Реализация искусственного интеллекта на базе 32-битных микроконтроллеров
Искусственный интеллект (ИИ) — одно из важных направлений развития современной науки. Первые попытки его создания относятся еще к 1950-м гг., а с 1980-х гг. начала развиваться такая ветвь ИИ, как машинное обучение. Оно позволяет машинам не только имитировать поведение человека, но и совершенствоваться, используя накопленный опыт. Дальнейшее развитие математических и статистических методов машинного обучения сделало доступным его реализацию не только на мощных компьютерах, но и на таких относительно простых устройствах, как 32-битные микроконтроллеры, о чем и будет рассказано в данной статье.
У большинства людей ИИ ассоциируется в первую очередь с устройствами распознавания лиц, в которых используются мощные графические процессоры. Это не совсем так: в современном мире ИИ может быть представлен и проще. Например, классификацией спама в электронном почтовом ящике или алгоритмом автозаполнения в поисковой программе интернет-браузера. В целом область применения ИИ очень широка (рис. 1), и для его реализации совсем необязательно использовать мощные микропроцессоры или ПЛИС.
Рис. 1. Применение ИИ в современном мире
В последнее время ИИ развивается особенно быстро. Этому есть несколько причин:
- благодаря технологии IoT на интернет-серверах собраны довольно большие сегменты данных, что позволяет гораздо быстрее, чем раньше, обучать нейронные сети;
- в последние годы появились новые алгоритмы, благодаря которым нейронные сети могут работать эффективнее на таких периферийных устройствах, как 32-битные микроконтроллеры.
Применение ИИ дает разработчикам ряд преимуществ:
- Рост прибыли. Машинное обучение позволяет анализировать накапливаемые данные и находить в них закономерности. Эти закономерности ложатся в основу новых бизнес-моделей, с помощью которых можно увеличить прибыль.
- Возможность управления рисками. Если есть возможность отслеживать и анализировать поведение какой-либо машины, то можно прогнозировать ее аварийное состояние еще до того, как она будет ломаться. Таким образом, можно вовремя находить аномалии в любой работающей системе и выполнять превентивное техническое обслуживание.
- Снижение затрат. «Интернет вещей» дает возможность каждую секунду отправлять в «облачные» хранилища огромные объемы данных. Внедрение машинного обучения в периферийных устройствах (таких как микроконтроллеры) позволяет проверять и оценивать данные, прежде чем отправлять их в «облако». Это может снизить эксплуатационные расходы IoT-системы, ведь плата за облачные сервисы пропорциональна объему передаваемых данных.
Помимо развития самой технологии, появляется множество доступных средств разработки для дизайнеров и инженеров. Сейчас на рынке представлены программные и аппаратные средства, которые позволяют создавать устройства ИИ даже разработчикам, не имеющим никакого опыта в этой сфере.
В чем же заключаются преимущества и трудности реализации алгоритмов машинного обучения по сравнению с классическими алгоритмами на основе правил?
Большим преимуществом машинного обучения является ускоренное время разработки. С помощью машинного обучения можно обнаруживать закономерности в данных, даже не понимая этих данных и не ожидая что-то получить на выходе. Эта особенность выгодно отличает машинное обучение от классических алгоритмов, где нужно четко представлять, что вы хотите получить в итоге. Таким образом, машинное обучение позволяет находить совершенно новые возможности для решения задач и по-новому трактовать накопленные данные.
Трудности заключаются в том, что для реализации машинного обучения нужны специалисты, которые разбираются в науке о данных. Только они смогут разработать правильную модель ИИ и обучить ее, особенно если планируется распознавать какие-то изображения или видео. Специалисты будут маркировать данные и разрабатывать сценарии, которые нужно реализовать. Другими словами, для внедрения ИИ необходимы предварительная подготовка и инвестиции в специалистов, способных сделать нужную работу.
Лучшие инструменты ПК AI, которые вы можете использовать в 2018 году
Braina — это программное обеспечение искусственного интеллекта, способное выполнять множество задач. Это также невероятный виртуальный помощник, который может помочь вам выполнять различные операции быстрее и проще.
Braina, он же Brain Artificial — это программное обеспечение для интерфейса на человеческом языке, автоматизации и распознавания голоса, которое безупречно работает на компьютерах под управлением Windows. Это программное обеспечение позволяет вам взаимодействовать с вашим компьютером с помощью голосовых команд. Вы также сможете конвертировать речь в текст на более чем 100 языках.
Взгляните на более интересные функции и возможности, которые входят в это замечательное программное обеспечение:
- Braina позволяет вам полностью контролировать свой компьютер с помощью команд на естественном языке, и это определенно облегчит жизнь.
- В отличие от Siri или Cortana, Braina — это мощное программное обеспечение для личной и офисной работы, которое больше, чем чат-бот.
