Нейросети «на пальцах»: как устроен ИИ и почему он изменит всё

Даже писатели-фантасты, описывая технику будущего в своих романах, не замахивались на тот функционал, которым обладает сейчас обыкновенный смартфон.

Устройство, выступающее как телефон, видеокамера и видеопроигрыватель, способное организовать связь с любой точкой планеты, да еще и умеющие на лету переводить с разных языков — такого не было даже у покорителей далеких галактик в далеком-далеком будущем. И вот это будущее наступило неожиданно быстро.

С другой стороны, со столь фантастическим развитием техники жизнь наша изменилась на удивление незначительно. Учеба, работа, дом, отпуск — по большому счету все как было, так и осталось. Этот парадокс и подтолкнул меня к написанию сегодняшней статьи.

Данный материал не претендует на глубину, скорее это приглашение к размышлению и обсуждению. А еще я хочу, что называется, «на пальцах» рассказать как устроена нейросеть, без сложных технических выкладок — и подумать о том, как, возможно, изменится наша жизнь с развитием искусственного интеллекта, который на данный момент все еще находится в зачаточном состоянии.

Возможно ли восстание машин?

Мой личный опыт работы с искусственным интеллектом небольшой, но все же есть. Дипломная работа, написанная ни много ни мало четверть века назад, была посвящена обработке изображений при помощи нейросетей.

25 лет назад про ИИ массово никто не говорил. Конечно, все про него слышали, но о том, что нейросети скоро станут частью нашей жизни мало кто задумывался. В том числе и я сам — парадоксально, но за все 5 лет обучения в универе никаких курсов, посвященных искусственному интеллекту у нас не было, впервые я с этим столкнулся именно при выборе направления дипломной работы. И начав погружаться в тему, я с удивлением понял, что все мои представления об ИИ предельно далеки от действительности. И, кстати, большинство людей и сейчас воспринимают ИИ ошибочно — как и я тогда.

Самый яркий образ искусственного интеллекта был представлен, безусловно, в фильме «Терминатор». И пересматривая этот фильм уже во взрослом (но еще студенческом) возрасте я на концепцию восстания машин смотрел свысока и с некоторой насмешкой. Будучи программистом я твердо и однозначно понимал — ну не может «машина» действовать «по своей воле». Ведь программу пишет человек и никакие заранее не заложенные в алгоритм реакции попросту невозможны.

Как же я ошибался! Как говорится, чем меньше человек знает, тем более убежден он в свой (не)правоте. Прозрение, вызвавшее у меня некоторый даже шок, как раз и наступило после создания первой тестовой простенькой нейросетки. Я неожиданно осознал, что она работает принципиально по-другому, чем все «обычные» компьютерные программы.

Почему сеть — нейро?

Классические компьютеры программы действуют на основе алгоритмов. ЕСЛИ {набор условий} ТО {выполнить набор действий}.

В некоторых случаях, например в компьютерных играх, необходимо добавить реалистичности, непредсказуемости. Компьютерный противник может попасть или промахнуться при выстреле, побежать налево или направо, погода может «неожиданно» поменяться. Для организации таких эффектов задействуется генератор случайных чисел — т. е. события в программе-игре развиваются вроде бы непредсказуемо, но на самом же деле это лишь имитация, никак не выходящая за рамки заранее заданного алгоритма.

Наш мозг (и нейросети) функционируют принципиально по-другому. Мозг состоит из огромного числа нейронов, каждый из которых разумом не обладает и способен лишь на простейшее действие — принять электрический сигнал и передать его дальше по одному из нервных отростков. Результатом этого становится некоторая «осознанная» реакция (про кавычки в слове «осознанная» я объясню чуть дальше).

И если физиологическое строение мозга дано нам от природы, то дальнейшее функционирование зависит от обучения. Собственно говоря обучение — это и есть процесс формирования устойчивых нейронных связей. Заранее заданных алгоритмов у человека нет, а формирование нейронных связей начинается еще в утробе матери. После рождения на мозг обрушивается бесконечное число внешних раздражителей — и процесс обучения многократно ускоряется и продолжается всю жизнь, хотя наиболее активно идет до 20-25 лет.

