Искусственный интеллект сделает вас умнее

Терренс Сейновски

Специалист по вычислительной нейрофизиологии; профессор Института Солка; автор, совместно со Стивеном Кварцем, книги «Лжецы, любовники и герои: Что новая наука о мозге говорит нам о том, как мы становимся теми, кто мы есть» (Liars, Lovers, and Heroes: What the New Brain Science Reveals About How We Become Who We Are)

Глубинное обучение — актуальная сегодня тема в области машинного обучения. Первые алгоритмы такого рода появились в 1980-х годах, но компьютеры тогда были медленными и могли моделировать лишь несколько сотен нейронов с одним слоем скрытых элементов между вводом и выводом. Обучение на примерах — привлекательная альтернатива искусственному интеллекту, основанному на правилах, ведь его создание — очень трудоемкая задача. С бо?льшим количеством слоев скрытых элементов между вводом и выводом можно получить больше абстрактных свойств из данных для обучения. В структуре коры головного мозга миллиарды нейронов образуют десять слоев. Раньше много спорили о том, насколько будет улучшаться производительность нейронных сетей с ростом их размеров и глубины. В те годы не хватало не только более производительных компьютеров, но также и больших объемов данных для обучения сети.

Благодаря 30 годам исследований, повышению производительности компьютеров в миллион раз и большим данным из интернета мы теперь знаем ответ на этот вопрос: нейронные сети, увеличенные до двенадцати слоев в глубину и имеющие миллиарды связей, превзошли по эффективности лучшие алгоритмы машинного зрения и распознавания объектов, а также коренным образом изменили расшифровку речи. Алгоритмы редко так хорошо масштабируются, а это может означать, что скоро нейронные сети научатся решать и более сложные проблемы. Последние достижения науки и техники позволяют применить глубинное обучение к обработке естественного языка. Глубинные рекуррентные сети с кратковременной памятью научились переводить предложения с английского на французский и продемонстрировали высокие результаты. Другие сети глубинного обучения оказались способны создавать подписи к изображениям, проявив при этом неожиданную проницательность, а иногда даже остроумие.

Контролируемое обучение, использующее нейронные сети, — это шаг вперед, но им все-таки еще далеко до интеллекта. Функции, выполняемые ими, аналогичны некоторым возможностям коры головного мозга — она также увеличивалась в результате эволюции, но для решения сложных познавательных проблем она взаимодействует со множеством других отделов мозга.

В 1992 году Джеральд Тезоро из IBM, используя обучение с подкреплением, получил нейронную сеть, способную играть в нарды на уровне чемпиона мира. Она играла самостоятельно, и единственной обратной связью, которую она получала, был результат: информация о том, какая сторона выиграла. Мозг использует обучение с подкреплением, чтобы создавать цепочки решений для достижения целей (таких как отыскание пищи) в условиях неопределенности. DeepMind — компания, которую в 2014 году купила Google, — недавно использовала аналогичный подход, чтобы научить нейронные сети играть в семь классических игр Atari. Единственными вводными данными для системы обучения были пиксели экране и набранные очки — та же самая информация, которую используют люди. Программа научилась играть лучше, чем самые опытные игроки.

Какое воздействие эти достижения окажут на нас в ближайшем будущем? Мы не особенно хорошо справляемся с прогнозами последствий новых изобретений, и часто нужно время, чтобы найти для них нишу, но у нас уже есть один пример, позволяющий понять, к чему это может привести. Когда в 1997 году Deep Blue обыграл Гарри Каспарова, чемпиона мира по шахматам, другие шахматисты оставили попытки соревноваться с машинами? Вовсе нет: они стали использовать шахматные программы, чтобы научиться играть лучше, и, как следствие, общий уровень игры в мире повысился.

Люди — не самый быстрый и не самый сильный вид, но мы учимся лучше всех. Люди изобрели формальную школу, где дети много лет трудятся, совершенствуясь в чтении, письме и арифметике и получая более специализированные навыки. Лучше всего, когда взрослый учитель взаимодействует с учеником один на один, подстраиваясь под конкретного ребенка. Однако это трудоемкий процесс. Немногие могут позволить себе индивидуальное обучение, и конвейерная система образования, характерная для большинства сегодняшних школ, — довольно плохая замена. Компьютерные программы могут следить за успеваемостью ученика, а некоторые — даже обеспечивать корректирующую обратную связь в случае с наиболее распространенными ошибками. Однако мозги у всех разные, и компьютер не заменит учителя-человека, выстраивающего долгосрочные отношения с учеником. Можно ли создать искусственного наставника для каждого ребенка? У нас уже есть рекомендательные системы в интернете, которые говорят: «Если вам понравился X, то вам может понравиться и Y», — они построены на анализе данных множества пользователей со схожими паттернами предпочтений.

Когда-нибудь умственное развитие каждого ученика можно будет проследить с самого детства с помощью персонализированной системы глубинного обучения. Современный уровень технологии не может достичь такой степени понимания человеческого разума, но уже сейчас Facebook предпринимает попытки по созданию с помощью имеющейся огромной базы данных друзей, фотографий и лайков модели психического для каждого человека на планете.

Потому я сделаю такой вывод: чем больше будет когнитивных приспособлений, вроде шахматных программ и рекомендательных систем, тем умнее и способнее станут люди.