- Приоритетом программного обеспечения является расширенная функциональность и помощь пользователям в выполнении их задач.
- Если вы введете или произнесете свою команду, программа полностью поймет ваше желание.
- Используя приложения Braina, вы также получите возможность взаимодействовать с вашим ПК из любой точки вашего дома через сеть Wi-Fi.
- Программное обеспечение поставляется с фантастическими функциями распознавания речи, которые преобразуют ваш голос в текст на любом сайте.
- Брэйна также фантастический математик, и он ответит на любую проблему, которую вам нужно решить.
- Это программное обеспечение может легко открывать файлы, программы, веб-сайты, папки и многое другое.
- Другие полезные функции, которые включены в это замечательное программное обеспечение AI, — это возможность создавать настраиваемые голосовые команды, ответы, заметки, устанавливать сигналы тревоги и напоминания, запускать действия при запуске компьютера и многое другое.
Чтобы узнать все о расширенном наборе функций этого программного обеспечения, мы рекомендуем вам посетить официальный сайт Braina и посмотреть там. Вы также сможете загрузить это классное программное обеспечение для искусственного интеллекта, которое может стать вашим идеальным помощником.
- ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: программное обеспечение для изучения языка с распознаванием речи
Стадия 2. Принятие
Когда спесь немного сбита студенческой литературой, можно приступать к изучению языков. Бросаться на LISP или другие функциональные языки пока не стоит, для начала надо научиться работать с переменными и однозначными состояниями. Как для быстрого изучения, так и дальнейшего развития прекрасно подойдёт Python, но в целом можно взять за основу любой язык, имеющий соответствующие библиотеки.
Теперь переходим непосредственно к теории ИИ. Их условно можно разделить на 3 категории:
Слабый ИИ – боты, которых мы видим в компьютерных играх, или простые подручные помощники, вроде Siri. Они или выполняют узкоспециализированные задачи или являются незначительным комплексом таковых, а любая непредсказуемость взаимодействия ставит их в тупик.
Сильный ИИ – это машины, интеллект которых сопоставим с человеческим мозгом. На сегодняшний день нет реальных представителей этого класса, но компьютеры, вроде Watson очень близки к достижению этой цели.
Совершенные ИИ – будущее, машинный мозг, который превзойдёт наши возможности. Именно об опасности таких разработок предупреждают Стивен Хоккинг, Элон Маск и кинофраншиза «Терминатор».
Естественно, начинать следует с самых простых ботов. Для этого вспомните старую-добрую игру «Крестики-нолики» при использовании поля 3х3 и постарайтесь выяснить для себя основные алгоритмы действий: вероятность победы при безошибочных действиях, наиболее удачные места на поле для расположения фигуры, необходимость сводить игру к ничьей и так далее.
Сыграв несколько десятков партий и анализируя собственные действия, вы наверняка сможете выделить все важные аспекты и переписать их в машинный код. Если нет, то продолжайте думать, а эта ссылка здесь полежит на всякий случай.
К слову, если вы всё-таки взялись за язык Python, то создать довольно простого бота можно обратившись к этому подробному мануалу. Для других языков, таких как C++ или Java, вам также не составит труда найти пошаговые материалы. Почувствовав, что за созданием ИИ нет ничего сверхъестественного, вы сможете смело закрыть браузер и приступить к личным экспериментам.
FaceApp
Платформа: Android / iOS
Цена: Бесплатно
FaceApp разработан российской компанией Wireless Lab. Он использует нейронные сети для генерации высокореалистичных преобразований лиц на фотографиях.
Приложение может преобразить ваше лицо, чтобы заставить его улыбаться, выглядеть старше, выглядеть моложе или просто смены пола, а также многих других захватывающих преобразований. Татуировки, виньетки, размытие объектива и наложение фона также являются частью FaceApp.
В 2018 году приложение привлекло много внимания со стороны трансгендерных и ЛГБТ-сообществ из-за его реалистичных преобразований гендерных изменений. Он также столкнулся с критикой как в социальных сетях, так и в прессе за конфиденциальность пользовательских данных.
LiveInternetLiveInternet
BLYM 16:32 24.04.2021 Фотографий: 2
Искусственный интеллект (ИИ) – это система алгоритмов имитирующая интеллектуальную деятельность человека.
Алгоритмы принятия решений основаны на элементарной логике и в зависимости от возможностей системы ИИ могут решать задачи разного уровня сложности.
Моделирование разумного поведения системой ИИ проявляется в принятии логических решений на базе готовых способов их решения.
Структура системы ИИ включает в себя три основных блока – информационную базу, блок принятия решений и интерфейс, позволяющий вести общение в удобной для пользователя форме.
Самообучающиеся программы ИИ на начальном этапе действуют по принципу «делай как я», повторяя алгоритмы действий пользователя, а в дальнейшем могут использовать более сложные комбинации для принятия решений.
