Сферы применения систем искусственного интеллекта

В XX-ом столетии искусственный интеллект был одной из главных тем фантастических историй и книг. В 2020 году люди уже не замечают, как используют системы ИИ в повседневной жизни. Занимаются ли они чтением почты или просмотром фильмов в Кинопоиске. Системы искусственного интеллекта занимают сферы от голосовых помощников до медицины и освоения космоса. 

Введение

Искусственный интеллект (ИИ) – программный комплекс, который способен воспроизводить человеческие навыки: планировать, решать проблемы, давать советы, а также обучаться и улучшать свою работу в процессе выполнения задач. Например, рекомендательные музыкальные сервисы, которые изучают ваши предпочтения и «подкидывают» похожую музыку, можно назвать своеобразным искусственным интеллектом.

Мышление человека основывается на нейронах мозга, а мышление ИИ базируется на нейронных сетях. Они позволяют системам приобретать новые навыки практически так же, как это делают люди.

Как отличить искусственный интеллект от простого алгоритма сбора и выдачи данных? Главная особенность ИИ и его отличие – способность к обучению и совершенствованию в процессе работы. То есть, чем больше вы используете технологию, тем лучше она подстраивается под ваши нужды, тогда как обычная система продолжает выполнять только изначально заданный алгоритм.

Для чего создавать системы искусственного интеллекта

Использование искусственного интеллекта в работе позволяет не только автоматизировать любой процесс, но и настроить его в соответствии с конкретной задачей человека, ведомства или производства. Работа ИИ со временем становится более эффективной за счет постоянного обучения – чем больше нейросеть знает деталей и потребностей, тем лучше она функционирует. 

Изначально многие предполагали, что ИИ будет способен лишь переводить тексты, распознавать объекты и улавливать смысл человеческой речи. Но к 2020 году список навыков настолько расширился, что его перечисление заняло бы не одну страницу. Нынешний ИИ присутствует во многих сферах нашей жизни – в интернете, медицине, бизнесе и даже транспорте.

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.

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.

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.

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.

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.  

Медицина активно развивается не только с помощью ИИ, но и с помощью метавселенных. Например, в начале 2022 года министр здравоохранения ОАЭ представил первый центр обслуживания клиентов в метавселенной. Metaverse-агентство Maff помогает брендам осваивать метавселенные: разработать концепцию и объект, провести мероприятие, арендовать землю, привлечь аудиторию на локацию компании и многое другое.

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.

Искусственный интеллект в системах безопасности

ИИ 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.

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.

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.

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%.

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.

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.

Искусственный интеллект в судебной системе

В числе первых ИИ стал использовать Китай. Нейросети пока используются в качестве помощников. Они анализируют большие массивы данных из государственных хранилищ, берут во внимание характеристики конкретного человека, после чего выносят решение о его виновности или невиновности.

Некоторые машины на базе искусственного интеллекта способны на основе статистической информации прогнозировать правонарушения людей в будущем. Таким образом планируют снизить общий уровень преступности.  

Искусственный интеллект в сельском хозяйстве и животноводстве

Компании 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.

Искусственный интеллект в военных целях

Для сохранения суверенитета многие государства активно создают беспилотников и дронов. Их можно объединять в управляемый «рой» для массовых атак. С справиться с многочисленными дронами будет практически невозможно. Данных о внедряемых ИИ в военную сферу мало – информация секретна, ее нет в открытом доступе. 

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.   

Применение системы искусственного интеллекта как экспертной системы

«Умные» машины обладают знаниями в определенной сфере и могут выступать в качестве специалистов, составляя анализ и предлагая решения по поставленным задачам. 

Например, существуют экспертные системы для диагностирования заболеваний, составления финансовых прогнозов или подготовки самых коротких маршрутов для транспорта в системах логистики. 

Некоторые экспертные системы могут обучать людей в конкретной сфере, используя для этого заложенные знания. Прикладными областями являются:

• Химия;
• агрономия;
• геология;
• инженерия;
• метеорология;
• военная наука. 

Проблемы использования искусственного интеллекта

При внедрении систем ИИ специалисты сталкиваются с рядом сложностей: 

• «Умные» технологии доступны лишь крупным компаниям или министерствам, которые могут позволить себе вложить большие суммы и получить от этого отдачу только через несколько лет. Так, на развитие программы «Цифровая экономика», которая включает в себя технологии с искусственным интеллектом, Минкомсвязи закладывало 1,118 трлн. рублей.
• После закупки робототехники или «умных» программ наступает этап их интеграции в бизнес, где возникают проблемы с кадрами. В 2020 году наблюдается дефицит специалистов, способных выполнить все необходимые надстройки ИИ для их внедрения в бизнес.
• До сих пор остается непонятным, кто должен отвечать за возникающие инциденты при работе с ИИ – создатели или те, кто его использует.
• Для обучения и успешной работы большинства ИИ требуются массивы информации. Вместе с этим возникает проблема конфиденциальности данных. Созданные ИИ-проекты не всегда обеспечены необходимым уровнем безопасности для сохранности данных.   

Ближайшее будущее искусственного интеллекта 

Тревор Сэндс, исследователь ИИ из Lockheed Martin, дает оптимистичные прогнозы. Он считает, что в ближайшее 5-15 лет в этой сфере будет несколько прорывов. Сэндс не исключает, что большая часть новаторских решений будет исходить от корпорации Google. 

Однако Тревор Сэндс утверждает, что вряд ли когда-нибудь удастся создать ИИ, который достигнет человеческого уровня. Причина в том, что мозг человека наделен большой пластичностью и более 86 миллиардами нейронов. Ему легко заниматься разными сферами деятельности, быстро переключаться между ними. Тогда как ИИ обеспечен лишь несколькими тысячами или миллионом искусственных нейронов. Даже если будут проводиться активные работы по усовершенствованию технологий, компьютеры с ИИ все равно не смогут составить конкуренцию человеческому разуму.  

Заключение 

Искусственный интеллект применяется минимум в 16 сферах. Его использование позволило упростить и повысить качество выполняемых задач, снизить нагрузку на человеческий ресурс и оптимизировать многие процессы. 

В медицине увеличилась скорость постановки диагнозов и повысилась их точность. В образовательной сфере улучшилось качество обучения за счет того, что стали учитываться индивидуальные особенности учеников. Транспортная сфера пополнилась беспилотными автомобилями. В логистике упростился учет товаров, снизилось количество ошибок. Приход ИИ в сельское хозяйство упростил удобрение и обработку культур, повысил производительность по сбору урожая. 

Пользу искусственного интеллекта сложно оценить объективно, но в перечисленных областях он действительно упрощает многие процессы. Поскольку ИИ постоянно совершенствуется и обучается, прогнозы остаются оптимистичными.