Keinotekoisen älykkyyden teoria ja käytäntö

Keinotekoisesta älykkyydestä puhuttaessa pitää aluksi määritellä koko käsite. Eli mitä älykkyys on? Yksinkertaistaen se on kykyä selviytyä uusista haasteellisista tilanteista, jolloin tehtävän suoritus vaatii aiemman tiedon pohjalta tapahtuvaa päättelyä. Tällaista ominaisuutta löytyy ihmisistä ja joistain eläimistä. Mutta esiintyykö älykkyyttä koneista ja tietokoneohjelmista? Mikäli esiintyy, sitä kutsutaan keinotekoiseksi, koska koneet ja tietokoneohjelmat ovat vielä toistaiseksi ihmisten kehittämiä.

Teksti: ©Reino Laukkanen, artikkelin nettiversiosta puuttuu kuvitus tekijänoikeudellisista syistä.
www.studiolumi.com
Hyvin toimivaa tietokoneohjelmaa pidämme helposti älykkäänä, mikäli se suoriutuu vaikeista tehtävistä tai ylittää käyttäjänsä siihen kohdistamat odotukset. Tällainen taso on helposti saavutettavissa niissä tehtävissä, joissa ratkaisumekanismit ovat entuudestaan hyvin selvillä. Näin koneen voisi ajatella olevan korkeintaan niin älykäs kuin sen ohjelmoija. Todellista keinotekoista älykkyyttä olisi koneen kyky tehdä oikeita johtopäätöksiä saamastaan palautteesta. Jos kone ei selviydy sille annetusta tehtävästä kunnolla, kyse on huonosti ohjelmoidusta laitteesta. Ongelmaa ja sen ratkaisua ei ole ymmärretty oikein.

Älykkyystesti

Tietokoneiden kehitykseen on merkittävästi vaikuttanut Alan Turing, joka ehdotti 1940-luvulla koneiden älykkyyden mittariksi seuraavanlaista testiä: Tarkkailija on yhteydessä kahteen paikkaan, joista toisessa on ihminen ja toisessa kone. Keskustelun aikana tarkkailija yrittää selvittää, kummassa paikassa on ihminen ja kummassa kone. Jos tarkkailija ei osaa sanoa, kumpi keskustelijoista on kone, voidaan konetta pitää älykkäänä. Monen mielestä tällainen testi on pätevä. Mieleen tulee kuitenkin seuraleikeissä käytettävä kysymys-vastaus -korttipakka, jossa toisella pelaajalla on pakka kysymyksiä ja toisella pakka vastauksia. Peli on laadittu siten, että mikä tahansa vastaus käy lopulta mihin tahansa kysymykseen.

Keinotekoista älykkyyttä kehittävien tutkijoiden suurimpana päämääränä on saavuttaa ihmisen älykkyystaso. Tähän tulokseen on ajateltu päästävän ohjelmoimalla suuri määrä erilaisia ohjelmia ja käyttämällä laajoja eri alojen tietokantoja. Ratkaisu ei kuitenkaan tunnu olevan kaikkien mielestä paras. Koneiden ongelmanratkaisukyvyn parantamiseksi tutkitaan ihmisten käyttämiä ratkaisumalleja; toisaalta koneille pyritään löytämään myös niiden omiin ominaisuuksiin soveltuvia lähestymistapoja. Ihmisen oppimiseen liittyvä tieto on kuitenkin puutteellista. Mekaanisissa rakenteissa luonnon ja koneiden ratkaisut eroavat suuresti. Luonnossa ei esimerkiksi ole pyöriä eikä kiinteän rungon sisällä pyöriviä akseleita. On hyvin todennäköistä, ettei myöskään tietokoneohjelmissa tehokkain ongelmanratkaisumenetelmä ole samanlainen kuin ihmisellä.
Voiko tietokone sitten ymmärtää asioita? Joidenkin filosofien mielestä ajatus biologiaan perustumattoman koneen älykkyydestä on mahdoton. Tähän viittaa ns. kiinalaisen huoneen väite, joka kuuluu seuraavasti: (Keskiverto länsimaalainen) henkilö on huoneessa sääntökirjan kanssa. Hänelle annetaan kiinalaisia lauseita postiluukusta. Henkilö tarkastelee sääntökirjastaan, kuinka työstää lauseita. Lopulta säännöt kertovat, mitä kiinalaisia merkkejä kopioida vastauksiksi saatuihin viesteihin. Keskustelu jatkuu. Sääntöjen noudattamiseksi henkilön ei tarvitse ymmärtää kiinan kieltä. Ajatuksen esittäneen John Searlen johtopäätös on, ettei sääntöihin perustuvan tietokoneohjelman tarvitse ymmärtää kiinan kieltä eikä minkään tietokoneohjelman tarvitse ymmärtää yhtään mitään. Hänen mukaansa ymmärrykseen tarvitaan biologiaa. Tämä todistelu ei kuitenkaan ole vakuuttanut kaikkia tutkijoita.

Tutkijoita kiinnostavat seuraavanlaiset kysymykset: Missä sijaitsee ihmisen mieli? Mikä on muistin olemus? Mitä osaa ihmisten tunteilla on älykkyydessä? Miten aivot hahmottavat todellisuutta? Kuinka näkökyky toimii? Kuinka luonto kehittyy ja mikä sitä ohjaa? Kuinka opimme? Mitä on tietoisuus?

Kehittämisen kohteena ovat paremmat tietokonekielet ja -ohjelmat. Keinotekoista elämää kehitetään biologian tietämyksen pohjalta. Biologiaan pyritään soveltamaan tietokonemaailman ideoita. Konenäköä ja kasvojen tunnistusta koetetaan saada riittävän hyväksi kaupallista soveltamista varten. Koneiden oppimiskyvyn parantaminen auttaa itsenäisesti toimivia robotteja. Ihmisen käyttämän kielen ymmärtäminen helpottaa hakuohjelmia löytämään suurista dokumenttimassoista oikeanlaista tietoa.

