1 of 40

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

Урок 3

2-ге видання, оновлене

Інформатика

teach-inf.com.ua

за підручником

Бондаренко О.О. та ін.

Рівень стандарту 10(11)

2 of 40

Інформаційні системи

Навколишній світ складається з сукупності різних ІС. Наприклад, люди є частиною соціальних ІС, власне, людина сама є біологічною ІС.

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

Розділ 1

§ 3

3 of 40

Інформаційні системи

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).

Розділ 1

§ 3

4 of 40

Інформаційні системи

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

Розділ 1

§ 3

5 of 40

Інформаційні технології

Інформатика є теоретичною базою для розвитку та становлення інформаційних технологій.

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

Розділ 1

§ 3

6 of 40

Інформаційні технології

Сучасні інформаційні технології ґрунтуються на досягненнях:

інформа-тики

математики

електро-ніки

психології

економіки та ін.

Розділ 1

§ 3

7 of 40

Комп'ютерні технології

Як ви знаєте, ще перші комп’ютери повністю виправдали свою назву

(від англ. computer — обчислювач). Адже саме для автоматичного виконання дуже складних обчислень їх і створювали.

Розділ 1

§ 3

8 of 40

Комп'ютерні технології

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

Розділ 1

§ 3

9 of 40

Комп'ютерні технології

Мала електронна лічильна машина («МЭСМ»), створена у 1951 році в Києві під керівництвом академіка С. О. Лебедєва, виконувала складні обчислення для потреб енергетики, промисловості тощо.

Розділ 1

§ 3

10 of 40

Комп'ютерні технології

Сьогодні кожен, хто має:

ноутбук

хоча б смартфон

або

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

Розділ 1

§ 3

11 of 40

Комп'ютерні технології

Сучасний комп’ютер є універсальною технічною ІС,

яка здатна опрацьовувати інформацію будь-якого типу:

аудіо

відео

графічною

числовою

текстовою тощо.

Розділ 1

§ 3

12 of 40

Smart-технології

Посилення впливу інформаційних технологій зумовило появу Smart-технологій як однієї зі складових розвитку інформаційного суспільства.

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

Розділ 1

§ 3

13 of 40

Smart-технології

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.

Розділ 1

§ 3

14 of 40

Smart-технології

Smart-Phone — телефон із функціями:

комп'ютера,

телевізора,

сканера, модема,

фото- і відеокамери,

диктофона та ін.

Розділ 1

§ 3

15 of 40

Smart-технології

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

Розділ 1

§ 3

16 of 40

Smart-технології

Smart-board — поєднання маркерної дошки, проекційного екрана, сен-сорного пристрою, з’єднаного з комп’ютером, та ін.

Розділ 1

§ 3

17 of 40

Smart-технології

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

Розділ 1

§ 3

18 of 40

Smart-технології

Україна розвиває систему Smart-освіти, що передбачає використання Smart-технологій, які спонукають до набуття нових знань, розвитку творчих здібностей, формують критичне мислення.

Розділ 1

§ 3

19 of 40

Технології штучного інтелекту

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.

Розділ 1

§ 3

20 of 40

Технології штучного інтелекту

Як не існує єдиного визначення людського інтелекту, так не існує й вичерпного визначення поняття «штучний інтелект».

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

Розділ 1

§ 3

21 of 40

Технології штучного інтелекту

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.

Розділ 1

§ 3

22 of 40

Технології штучного інтелекту

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...»

Розділ 1

§ 3

23 of 40

Технології штучного інтелекту

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

Робот IBM Max на Watson Kyiv Summit 2017.

Розділ 1

§ 3

24 of 40

Технології штучного інтелекту

Розглянемо приклади застосування 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

Розділ 1

§ 3

25 of 40

Технології штучного інтелекту

(Продовження…) Приклади застосування 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

Розділ 1

§ 3

26 of 40

Технології штучного інтелекту

ChatGpt (англ. Generative Pre-trained Transformer) — чат-бот із штучним інтелектом. Його прототип було випущено в листопаді 2022 року.

ChatGpt може працювати з текстом, програмним кодом, формулами, числами. Він отримав загалом позитивні відгуки, хоча має і багато обмежень.

Розділ 1

§ 3

27 of 40

Нанотехнології

Не менш цікавим і перспективним є ще один технологічний напрям.

Нанотехнології — це технології атомарного рівня. Вони являють собою міждисциплінарну область наук:

хімія

фізика

біологія

інформатика тощо

Нанотехнології — технології, що оперують величинами порядку нанометра.

Розділ 1

§ 3

28 of 40

Нанотехнології

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.

Розділ 1

§ 3

29 of 40

Нанотехнології

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 проєктів у галузі нанотехнологій.

Розділ 1

§ 3

30 of 40

Нанотехнології

Існують нанопристрої для переміщення окремих молекул. Розробляються:

нанобіосенсори

наноантени

наноманіпуля-тори тощо

Розділ 1

§ 3

31 of 40

Нанотехнології

Голка

Електрична напруга

Обертання

Мідь

Молекула

Група фізиків під керівництвом Чарльза Сайкса з університету Тафтса (США) створили найменший у світі електричний нанодвигун, який складається з однієї молекули.

Розділ 1

§ 3

32 of 40

Нанотехнології

Найбільш перспективною галуззю для використання нанотехнологій вважають медицину. Розроблено проєкти та змодельовано поведінку нанороботів,

здатних маневрувати судинами людського організму для лікування низки захворювань, наприклад склерозу та ін.

Розділ 1

§ 3

33 of 40

Штучні нейронні мережі

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.

Розділ 1

§ 3

34 of 40

Штучні нейронні мережі

Як дитина вчиться розрізняти на малюнках тварин, роблячи все менше помилок, так і нейронна мережа здатна використовувати накопичений досвід. У світі створено кілька типів людиноподібних роботів, у тому числі зі штучним інтелектом.

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

Розділ 1

§ 3

35 of 40

Штучні нейронні мережі

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.

Розділ 1

§ 3

36 of 40

Штучні нейронні мережі

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.

Розділ 1

§ 3

37 of 40

Питання для самоперевірки

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.

Розділ 1

§ 3

38 of 40

Домашнє завдання

Проаналізувати

§ 3, с. 15-20

Розділ 1

§ 3

39 of 40

Працюємо за комп’ютером

Сторінка

19-20

Розділ 1

§ 3

40 of 40

Дякую за увагу!

Урок 3

2-ге видання, оновлене

Інформатика

teach-inf.com.ua

за підручником

Бондаренко О.О. та ін.

Рівень стандарту 10(11)