Lidský mozek a umělá inteligence
Ing. Karel Knop  
SANQUIS č.18/2002, str. 40

Nejdokonalejším a bezesporu nejvyšším výtvorem přírody je člověk a v jeho dokonalosti (samozřejmě i v dílčích nedokonalostech) na samém vrcholu pyramidy je lidský mozek. Je to orgán, který, podobně jako daleký vesmír, hluboké dno oceánů nebo nitro země, není zatím zcela probádaným objektem, ačkoli se těší velkému a neutuchajícímu zájmu vědců. Přesto o tomto unikátním výtvoru přírody víme mnoho:

- lidský mozek je nejdokonaleji strukturovanou živou
 hmotou světa s přibližně 1011 neurony,
- vlastní strukturu mozku tvořenou neurony dále vytvářejí   nervová vlákna - dendrity, spojené s tělem neuronové   buňky - somou (v nich je jádro buňky zvané nukleus),
- z těla buněk vybíhají vlákna zvaná axony, která přenášejí   signály do uzlů (synapsí),
- většina axonů vytváří velké množství synapsí s dalšími   neurony,
- vlastní přenosy signálů mezi buňkami jsou ve své podstatě  biochemickými procesy, jejichž výsledkem jsou změny   elektrického potenciálu cílové buňky,
- na základě změn výše potenciálu v buňkách dochází při   prahových hodnotách k pulzům, které jsou vysílány do   axonů a přes synapse a axony do dalších neuronů.

Co o lidském mozku víme naprosto jasně, je to, že jeho vývoj až k dnešnímu stavu prošel genetickou evolucí, která trvala miliony let. Nad činností lidského mozku se nevznášejí žádné transcendentní a tajemné úkazy ani mystika, jde o objasněný biologický velmi složitý systém, ve své podstatě podobný jiným tělesným orgánům. Přesto však dodnes nevíme přesně, jak vlastně lidský mozek pracuje. Největším paradoxem ve zkoumání lidského mozku a jeho činností je fakt, že tento výzkum provádějí zase lidé s využitím svých mozků. Příklady našich nedokonalostí v poznání struktury a hlavně v chování a činnosti lidského mozku jsou známy vesměs z ordinací psychiatrů nebo z psychologických poraden. Jaké jsou vlastní příčiny epilepsie, schizofrenie a jiných nejzávažnějších poruch nebo anomálií lidského mozku?
Jedním z nejmarkantnějších a také nejparadoxnějších dokladů nepochopitelných a nevysvětlených projevů poruchy mozku je autismus. Připomeňme si vynikající herecký výkon Dustina Hoffmana v roli autisty v americkém filmu Rain Man slovy jeho filmového bratra Toma Cruise: „Je to génius, měl by pracovat pro NASA nebo něco podobného.“ Paradoxně dokáže geniálně řešit nejsložitější matematické úlohy, vyniká fenomenální pamětí, avšak nezvládá řadu nejzákladnějších životních situací a problémů. Co zde sehrává lidský mozek za těžko pochopitelnou roli? Na jedné straně celkem jednoduchá spojení v mozku nefungují (reakce na hořící jídlo na vařiči), na druhé straně záblesky geniality a nepochopitelné funkce mozku ve spojení s ostatními orgány (během několika vteřin spočítá párátka vysypaná na zem, přesně reprodukuje telefonní seznam či jízdní řád). Jaká nová a netypická spojení v mozku mají tyto stavy „na svědomí“?
V této souvislosti se naskýtá otázka funkcí mozku různých osob, tedy úroveň inteligence, známá forma kvantifikace lidské inteligence formou IQ (stupnice od 0 do 150 sama vyjadřuje obrovské diference v úrovni inteligence různých jedinců). Je jisté, že „typický“ lidský mozek nelze nikdy jako standard definovat.
Je možné lidský mozek (ve své dané složitosti a dokonalosti - přírodou a mnoho milionů let trvajícím vývojem) napodobit, lépe řečeno kopírovat na bázi nejdokonalejšího stroje? Kdo je schopen takovéto napodobení realizovat? Lidský mozek nebo snad dokonalý stroj?