Ребенок и взрослый или двое взрослых в одинаковых ситуациях примут разные решения — все дело в настройке тех самых упомянутых выше нейронных связей. Некоторые ученые сравнивают мозг с системой из почти бесконечного числа трубопроводов на которых расположены многочисленные задвижки. «Задвижки» выставляются в ответ на внешние раздражители, «вода» (в случае с мозгом электрический сигнал) течет по сформированному для нее пути — и на выходе получается какое-то действие, которое мы и считаем собственным решением.

Вариаций таких решений бесконечное множество, и нам кажется, что выбор мы делаем самостоятельно, обладаем свободой воли. Утверждение это неоднозначное, во всяком случае ученые-исследователи в этом не уверены. Тут можно привести пример с детьми-маугли, которые были воспитаны животными (таких случаев в истории немало). Ключевой момент — при возвращении в человеческое общество такие дети в будущем не смогли адаптироваться. Все их поведение было обусловлено нейронными связями, сформированными в иных, «животных» условиях. Это и заставляет сомневаться в наличии истинной свободы в принятии решений — окружающая среда изменилась, а мозг, сформированный в иных условиях обучения, поменяться уже не мог. И получается, что все наше поведение и «вроде как самостоятельность» в значительной мере предопределены ранее сформированными связями между нейронами.

Как и мозг, нейронная сеть состоит из некоторого числа «простых процессоров», искусственных нейронов. Каждый из них способен лишь на элементарные действия — переправить поступивший сигнал дальше. Но объединенные в единую сети эти нейроны могут решать сложнейшие трудноформализуемые задачи.

Например, с распознаванием лиц алгоритмические программы справляются очень плохо — невозможно создать столь подробный алгоритм, который учтет все возможные варианты. А вот наш мозг — и нейронные сети — лица распознают быстро и точно.

Перед началом работы нейросеть обучается — на вход подается учебная выборка объектов, по которым известен правильный/желаемый результат. После настройки нейронных связей сеть начинает принимать решения самостоятельно, успешно анализируя даже те объекты, с которыми ранее не сталкивалась.

Итак, повторю ключевую мысль данного раздела: есть два принципиально разных подхода к работе компьютерных программ — алгоритмический и нейросетевое обучение. И если «обычный» компьютер многое умеет, но разумом ни в коей мере не обладает, то искусственный интеллект — это уже нечто совершенно иное.

Обладает ли искусственный интеллект настоящим разумом?

Ученые и философы до сих пор спорят, что такое разум. По некоторым определениям, разум — это врожденная способность к творчеству. Слово «творчество» в данном случае употребляется в максимально широком смысле, т. е. это способность создавать что-то новое (и необязательно в сфере искусства). Но объяснение по поводу врожденной способности ничего на самом деле не объясняет. Если эта способность есть у человека и даже у высших животных, то почему ее не может быть искусственного интеллекта?

Как-то в интернете я встретил утверждение, которое, пожалуй, наилучшим образом описывает восприятие искусственного интеллекта на бытовом уровне: «Пока ИИ не создаст что-то свое — космический корабль или песню чижик-пыжик — никакой это не интеллект, а так, компиляция информации из разных источников, не более того».

В предыдущем разделе я уже объяснил, что ИИ вовсе не собирает информационную базу данных, он таки эти данные реально переосмысливает. Но давайте пройдемся по конкретным примерам, чтобы лучше понять истинную разумность ИИ.

Нейросетевые картины. Арты нейросетей — это уже отдельный вид искусства. Вообще, что отличает картину художника от фотографии? Фото точнее передает действительность, но картина неким неуловимым образом вызывает более сильные эмоции.

Картины нейросетей зачастую другие, чем человеческие — но эмоции вызывают и они. А если поставить задачу создать картину в определенном стиле, например, имитировать работу масляными красками — то отличить продукт искусственного разума от работы живого художника будет не всегда возможно.

Нейросетевые тексты. Здесь я использовал наблюдение за развлекательными порталами. Значительная часть текстов в категории «истории из жизни, о которых невозможно молчать» созданы нейросетями. И эти истории получают лайки, выходят в «горячее», активно обсуждаются живыми пользователями.

Некоторые написаны достаточно топорно и имеют логические нестыковки, позволяющие заметить нейросетевой след. Другие выполнены так, что определить точное авторство не представляется возможным.

Иными словами, песня чижик-пыжик из цитаты выше — вполне себе создана искусственным интеллектом и людям нравится. Теперь перейдем к высоким технологиям.