Самообучение системы ИИ в процессе работы, основанное на расширении информационной базы и алгоритмов решения задач является непосредственным признаком квазиразумного поведения или искусственного интеллекта.
В идеале искусственный интеллект — это имитация действующей модели мышления человека выраженная в цифровой форме.
Представленные ниже программы общения предназначены для ведения контекстно-зависимого диалога пользователя и системы ИИ.
В процессе общения пополняется багаж знаний программы, запоминаются варианты ответов на поставленные вопросы.
При должной прокачке можно развить уровень интеллекта диалоговой программы ИИ до вполне приемлемого уровня общения.
ChatMaster 3.02 – программа искусственного интеллекта для общения с виртуальным собеседником
ChatMaster – это программа диалогового общения с человеком с элементами искусственного интеллекта и самообучения.
Системой искусственного интеллекта поддерживается логика контекстно-зависимого диалога.
Информационная база программы существует на русском, но может быть легко пополнена любыми неиероглифическими языками.
Размер: 614 КБайт
Операционная система: Windows
Цена: Freeware
Скачать бесплатно программу ИИ диалогового общения с человеком ChatMaster
http://virtualizacia.net/ru/tekhnologii/74-iskusst. niya-s-virtualnym-sobesednikom
Electronic Brain 1300 – программа искусственного интеллекта для общения с виртуальным собеседником
Electronic Brain – программа с элементами искусственного интеллекта, располагает большой базой оригинальных реплик, приятным интерфейсом и набором дополнительных возможностей.
Размер: 445 КБайт
Операционная система: Windows
Цена: Freeware
Скачать бесплатно программу ИИ диалогового общения с человеком Electronic Brain.
http://virtualizacia.net/ru/tekhnologii/74-iskusst. niya-s-virtualnym-sobesednikom
Nai – программа искусственного интеллекта для общения с виртуальным собеседником
Nai – программа ИИ, основанная на алгоритме nus, представляет собой реализацию диалогового алгоритма ориентированную на ведение реальной беседы с человеком на весьма высоком уровне.
Nai способна вести контекстно-зависимый диалог с собеседником, самообучаться, автоматически обновлять интеллектуальную базу по Internet, представлять различных персонажей и многое другое
Размер: 755 КБайт
Операционная система: Windows
Цена: Freeware
Скачать бесплатно программу ИИ диалогового общения с человеком Nai.
http://virtualizacia.net/ru/tekhnologii/74-iskusst. niya-s-virtualnym-sobesednikom
Болтун 3.0 – программа искусственного интеллекта для общения с виртуальным собеседником
Болтун – достаточно продвинутая программа ИИ для ведения коротких диалогов с элементами юмора.
В общем, производит позитивное впечатление и может порадовать оригинальными ответами
Размер: 197 КБайт
Операционная система: Windows
Цена: Freewar
Скачать бесплатно программу ИИ диалогового общения с человеком Болтун.
http://virtualizacia.net/ru/tekhnologii/74-iskusst. niya-s-virtualnym-sobesednikom
Miss Talking 1.01 – программа искусственного интеллекта для общения с виртуальным собеседником
Miss Talking – простенькая программа ИИ с тремя персонажами в виде девушек воплощающих образ идеальной жены :).
Одна говорит о работе, другая о ведении хозяйства, третья – поддержит тему интимных отношений.
Размер: 270 КБайт
Операционная система: Windows
Цена: Freeware
Скачать бесплатно программу ИИ диалогового общения с человеком Miss Talking
http://virtualizacia.net/ru/tekhnologii/74-iskusst. niya-s-virtualnym-sobesednikom
Бритни Спирс 1.2 – программа искусственного интеллекта для общения с виртуальным собеседником
Бритни Спирс – красиво оформленный интерфейс в сочетании с режимом самообучения делает эту программу ИИ весьма привлекательной для долгосрочного обучения в процессе диалогового общения.
Размер: 483 КБайт
Операционная система: Windows
Цена: Freeware
Скачать бесплатно программу ИИ диалогового общения с человеком Бритни Спирс
http://virtualizacia.net/ru/tekhnologii/74-iskusst. niya-s-virtualnym-sobesednikom
Эллочка 1.0 – программа искусственного интеллекта для общения с виртуальным собеседником
Эллочка – забавная программа ИИ не перегруженная интеллектом. Имитирует эрудицию героини Эллочки из романа «12 стульев» – той самой, в словарном запасе которой было всего 30 слов, которые в полном объеме отражены в диалоговой палитре.
Что представляет собой искусственный интеллект
Искусственный интеллект – это свойство интеллектуальной системы выполнять те функции и задачи, которые обычно характерны для разумных существ. Это может быть проявление каких-то творческих способностей, склонность к рассуждению, обобщение, обучение на основании полученного ранее опыта и так далее.