Umělá inteligence
Lidský duch se po mnoho věků snaží domýšlet různé alternativy člověku přírodou a vývojem daného orgánu - mozku. Nešlo vždy o filozofování a spekulace o celých umělých bytostech, různých „homunkulech“, více či méně děsivých, většinou člověku podobných strojů; řečeno jazykem Karla Čapka - „robotů“. Byla i řada celkem reálných představ a úvah o jistých uspořádáních blízkých mozku člověka. Nikdy v minulosti (a to platilo až do druhé poloviny 20. století) nebylo možno tyto představy opřít o žádnou technologickou zkušenost ani vážný ucelený teoretický základ. Teprve teoretický základ kybernetiky Norberta Wienera, ale hlavně vznik nové vědní disciplíny označované jako věda o „umělé inteligenci“ dává od poloviny 50. let těmto úvahám obsah a nové směry.
Umělou inteligenci je možno definovat nejrůznějším způsobem z nejrůznějších úhlů pohledu. Pro naše úvahy lze přijmout následující definici:
Umělá inteligence (AI - artificial intelligence) je věda o vývoji a vytváření strojů a systémů, které při řešení určitých úkolů užívají postupů, jež by byly při použití člověkem označeny za projev jeho inteligence.
Pod oblast umělé inteligence jako vědy lze zařadit mnoho dílčích oborů, např. strojové učení, expertní systémy, umělé neuronové sítě nebo systémy počítačového vidění (dále je možno zahrnout některé simulace v oblasti vývoje a vytváření inteligentních robotů atd.).

Strojové učení
Systémy strojového učení se datují od 60. let, ale teprve v posledních patnácti letech jsou tyto systémy završovány a jejich vývoj je doprovázen velkými úspěchy. Trendem vývoje počítačů od samého počátku je, aby se stroje - počítače byly schopny samy učit. U předcházejících generací počítačů bylo z hlediska technického a technologického velmi obtížné tyto systémy dokonale realizovat. Učící se systémy lze přiblížit na příkladu hry v šachy. Počítač má naprogramovány různé postupy a zkušenosti s řešením co nejvíce úloh na šachovnici. Systém strojového učení znamená, že počítač při hře zvyšuje svou výkonnost tím, že sehrává šachové zápasy sám se sebou, a tím se trvale zdokonaluje.
Systémy strojového učení jsou dnes dobře známy: např. oblast zabezpečovacích systémů v rozpoznávání lidského hlasu, městské navigační systémy v nejmodernějších automobilech, letecké navigační systémy - autopiloti atd.

Expertní systémy
Nejzajímavější a nejperspektivnější oblastí umělé inteligence jsou expertní systémy. Tyto vrcholné programové systémy simulují (jak je i z jejich názvu patrné) rozhodovací činnosti člověka - experta v dané oblasti. V současné době již neexistuje v lidské činnosti oblast, kde by nebylo ve výzkumu, vývoji a v každodenní manažerské praxi využíváno nějaké formy expertních systémů.
Nejznámější expertní systémy pracují v diagnostice různých lidských činností (nebo i strojových) - jde asi o 90 % činností expertních systémů - např. v lékařství v přímém spojení s vyspělými diagnostickými přístroji, v elektronice např. chybová diagnostika (případně známé antivirové ochrany atd.), ve stavebnictví, v genetickém inženýrství atd. Expertní systémy pracují i v plánovacích procesech - v objemu asi
7 %, v ostatních blíže nespecifikovaných oblastech kromě diagnostiky a plánování je v praxi užíváno cca 3 % systémů.
Expertní systémy mohou být mocnými nástroji, v jejich nasazení je však i řada problémů. Člověk - expert zadávající znalosti počítačovému systému může být v názorových rozporech se svými kolegy v dané oblasti a je pro něj obtížné názory na daný rozhodovací systém „zprůměrovat“ z názorů různých expertů. Nejzávažnějším problémem expertních systémů a umělé inteligence je fakt, že nikdy nelze zadat strojovému subjektu všechny znalosti, zkušenosti, možnosti a alternativy, což u počítačového řešení úloh leckdy vede do slepých uliček nebo k nesmyslným řešením.
Dnešní stav technologií počítačů a umělé inteligence je na velmi vysoké úrovni, ve svých projevech se přibližuje schopnostem lidského mozku a přirozené lidské inteligenci. Před krátkým časem ještě mnoho odborníků tvrdilo, že sebelepší počítačový program nemůže porazit v šachu člověka - velmistra. Dnes ani toto tvrzení neplatí, neboť počítač se stal člověku vyrovnaným soupeřem.
Neznamená to však, že umělá inteligence úplně přebírá unikátní schopnosti člověka a lidského mozku. I když odborníci - futurologové předvídají další a velmi rychlý vývoj ve všech oblastech umělé inteligence, přesto zůstává úloha lidského mozku a lidské inteligence určující svými uvědomělými, emočními a morálními projevy, unikátností každé osobnosti a unikátností lidského mozku jak ve své dokonalosti, tak ve svých nedokonalostech.

 



obsah čísla 18 ročník 2002





poslat e-mailem



SANQUIS PLUS




GALERIE SANQUIS




ORBIS PICTUS



PORADNA