Atklājumi.lv

Latvijas zinātnieki gūst panākumus mākslīgā intelekta pētniecībā

No visas pasaules zinātniekiem tieši latvieši varētu būt spēruši nozīmīgu soli tuvāk mākslīgā intelekta izveidošanai. Šāda pārsteidzoša ziņa klajā nākusi pēc mūsu zinātnieku oriģinālajiem sasniegumiem valodas semantikas formalizācijas procesā, strādājot pie tā saucamās „Semantiskās Latvijas" tehnoloģijas. Jau šobrīd šīs tehnoloģijas statistikas datu apstrādei izmanto mediķi, bet tās solās būt neaizstājamas arī citās jomās.

Dziļāka izpratne par valodas funkcionēšanu, spēja to pat modelēt neapšaubāmi varētu ietekmēt ļoti daudzas sfēras - pedagoģiju, jurisprudenci, sociālās zinātnes uc. Tas nozīmē, ka labvēlīgu apstākļu gadījumā jau tuvākajos gados varētu būtiski padziļināties mūsu izpratne par valodu, iztēli un domāšanu. Jo tieši Latvijas zinātniekiem izdevies radīt universālu metodi teksta automātiskai konvertācijai vizualizācijas jeb animācijas modeļos, tādējādi imitējot cilvēka iztēli teksta uztveres laikā.

Latvija - mākslīgajam intelektam labvēlīga zeme

Varētu rasties jautājums: kālab gan ar mākslīgā intelekta pētniecību jānodarbojas tieši Latvijas Universitātes Matemātikas un informātikas institūtā (LU MII), nevis, piemēram, ASV vai Krievijā, kur tīri teorētiski šim nolūkam būtu iespējas piesaistīt daudz ievērojamākus finanšu un talantīgo prātu resursus? Institūta zinātnieks Guntis Bārzdiņš šāda veida šaubas noraida, uzsverot LU Matemātikas un informātikas institūta senās tradīcijas šī jautājuma izpētē: „Ilgu laiku esam strādājuši plecu pie pleca gan ar Krievijas, gan rietumu pētniekiem - pie mums, starp citu, eksistē pat īpaša Mākslīgā Intelekta laboratorija. Turklāt šādās sarežģītās tēmās finansējuma apjoms ne vienmēr ir izšķirošais: svarīgāks par to ir labvēlīgs klimats oriģinālu ideju virzīšanai un iespējai tās eksperimentāli arī realizēt."

Izrādās - Latvija patiesi pēdējā laikā kļuvusi par pētījumiem labvēlīgu vidi. To apliecina fakts, ka 2005. gadā tika aizsākta Latvijas valsts Pētījumu programma (VPP) „Informācijas tehnoloģiju zinātniskā bāze". Tās ietvaros LU Matemātikas un informātikas institūtā pēdējos trijos gados sasniegti oriģināli rezultāti ne tikai mākslīgā intelekta jomā, bet arī citās - daudz praktiskākās nozarēs, kā iepriekš minētā „Semantiskās Latvijas" tehnoloģija. Projekta ietvaros ir izveidots arī unikāls latviešu valodas tekstu gramatikas analizators, kuru var lejuplādēt, izmantot un papildināt jebkurš interesents (http://www.semti-kamols.lv/doc_upl/annotator-r662.zip)

Valsts pētījumu programma informātikā realizē piecus projektus, kuru vidū arī tikko minētais - „Semantiskā tīmekļa izpēte, attīstīšana un piemērošana Latvijas vajadzībām". Tā vadītājs arī ir Guntis Bārzdiņš. Kopumā projektā strādā ap 12 cilvēku - datorzinātņu un filoloģijas doktori, doktoranti, maģistri un citi.

Padziļinās izpratne par valodu

Uz jautājumu, cik tuvu vai tālu atrodamies no mākslīgā intelekta iedzīvināšanas reālajā dzīvē, atbildēt pagaidām nav iespējams. Latviešu zinātnieki sava projekta ietvaros pēta vienu no tā nozarēm - dabiskās valodas semantikas formalizāciju, šajā jomā sasniedzot būtisku progresu. „Tas, ko esam paveikuši, saistīts ar tā saucamo „text to scene conversion"," skaidro Bārzdiņš, akcentējot, ka šis jēdziens atrodas itin kā uz vairāku zinātņu robežšķirtnes un tiek pētīts kā filoloģijā, tā datorzinātnē, kognitīvajā psiholoģijā un neirozinātnē. Tiesa gan, šo jēdzienu katra no tām sauc atšķirīgi - gan par „cognition", gan „discourse representation", „animation" un tamlīdzīgi.