Анализ медицинской информации. Искусственный интеллект уже широко применяется для анализа снимков компьютерной томографии. В сложных случаях именно ИИ позволяет предположить редкие диагнозы, с которыми обычный доктор в своей практике почти не сталкивается.

И чем же в таком случае поведение ИИ отличается от поведения опытного профессора, к которому более молодые коллеги обращаются за помощью? И можно ли сказать, что ИИ — всего лишь компьютерная симуляция, разумом не обладающая?

В целом на данный момент считается, что искусственный интеллект не обладает разумом в человеческом понимании этого слова. Но грань между естественным и искусственным разумом уже достаточно размытая. Исследователи полагают, что возникновение по-настоящему разумного ИИ (его обозначают аббревиатурой ASI -- Artificial Super Intelligence), обладающего сознанием и самосознанием, лишь вопрос времени и дальнейшего развития нейросетевых технологий. ASI уже будет способен не только решать различные прикладные задачи, но и разрабатывать новые метода познания, изучения, исследования.

Ошибки ИИ — врожденный дефект или преходящие проблемы взросления?

Искусственный интеллект ошибается, и делает это очень часто.

Ошибка, которая более всего на слуху — неправильное количество пальцев на сгенерированных изображениях людей. Однако, проблема эта уже почти перестала быть актуальной — буквально за последний год нейросети научились не допускать таких ляпов.

Можно привести и более трагические примеры. Например, авария с беспилотным автомобилем, который на перекрестке врезался в грузовик-длинномер. Предположительно компьютер принял белый длинный борт грузовика за отдаленные облака и не среагировал на опасность.

И еще один пример. Человек попросил умную колонку вызвать скорую помощь. В английском языке это звучит как «Call me an ambulance». Но слово call употребляется не только для обозначения телефонного звонка — второе значение «назови, позови». В результате вместо вызова скорой «умная» колонка ответила что-то вроде: «Отлично! Теперь я буду называть тебя скорой помощью. Привет, скорая помощь!».

Один из докторов в недавнем интервью рассказывал о своем опыте тестирования ChatGPT. С его слов нейрость давала очень качественные ответы на общемедицинские темы, и абсолютно ужасные и даже опасные рекомендации по узкоспециализированным тематикам.

И это интересный феномен. Вместо того, чтобы ответить «не знаю», нейросеть таки давала внешне логичный, хотя и в корне неверный ответ. И есть в этом нечто очень даже человеческое — кто из нас не сталкивался с людьми, уверенно рассуждающими на любые темы? Вероятнее всего, искусственный разум уже посчитал, что обладает достаточными знаниями для ответа.

На основе таких ошибок и ляпов зачастую делается вывод, что ИИ никогда не сможет полностью заменить человека. Но следует учесть, что нынешние нейрости — это еще, по сути, новорожденные младенцы, не раскрывшие и сотой доли своих возможностей. Все самое интересное ждет нас в будущем — и перспективы на данный момент в полной мере даже и представить себе невозможно.

История развития искусственного интеллекта

Прежде чем перейти к перспективам расскажу немного об истории появления ИИ. Глубоко погружаться в тему не буду, обойдусь буквально парой слов.

Считается, что термин «искусственный интеллект» впервые был использован на научном семинаре в 1956 году. Но первые разработки теории нейросетевых вычислений начались более 100 лет назад, еще даже до появления первых прообразов обычных компьютеров.

Несмотря на серьезные теоретические успехи прикладного значения эта отрасль науки не имела. И причина проста — отсутствие достаточных вычислительных мощностей. Теория была, но применить ее на практике не представлялось возможным.

Активное практическое применение ИИ началось на рубеже 2000-х, но и тогда сфера его использования оставалась ограниченной — и все по той же причине отсутствия сверхбыстрых компьютеров.

А настоящий прорыв происходит прямо сейчас, на наших глазах. Ведь буквально три-четыре года назад о практическом применении ИИ никто и не мечтал — сейчас же школьники делают домашние задания и пишут рефераты при помощи ChatGPT, а дизайнеры, медики, юристы, программисты ежедневно используют нейросети в своей работе.

Не приведет ли развитие искусственного интеллекта к деградации интеллекта естественного?

Тесты на интеллект показывают, что человечество таки постепенно и неотвратимо глупеет — это уже установленный факт. И в этом несомненная «заслуга» современных технологий.

