1 of 39

Сучасні інформаційні технології та системи. Поняття про штучний інтелект, Smart-технології

За навчальною програмою 2018 року

Урок 3

10

2 of 39

Інформаційні системи

Розділ 1 § 3

Навколишній світ складається з сукупності різних систем. Люди є частиною соціальних ІС. Власне, людина сама є біологічною ІС.

Інформаційна система — це сукупність взаємопов'язаних засобів і методів здійснення інформаційних процесів.

10

3 of 39

Інформаційні системи

Розділ 1 § 3

Інформаційні системи включають комплекс:

Засобів

Методів

(об'єкти живої та неживої природи: клітини, люди, вода, механічні та електронні пристрої тощо)

(способи дії (взаємодії) її об'єктів).

10

4 of 39

Інформаційні системи

Розділ 1 § 3

Складові інформаційної системи:

Технічна ІС

Апаратне забезпечення - комплекс технічних засобів, необхідних для функціонування ІС

Програмне забезпечення – методів, які визначають поведінку ІС

Матеріальна складова ІС

Інформаційна складова ІС

Біохімічна матерія та/або живі істоти, які з неї утворені

Визначається будовою генів, клітин, живих організмів

Люди і їхнє оточення

Знання, досвід, культура, норми поведінки тощо

Біологічна ІС

Соціальна ІС

10

5 of 39

Інформаційні технології

Розділ 1 § 3

Інформатика є теоретичною базою для розвитку та становлення інформаційних технологій.

Інформаційна технологія — це сукупність методів і процесів опрацювання інформації із застосуванням комплексу відповідних засобів.

10

6 of 39

Інформаційні технології

Розділ 1 § 3

Сучасні інформаційні технології ґрунтуються на поєднанні досягнень:

інформа-тики

математики

електро-ніки

психології

економіки та ін.

10

7 of 39

Комп'ютерні технології

Розділ 1 § 3

Як ви знаєте, ще перші комп'ютери повністю виправдали свою назву (від англ. computer — обчислювач). Адже саме для автоматичного виконання значних обсягів обчислень їх і створювали.

10

8 of 39

Комп'ютерні технології

Розділ 1 § 3

Створена в 1941 році К. Цузе обчислювальна машина Z3 здійснювала розрахунки під час конструювання літаків і керованих ракет.

10

9 of 39

Комп'ютерні технології

Розділ 1 § 3

На МЕСМ, створеній у 1951 році в Києві під керівництвом академіка С. О. Лебедева, виконувалися складні обчислення для потреб енергетики, промисловості та ін.

10

10 of 39

Комп'ютерні технології

Розділ 1 § 3

Сьогодні кожен, хто має:

ноутбук

хоча б смартфон

або

Отримує доступ до обчислювальних потужностей, які кілька десятків років тому були недоступні.

10

11 of 39

Комп'ютерні технології

Розділ 1 § 3

Сучасний комп'ютер є універсальною технічною ІС, яка разом із периферійними пристроями здатна здійснювати процеси над інформацією будь-якого типу:

аудіо

відео

графічною

числовою

текстовою тощо.

10

12 of 39

Smart-технології

Розділ 1 § 3

Накопичення людством інформації і технології її опрацювання зумовило появу Smart-суспільства як одного з етапів розвитку інформаційного суспільства.

Smart-технології (від англ. Smart — розумний) — це поєднання кількох інформаційних технологій або технологічних об'єктів в одному «розумному» об'єкті.

10

13 of 39

Smart-технології

Розділ 1 § 3

Smart-TV — комп'ютеризований телевізор, під'єднаний до Інтернету, з великою кількістю функцій: керування голосом, жестами, смартфоном або пультом, перегляд, запис і транслювання відео та ін.

10

14 of 39

Smart-технології

Розділ 1 § 3

Smart-Phone — телефон із функціями:

комп'ютера,

телевізора,

сканера, модема,

фото- і відеокамери,

диктофона та ін.

10

15 of 39

Smart-технології

Розділ 1 § 3

Smart-Home — будинок із системою домашніх пристроїв, що здатні виконувати повсякденні завдання без участі людини.