Gandrīz kā multfilma

Kā stāsta Guntis Bārzdiņš, zinātnieku panākumi šajā jomā daļēji sakņoti tā saucamajā situāciju semantikā jeb „FrameNet", kas izstrādāta Bērklija universitātē. „Mums šo FrameNet ideju izdevies attīstīt tālāk, taču tā radās valodniecībā, kur konstatēts, ka jebkuras valodas jebkuru tekstu var samērā adekvāti izskaidrot ar aptuveni 700 standartizētām situācijām jeb „freimiem", kuri, visticamāk, cilvēkiem ir iedzimti," atklāj Bārzdiņš, skaidrojot, ka „freimu" uzskatāmākie piemēri ir ēšana, pārvietošanās un tamlīdzīgi sadzīviski segmenti.

Latviešu zinātnieku izstrādātā metode minētās 700 situācijas atbilstoši izejas tekstam ļauj savirknēt saistītā animācijā - gandrīz kā bērnu animācijas filmā. „Šāda pieeja labi funkcionē apmēram četrgadīgu bērnu izteikumos, kas liecina - tieši šī metode varētu būt pamatā citām, daudz attīstītākām valodas konstrukcijām," uzskata Bārzdiņš. Minētais novērojums arī netieši izskaidro faktu, kāpēc mazi bērni priekšroku dod animācijas filmām, nevis spēlfilmām. Proti, animācijas filmās visas izmantotās situācijas jeb freimi attēloti ļoti uzskatāmi, kamēr spēlfilmās tie nojaušami vien ar krietnas pieredzes palīdzību.

Jāatzīmē gan, ka tehnoloģija pagaidām pastāv tikai "uz papīra" (publikācijās) un eksperimentālas "proof-of-concept" datorsistēmas formā, kas demonstrē dažu FrameNet freimu sasaistītu animāciju. Bez tam šī eksperimentālā sistēma balstās uz angļu, nevis latviešu valodu, jo tajā līdztekus oriģināliem animācijas konstruēšanas līdzekļiem izmantotas arī vairākas gatavas citviet pasaulē izstrādātas valodas apstrādes komponentes.

Jau šobrīd projekta ietvaros bez dabiskās valodas semantikas izpētes radīta arī virkne citu oriģinālu risinājumu, no kuriem daži jau tiek lietoti medicīnas jomā, bet citi lielos teksta korpusos ļauj meklēt nevis tikai pēc atslēgas vārdiem - kā to, piemēram, dara „Google", - bet arī pēc gramatiskiem šabloniem. Tāpat Bārzdiņš noraida domu, ka mākslīgais intelekts ir datorprogramma, kas lietotāja ērtībām pieprasītu īpaši jaudīgu datoru. „Dabiskās valodas apstrāde ir tikai neliela daļa no tā intelekta, kuru cilvēkam nodrošina smadzenes, kas jaudas ziņā joprojām uzskatāmas par superdatoru. Šī iemesla dēļ daudzu valodas funkciju realizācijai mājas dators varētu arī izrādīties pietiekams."

Klasiskā filozofija jaunā veidolā

Mākslīgā intelekta radīšanas process loģiski izaug no dabiskā intelekta progresa, kālab tas nepārprotami uzskatāms par visas cilvēces progresu. „Spēja formalizēt atsevišķus mūsu intelektuālos procesus radījusi rakstību, matemātiku, loģiku - tātad visu, uz kā balstās mūsdienu datori un to programmatūra," skaidro Bārzdiņš. Tāpēc „mākslīgais intelekts", viņaprāt, ir tikai apzīmējums jauniem soļiem dabiskā intelekta funkciju formalizācijā, taču līdz pilnīgam mākslīgajam intelektam varētu būt sperami vēl soļu tūkstoši.