Его развитием занимается направление науки, в рамках которого происходит аппаратное или программное моделирование тех задач человеческой деятельности, что считаются интеллектуальными. Еще под ИИ часто подразумевают направление в IT, основной целью которого является воссоздание разумных действий и рассуждений с помощью компьютерных систем.
История возникновения и развития искусственного интеллекта
Впервые термин artificial intelligence (с английского переводится как «искусственный интеллект») был упомянут в 1956 году Джоном МакКарти, основателем функционального программирования и изобретателем языка Lisp, на конференции в Университете Дартмута.
Однако сама идея подобной системы была сформирована в 1935 году Аланом Тьюрингом. Ученый дал описание абстрактной вычислительной машине, состоящей из безграничной памяти и сканера, перемещающегося вперед и назад по памяти. Однако позднее, в 1950 году, он предложил считать интеллектуальными те системы, которые в общении не будут отличаться от человека.
Тогда же Тьюринг разработал эмпирический тест для оценки машинного интеллекта. Он показывает, насколько искусственная система продвинулась в обучении общению и удастся ли ей выдать себя за человека.
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 1965 году специалист Массачусетского технологического университета Джозеф Вайценбаум разработал программу «Элиза», которая ныне считается прообразом современной Siri. В 1973 году была изобретена «Стэндфордская тележка», первый беспилотный автомобиль, контролируемый компьютером. К концу 1970-х интерес к ИИ начал спадать.
Новое развитие искусственный интеллект получил в середине 1990-х. Самый известный пример – суперкомпьютер IBM Deep Blue, который в 1997 году обыграл в шахматы чемпиона мира Гарри Каспарова. Сегодня подобные сети развиваются очень быстро за счет цифровизации информации, увеличения ее оборота и объема. Машины довольно быстро анализируют информацию и обучаются, впоследствии они действительно приобретают способности, ранее считавшиеся чисто человеческой прерогативой.
Отличие ИИ от нейросетей и машинного обучения
Нейросети представляют собой математическую модель, компьютерный алгоритм, работа которого основана на множестве искусственных нейронов. Суть этой системы в том, что ее не нужно заранее программировать. Она моделирует работу нейронов человеческого мозга, проводит элементарные вычисления и обучается на основании предыдущего опыта, но это не соотносимо с ИИ.
Искусственный интеллект, как мы помним, является свойством сложных систем выполнять задачи, обычно свойственные человеку. К ИИ часто относят узкоспециализированные компьютерные программы, также различные научно-технологические методы и решения. ИИ в своей работе имитирует человеческий мозг, при этом основывается на прочих логических и математических алгоритмах или инструментах, в том числе нейронных сетях.
Под машинным обучением понимают использование различных технологий для самообучающихся программ. Соответственно, это одно из многочисленных направлений ИИ. Системы, основанные на машинном обучении, получают базовые данные, анализируют их, затем на основе полученных выводов находят закономерности в сложных задачах со множеством параметров и дают точные ответы. Один из наиболее распространенных вариантов организации машинного обучения – применение нейросетей.
Если сравнивать с человеком, то ИИ подобен головному мозгу, машинное обучение – это один из многочисленных способов обработки поступающих данных и решения назревающих задач, а нейросети соответствуют объединению более мелких, базовых элементов мозга – нейронов.
Разница между искусственным и естественным интеллектом
Сравнивать искусственный и естественный интеллект можно лишь по некоторым общим параметрам. Например, человеческий мозг и компьютер работают по примерно схожему принципу, включающему четыре этапа – кодирование, хранение данных, анализ и предоставление результатов. И естественный, и искусственный разум склонны к самообучению, они решают те или иные задачи и проблемы, используя специальные алгоритмы.
Помимо общих умственных способностей к рассуждению, обучению и решению проблем, человеческое мышление также имеет эмоциональную окраску и сильно зависит от влияния социума. Искусственный интеллект не имеет никакого эмоционального характера и не ориентирован социально.
Если говорить об IQ – большинство ученых склонны считать, что сей параметр оценки никак не связан с искусственным интеллектом. С одной стороны, это действительно так, ведь стандартные IQ-тесты направлены на измерение «качества» человеческого мышления и связаны с развитием интеллекта на разных возрастных этапах.
С другой стороны, для ИИ создан собственный «IQ-тест», названный в честь Тьюринга. Он помогает определить, насколько хорошо машина обучилась и способна ли она уподобиться в общении человеку. Это своего рода планка для ИИ, установленная людьми. А ведь все больше ученых склоняется к тому, что скоро компьютеры обгонят человечество по всем параметрам… Развитие технологий идет по непредсказуемому сценарию, и вполне допустимо, что так и будет.