Проведенные эксперименты и исследования четко демонстрируют: информация из книг усваивается глубже и лучше. Чтение активизирует работу мозга сильнее, чем просмотр видео. К аналогичному эффекту приводит и классическая ручная запись лекций на занятиях. Казалось бы, зачем тратить время и усилия на «тупое» записывание, если можно просто раздать студентам распечатки? Ведь и информация ровно та же самая — только подается разными способами.

А оказывается разница есть. Чтение, письмо способствуют лучшему обучению (= формированию стойких нейронных связей). А меж тем именно такой классический способ обучения уже уходит в прошлое. А уж помощь нейросетей в выполнении домашних заданий, начиная с младшей школы, и вовсе приводит к тому, что люди перестают мыслить самостоятельно.

Недостаток физической активности приводит к атрофии мышц, а слишком легкая жизнь — к деградации мыслительных способностей. И похоже, что мы действительно можем превратиться в этаких «цифровых Маугли». Здесь у меня одна надежда — что таланты, совершающие прорывные открытия в науке, все равно не исчезнут.

Когда искусственный интеллект оставит нас без работы?

Пару лет назад экономисты и инвесторы были полны радужных ожиданий — казалось, что технологии ИИ вот-вот полностью изменят наш мир. Сейчас наступил период охлаждения и разочарования.

Многие компании уже «обожглись» на попытках сокращения штата. Оказалось, что работа ИИ содержит многочисленные неточности и ошибки, для исправления которых все равно приходится привлекать человеческий труд. В итоге исправлять недочеты оказывается существенно дороже, чем сразу сделать правильно традиционным «человеческим» способом.

Стоит учесть и еще один аспект — до сих пор развитие технологий не приводило к сокращению рабочих мест, наоборот, появлялись новые специальности. Тут дело видимо в том, что человеческие потребности безграничны, а вот возможности, наоборот, конечны. Внедрение инноваций увеличивало производительность труда и количество производимых благ, но не приводило к сокращению спроса на труд.

С ИИ дело на данный момент обстоит так же. Однако… действительно ли цикл «внедрение нового -> повышение производительности -> удешевление товаров и услуг -> повышение спроса» бесконечен или рано или поздно будет достигнут предел, когда ИИ все же полностью заменит человека. Порассуждать на эту тему хочу на примере беспилотных автомобилей.

Как беспилотные авто изменят нашу жизнь

Появление беспилотных такси — вопрос ближайшего будущего. Массовое внедрение планировалось еще пару лет назад, но разработчики столкнулись с рядом проблем, и потому сроки несколько сдвинулись.

Тема беспилотников, как и все новое, вызывает определенный интерес — но мало кто задумывается о масштабных последствиях. Ну таксисты без работы останутся, а сами услуги такси подешевеют — вот вроде бы и все изменения. Но давайте копнем глубже.

Исчезнет профессия водитель. Без работы останутся не только таксисты, но и водители грузовиков, общественного транспорта и т. д. А это миллионы рабочих мест.

Станет не нужна часть дорожной инфраструктуры. Кафе, закусочные, гостиницы для дальнобойщиков — все это в значительной мере уйдет в прошлое. Количество заправок также сократится — ведь беспилотники буду заправляться (или, вероятнее, заряжаться) в плановом порядке перед выходом на смену.

Ключевое — со временем личный автотранспорт исчезнет полностью. Личное авто — дорогое удовольствие. Допустим, у вас 5-местный внедорожник — но большую часть времени машина эксплуатируется в городе, а пользуются ею 1-2 человека. Расходы на топливо, ремонт, запчасти, амортизацию — полностью на собственнике.

Беспилотный транспорт можно эксплуатировать на порядок эффективнее. Если пассажир один — то и придет за ним не минивэн, а условная «табуретка на колесах» с минимальным расходом. Можно будет выбирать комбинированные тарифы — например, машина подъезжает к подъезду, но дальнейший маршрут планирует так, чтобы по пути забрать еще и других пассажиров. И расходы в этом случае делятся на всех.

Почему сейчас мы готовы платить за личный автомобиль? Потому что постоянное использование такси в любом случае обойдется кратно дороже, а общественный транспорт не так удобен. Внедрение беспилотников приведет к тому, что пользоваться роботом-такси будет не только удобнее, но и существенно дешевле, чем личным автомобилем.