10

16 of 39

Smart-технології

Розділ 1 § 3

Smart-board — інтерактивна дошка — поєднання маркерної дошки, проекційного екрана, сенсорного пристрою, з'єднаного з комп'ютером та ін.

10

17 of 39

Smart-технології

Розділ 1 § 3

Smart-education— інтернет-навчання з використанням освітнього контенту з усього світу завдяки об'єднанню методик, технологій і зусиль навчальних закладів.

10

18 of 39

Smart-технології

Розділ 1 § 3

У розвинених країнах ідея Smart-освіти — це національна доктрина. Україна розвиває систему Smart-освіти, що передбачає використання Smart-технологій, які спонукають до набуття нових знань, розвитку творчих здібностей, формують критичне мислення.

10

19 of 39

Технології штучного інтелекту

Розділ 1 § 3

Існує багато тлумачень поняття «людський інтелект».

За одними з них, інтелект людини є наслідком природних процесів у мозку.

За іншими — інтелект є проявом духу, наданого людині вищими силами.

У психології інтелект (від латин. Intellectus — розуміння, осягнення) — це загальна здатність людини до пізнання і вирішення проблем.

10

20 of 39

Технології штучного інтелекту

Розділ 1 § 3

Так само, як не існує єдиного визначення людського інтелекту, не існує і вичерпного визначення поняття «штучний інтелект». Тож пропонуємо одне з можливих.

Штучний інтелект – це імітація людського інтелекту за допомогою технічних інформаційних систем.

10

21 of 39

Технології штучного інтелекту

Розділ 1 § 3

Герої науково-фантастичного фільму «Термінатор» американського режисера Дж. Кемерона інтелектуальні роботи-термінатори телепортуються в «наш» час не з такого вже й далекого майбутнього. Воно датується 2029—2033 роками.

10

22 of 39

Технології штучного інтелекту

Розділ 1 § 3

У лютому 2017 року Європарламент, передбачаючи революційні темпи розвитку робототехніки, подав резолюцію (P8_TA-PROV(2017)0051) із рекомендаціями для Європейської комісії щодо норм цивільного права з робототехніки, в яких, зокрема, сказано:

«...роботи нового покоління будуть здатні адаптуватися і навчатися. Такі здібності унеможливлюють передбачення поведінки роботів, які зможуть самонавчатися з урахуванням власного досвіду, а їх взаємодія з середовищем буде унікальною і непередбачуваною...»

10

23 of 39

Технології штучного інтелекту

Розділ 1 § 3

Яскравим прикладом застосування штучного інтелекту є системи Watson, які розробляє американська компанія IBM.

Робот IBM Max на Watson Kyiv Summit 2017.

10

24 of 39

Технології штучного інтелекту

Розділ 1 § 3

Нині можна навести приклади проявів технологій штучного інтелекту.

Прояв

Приклад

Розпізнавання ти синтезування голосу

Системи голосового пошуку в Інтернеті та озвучування текстів

Розпізнавання образів

Розпізнавання облич фото- та відеокамерами, пошук за елементами зображень тощо

Передбачення потреб користувачів

«Розумна» реклама в Інтернеті

10

25 of 39

Технології штучного інтелекту

Розділ 1 § 3

(Продовження…) Приклади проявів технологій штучного інтелекту.

Прояв

Приклад

Аналіз віртуального середовища

Поведінка персонажів відеоігор в залежності від віртуальної ситуації

Аналіз реального середовища

«Розумні» автомобілі, що приймають рішення залежно від ситуації на дорозі

10

26 of 39

Нанотехнології

Розділ 1 § 3

Не менш цікавим і перспективним є ще один технологічний напрям.

Нанотехнології — це технології опрацювання об'єктів атомарних розмірів (кілька нанометрів). Тобто це технології молекулярного рівня.

Нанотехнології не є суто інформаційними технологіями, а являють собою міждисциплінарну область таких наук, як:

хімія

фізика

біологія

інформатика тощо

10

27 of 39

Нанотехнології

Розділ 1 § 3

Взаємозв'язок нанотехнологій та інформатики привів до появи наноінформатики, яка займається

опрацюванням даних, отриманих у галузі нанотехнологій,

моделюванням наноструктур і нанопристроїв,

проектуванням наносистем,

обміном науково-дослідними даними.