Bet vai zinātnieki apsver arī situāciju, ka mākslīgais intelekts varētu kļūt līdzvērtīgs vai pat pārspēt cilvēka intelektu? „Lai gan pēdējos 50 gados - tātad, kopš brīža, kad tika izgudroti pirmie datori - šī tēma ir pasaules uzmanības centrā, neko skandalozi nozīmīgu sasniegt nav izdevies. Tomēr visu šo laiku mākslīgā intelekta tēma risināta ar matemātiskajā loģikā sakņotām simboliskām metodēm - teksta semantikas jomā tas nozīmē šo jēgu attēlot ar matemātiskiem simboliem, loģiskām izteiksmēm, izveduma likumiem, ontoloģijām. Uz šī fona mūsu "text to scene" pieeja būtībā nozīmē atgriešanos pie klasiskās filozofijas, ka apziņa ir realitātes atspulgs, un tas nav vis kādas simboliskas formulas, bet gan reāli trīsdimensiju modeļi - gluži kā datorgrafikas animācijas filmās," skaidro G. Bārzdiņš.

Par iemeslu, kāpēc atgriešanās pie klasiskās filozofijas mākslīgā intelekta jomā notiek tikai tagad, Bārzdiņš min faktu, ka datorgrafika animācijas filmās radusies pavisam nesen - apmēram pirms 10 gadiem, bet plašākai publikai šī komerciāli vērtīgā trīsdimensiju animācijas tehnoloģija kļuvusi pieejama vien pēdējos gados. „Neesam jau gluži vienīgie, kas sludina atgriešanos pie klasiskās filozofijas mākslīgajā intelekta pētniecībā," skaidro zinātnieks, norādot, ka ap 1999. gadu šo saukli pasaulē izdomāja kognitīvās psiholoģijas pētnieki, kuri kopš tā laika savu domu cenšas pamatot ar psiholoģiskajiem eksperimentiem. „Toties varam būt gandarīti, ka vieni no pirmajiem esam izgudrojuši, kā to visu var realizēt datorā," saka Guntis Bārzdiņš.

Tur tad arī esot iesaistītas 700 „FrameNet" situācijas, kā arī virkne vēl citu netriviālu tehnoloģiju laika un dinamikas modelēšanas jomā. Esot panākta arī sasaiste ar reālu trīsdimensiju animāciju jeb modelēšanu. „Ja labi izdosies animēt tekstus, šo pašu procesu invertējot pretējā virzienā, mēs varētu iegūt arī redzes - attēla vai video - uztveres risinājumu. Proti, acij „saredzēt" pikseļu matricās objektus - cilvēkus, priekšmetus, notikumus - nozīmē rekonstruēt animācijas filmu, kura varētu producēt šobrīd redzamos pikseļus. Taču tas pagaidām vairāk nākotnes jautājums," savus pētījumus komentē LU MII zinātnieks.

Ikdienas pielietojums un morāli ētiskie aspekti

Tomēr kā mākslīgā intelekta tehnoloģiju priekšrocības cilvēki sajutīs ikdienā? Varbūt tieši otrādi - mākslīgais intelekts varētu kļūt nekontrolējams, kā to prognozē zinātniskās fantastikas filmas, sagādājot ne mazums nepatikšanu cilvēcei. Krievu zinātnieks Saharovs, piemēram, vēlāk nožēloja, ka izgudrojis ūdeņraža bumbu...

„Saskaņā ar šādu filozofiju, šķiet, zinātni vispār vajadzētu aizliegt," smej LU MII pētnieks. Tiesa, zinātnieks atzīst, ka vairums izgudrojumu var tikt izmantoti arī militāriem mērķiem. Taču esot ne mazums arī pretēju piemēru: „Tas pats internets, ko šodien izmanto miljardiem cilvēku visā pasaulē, arī sākotnēji bija iecerēts kā militārs projekts. Mikroviļņu krāsnis tapa pateicoties kosmosa pētniecības programmām un arī daļēji militārām vajadzībām. Bet vai tāpēc mēs šīs lietas ikdienā neizmantojam pavisam citiem, miermīlīgiem mērķiem? Piemēram, lai uzsildītu no rīta zupu vai uzrakstītu draugam vēstuli," vaicā Guntis Bārzdiņš. Viņš ir pārliecināts, ka tas, kādiem mērķiem nākotnē kalpos mākslīgais intelekts, pirmkārt, cilvēces morāles un ētikas, nevis zinātnes un pētniecības jautājums.

Informāciju sagatavoja - Jānis Riņķis,
Latvijas Universitātes Matemātikas un informātikas institūta (LU MII)
Tīklu risinājumu daļas sabiedrisko attiecību projektu vadītājs

Tālrunis: +371 28607446
E-pasts: Šī e-pasta adrese ir aizsargāta no mēstuļu robotiem. Pārlūkprogrammai ir jābūt ieslēgtam JavaScript atbalstam, lai varētu to apskatīt.
Internets: www.lumii.lv