛЕКТА ......................................................................................129
4.1. Развитие ИИ на примере его практического
И применения в играх ........................................................................ 130
Чстория развития ИИ в области игр .......................................... 130
Человек vs ИИ. Шахматы ............................................................... 132
Человек vs ИИ. Сёги ..........................................................................133
еловек vs ИИ. Го ............................................................................. 134
IX
Стр.10
4.2. Примеры практического применения ИИ
для изображений , вызвавшие третий бум
К искусственного интеллекта .......................................................... 136
Эоты от Google ................................................................................... 136
Пволюция распознавания изображений ................................... 138
Применение в медицине (лаборатория Сёно-сэнсэй) ........ 139
Применение в медицине (выявление меланомы) ............... 140
У рименение в медицине (обнаружение рака) ......................... 141
Нвеличение точности диагнозов .................................................142
асколько автоматизированные? ................................................143
4.3. Применение нашумевшего ИИ
для автоматизированного вождения ..........................................143
вЧто нужно для реализации автоматизированного
асследование причин в случае аварии... ................................149
4.4. Примеры практического использования
Ч разговорного ИИ ............................................................................... 150
Ото нужно, чтобы вести диалог с компьютером.................... 150
Нбладающий знаниями разговорный ИИ ................................ 152
Те обладающий знаниями разговорный ИИ .......................... 154
Кри типа техники для генерации разговора ........................... 155
ак сделать разговор естественным? ........................................ 156
Блистема, создающая ономатопею .............................................. 159
Пстройство системы генерации ономатопеи ......................... 164
изкая людским сердцам ономатопея ................................... 160
УЧто происходит в процессе оптимизации ...............................162
олучившаяся ономатопея ........................................................... 166
Пождения? ............................................................................................145
Ч роцедура обучения автоматизированному вождению ..... 146
Рто нужно для оценки местоположения и ситуации ............147
4.5. Применение генетического алгоритма для ономатопеи .... 158
СБлизкая людским сердцам ономатопея ................................... 158
4.6. Примеры практического использования ИИ в искусстве .... 168
ПИИ в искусстве. Новеллы .............................................................. 168
И в искусстве. Музыка ...................................................................174
Ироекты ИИ для создания новелл ..............................................170
ИИ в искусстве. Картины .................................................................172
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .....................................................................................175
X
Стр.11