10

28 of 39

Нанотехнології

Розділ 1 § 3

Без нанотехнологій неможливе створення сучасних:

мікропроцесорів

мікрочіпів тощо

Із 2002 року за підтримки Національного наукового фонду США функціонує хмарний ресурсний центр nanoHUB.org, який створено з метою сприяння розробці проектів і моделюванню в галузі нанотехнологій.

10

29 of 39

Нанотехнології

Розділ 1 § 3

Існують нанопристрої для переміщення окремих молекул. Розробляються:

нанобіосенсори

наноантени

наноманіпуля-тори тощо

10

30 of 39

Нанотехнології

Розділ 1 § 3

Група фізиків під керівництвом Чарльза Сайкса з університету Тафтса (США) створили найменший у світі нанодвигун — електричний двигун, який складається з однієї молекули. Ведуться роботи зі створення нанороботів (наноботів) — автономно або дистанційно керованих нанопристроїв.

Голка

Електрична напруга

Обертання

Мідь

Молекула

10

31 of 39

Нанотехнології

Розділ 1 § 3

Найбільш перспективною галуззю вважають медицину. Розроблено проекти та змодельовано поведінку нанороботів, здатних маневрувати судинами

людського організму та відшукувати певні клітини для лікування алергічних, ракових захворювань, склерозу та ін. Наступний крок — практична реалізація подібних проектів.

10

32 of 39

Штучні нейронні мережі

Розділ 1 § 3

Мозок людини є природною нейронною мережею, яка складається з величезної кількості нервових клітин — нейронів, пов'язаних між собою.

Нейрон штучної нейронної мережі є спрощеною інформаційною моделлю нервової клітини.

Тобто штучний нейрон — це апаратний або програмний об'єкт ІС, який може отримувати інформацію, опрацьовувати її й передавати іншим об'єктам-нейронам, а штучна нейронна мережа — це штучні нейрони, пов'язані між собою багатьма зв'язками.

10

33 of 39

Штучні нейронні мережі

Розділ 1 § 3

Так само, як дитина вчиться розрізняти на малюнках тварин, із кожним разом роблячи все менше помилок, так і нейронна мережа здатна виконувати завдання, використовуючи накопичений досвід.

Нейронна мережа (нейромережа) — це інформаційна система, здатна до навчання.

10

34 of 39

Штучні нейронні мережі

Розділ 1 § 3

У червні 2017 року в Женеві пройшов Всесвітній саміт «Штучний інтелект на благо», на якому було представлено людиноподібного робота на ім'я Софія.

Софія здатна підтримувати розмову, відповідати на запитання, давати інтерв'ю, демонструючи мімікою один із 62 настроїв. Софія вміє адаптуватися до поведінки співрозмовника та навіть жартувати, а також грати у гру «камінь, ножиці, папір» та ін.

10

35 of 39

Штучні нейронні мережі

Розділ 1 § 3

Перші нейромережі розроблялись на основі фотоелементів для розпізнавання цифр за зображеннями. Можна створити програму для розпізнавання зображень десяткових цифр. Щоб навчитися розпізнавати цифри з растрових зображень, програма отримує «підказки» (якій цифрі відповідає те чи інше зображення) та запам'ятовує результат.

Порівнюючи розподіл пікселів у пам'яті програмних нейронів (наприклад, у двовимірному масиві), програма самостійно зможе визначати цифру за її зображенням.

10

36 of 39

Питання для самоперевірки

Розділ 1 § 3

Які складові має будь-яка інформаційна система?

Що таке смарт-технології?

Наведіть приклади смарт-пристроїв.

Як ви розумієте поняття «штучний інтелект»?

Перелічіть відомі вам прояви штучного інтелекту.

Сформулюйте основну особливість штучних нейромереж.

10

37 of 39

Домашнє завдання

Проаналізувати

§ 3, ст. 15-20

Розділ 1 § 3

10

38 of 39

Працюємо за комп’ютером

Розділ 1 § 3

Сторінка

19-20

10

39 of 39

Дякую за увагу!

За навчальною програмою 2018 року

Урок 3

10