Некоторое время еще будет сохраняться инерция — многим людям просто нравится водить самостоятельно. Но для молодых людей, выросших в новых условиях, просто не будет смысла получать водительские права и стремиться купить свой собственный авто. Это будет дорогая покупка, не дающая никаких преимуществ.

Кстати, эти мои рассуждения появились не на ровном месте. Долгосрочные стратегии развития автогигантов уже предусматривают переход к модели предоставления сервиса по перевозкам, вместо продажи автомобилей.

Прочие последствия. Повышение эффективности перевозок приведет к радикальному снижению количества производимых авто, уменьшится количество автозаводов. Станут не нужны или существенно сократят штат страховые компании, ремонтные сервисы, дорожная полиция.

А все это миллионы и миллионы рабочих мест. Всем ли найдется в достойная работа на замену? А ведь это мы рассмотрели только беспилотные авто, в то время как сферы применения ИИ расширяются с каждым днем.

Прочие сферы применения искусственного интеллекта

Некоторое время назад мне попалась статья про робота, основная задача которого… собирать кокосовые орехи! До сих пор это был чисто ручной труд, но вот даже и в такую экзотическую область приходит автоматизация.

Внедрение роботов пока что замедляется несовершенством технологий и высокой стоимостью «железных работников». Условный «робот-дворник» на данный момент не имеет экономического смысла. Но так будет не всегда.

Серьезные силы и финансы сейчас брошены на создание роботов-сиделок. Успехи медицины привели к увеличению продолжительности жизни и к резкому росту таких заболеваний, как деменция и болезнь Альцгеймера. Уход за такими пациентами — тяжелая и потому высокооплачиваемая работа (во всяком случае, в западных странах). И роботы-сиделки должны снизить нагрузку на социальную сферу.

Но как вы понимаете, перепрофилировать робота-сиделку в дворника, продавца или охранника — не сильно сложно. С массовым выпуском упадет и стоимость. И тогда все «несложные» и «недорогие» специальности окажутся в зоне риска.

Уже испытываются роботы-строители, сельскохозяйственные роботы и многие другие — в общем роботизация неизбежно охватит все стороны жизни.

А что же будет с творческими и сложными направлениями — медиками, архитекторами, IT-специалистами? Об этом подумаем в следующем разделе.

И еще раз про безработицу

Представителям «незаменимых» профессий расслабляться тоже не стоит. Те миллионы и миллионы людей, лишившиеся работы с полноценным внедрением ИИ, создадут колоссальное давление на рынок рабочей силы.

Многие из них смогут переквалифицироваться, освоить новые специальности — в результате конкуренция за сохранившиеся рабочие места вырастет многократно.

Мир полудня или оруэлловская антиутопия?

Возникает и интересный экономический вопрос — внедрение ИИ позволит радикально удешевить производство товаров и услуг, но кто будет эти товары и услуги покупать? Сейчас то люди работают, чтобы заработанное потом потратить — а как все это будет выглядеть в новых условиях я не способен представить. Или формула коммунизма «от каждого по способности — каждому по потребности» сократится до второй части — и каждый таки будет получать «по потребности» просто так?

Ждет ли нас в будущем Мир полудня — общество благоденствия и процветания, описанное Стругацкими, или жесткая антиутопия, в которой все ресурсы будут сосредоточены в руках мега-корпораций, слившихся и заменивших собой государства?

Есть и еще один аспект тотального внедрения искусственного интеллекта. Человек — существо биологическое. Скажем, повышение уровня гигиены избавило нас от массы инфекционных и паразитарных заболеваний, но повысило число аллергий — иммунитет, заточенный на борьбу, начинает сбоить в новых «стерильных» условиях. Какими будут люди, если лишить их жесткой необходимости бороться за существование, не станет ли общество материального благополучия одновременно и обществом тотальной депрессии?

Что ж, начал я с описания технических нюансов искусственного интеллекта, а закончил довольно мрачной картиной потенциальных социально-психологических проблем. И вот на эту тему я предлагаю пообщаться в комментариях. Автор не является экспертом в описываемых вопросах, а данная статья — скорее «рассуждение на заданную тему». Вопросы эти меня действительно интересуют, но в своих размышлениях я мог не учесть массы факторов… и в общем мне будет интересно услышать мнение со стороны.