Kehitystä eivät kuitenkaan kaikki pidä hyvänä. British Telecommunicationsin futurologi Ian Pearsonin mukaan robotit viisastuvat liikaa 40 vuodessa ja vievät voiton ihmisistä. Hänen mukaansa ihmiskunta katoaa luomansa uuden rodun ylivallan takia. Tämä näkökulma on tuttu myös science fiction -kirjallisuudesta ja elokuvista.
Kaupallisia sovelluksia

Keinotekoista älykkyyttä kehitetään kuitenkin käytännön tarpeisiin. Sitä käytetään laitteissa sekä jossain määrin suurten yritysten tietojärjestelmissä. Kodinkoneisiin ja teollisuuden työkaluihin sisällytetään päättelyohjelmia, jotka keräävät tietoa ympäristön oloista sekä käyttäjän valinnoista. Kone voidaan laittaa oppimaan tai käytännössä imitoimaan käyttäjänsä tapaa kohdella laitetta. Tietokoneohjelma osaa aikaisemman perusteella ehdottaa oletusarvoiksi tiettyjä suureita.

Suurissa yrityksissä kertyy valtavasti tietoa, jota voidaan hallita numeerisella analysoinnilla, sääntöihin perustuvalla päättelyllä ja itsenäisillä järjestelmillä.

Numeerisella analysoinnilla etsitään tyypillistä käyttäytymistä ja säännönmukaisuutta suurista numerojoukoista. Kaupan alalla asiakkaiden ostokäyttäymisestä haetaan lainalaisuuksia ja riskiprofiileja. Suoramarkkinointia voidaan kohdentaa kulutustason mukaan. Petostapaukset havaitaan ajoissa.

Säännönmukaisuuden löytäminen auttaa suurten tavaratalojen tuotevirtojen tarkkailussa. Mallistojen uusiutuessa useaan kertaan vuodessa täytyy laadunvalvontaa pystyä kohdistamaan riskialttiisiin tuotteisiin ja toimituksiin.

XML-koodiin perustuvan, koneella luettavan Internet-sisällön kehittyminen antaa yritysten tiedonsiirrolle aivan uusia mahdollisuuksia. Kaupankäynti asiakkaiden kanssa voidaan automatisoida kokonaan. Internetin avulla malttamattomat ihmiset saavat erikoisetkin tuotteensa kaukaisista maista ennen kuin paikallisissa liikkeissä sellaisten tiedetään edes olevan olemassa.

Suuret tuotantolaitokset ovat kehittyessään keränneet suuren tietomäärän, mikä auttaa niitä selviytymään päivittäisestä toiminnastaan. Tiedon hyödyntäminen edellyttää, että sitä on saatavilla tarvittaessa. Tuotteiden valmistus edellyttää tuntemusta raaka-aineista, suunnittelusta, tuotannosta ja jakelusta. Tuotekehitysosaston täytyy olla selvillä kuluttajien vaatimuksista, tieteen ja teknologian uusimmista saavutuksista sekä osata markkinoida. Kilpailun kiristyessä ja tuotesyklien lyhentyessä yritykset koettavat selviytyä pienemmällä työvoimalla. Osa työvoimasta haluaa aikaisin eläkkeelle ja osa etätöihin. Yritys voi sijaita eri paikkakunnilla ja eri maissa. Hiljaisen tiedon siirtyminen hankaloituu. Kaiken lisäksi tietämyksen kehittyminen vaatii oman aikansa.

Näissä ristipaineissa tiedon kerääminen ja saatavuus muuttuvat oleelliseksi kilpailutekijäksi. Tietämyksen hallintaan on kehitetty sovelluksia, joiden avulla kerätään ja hyödynnetään yrityksen tietovarantoa. Uudet ongelmat muistuttavat usein vanhoja, jolloin vanhoista ratkaisukeinoista voi hyvinkin olla hyötyä.

Milloin kannattaa käyttää

Tietokoneohjelmien ratkaisukyky ei välttämättä riitä kaikkiin ongelmiin. Se voi olla turhan järeä pieniin ongelmiin, ja toisaalta sen ratkaisumallit eivät ehkä ole tarpeeksi hienostuneita monimutkaisiin ongelmiin. Mikäli keinotekoisesta älykkyydestä toivoo ratkaisua, kannattaa tarkastella, ovatko tuotantoprosessit riittävän standardoituja. Silloin ne voi ohjelmoida helposti koneen tarkasteltavaksi. Koneen mahdollinen äly auttaa parhaiten monimutkaisissa, toistoa sisältävissä ja tietoon perustuvissa prosesseissa.

Kannattaa myös huomata, että yrityksen keinotekoista älykkyyttä täytyy jonkun hoitaa. Markkinoilla on ratkaisuja, joita voidaan soveltaa yritysten tarpeisiin, eikä kaikkea tarvitse tehdä alusta alkaen itse.

Koska sitä älyä alkaa tulla

Keinotekoinen älykkyys on tehnyt läpimurtoja lukuisat kerrat. Siihen on usein ladattu suuria odotuksia, joissa kuitenkin on petytty. Kehitys jatkuu, ja vähä vähältä näemme ympärillämme yhä uusia sovelluksia, joiden avulla arkipäivämme helpottuu. Tai sitten saamme uudenlaisia ongelmia.

Teksti: ©Reino Laukkanen, artikkelin nettiversiosta puuttuu kuvitus tekijänoikeudellisista syistä.
www.studiolumi.com