Бритва «Оккама»: немецкие ученые из одесской лаборатории учат машины думать по-человечески

В небольшом уютном офисе в самом центре Одессы ведут исследования, которые могут привести к настоящей технической революции. Офис самый обычный — несколько рабочих мест с компьютерами и ноутбуками, шкафы, полки с книжками. О том, что здесь занимаются наукой, говорит разве что доска, испещренная длинными математическими выкладками.

Лабораторию «Оккам» основали два друга, ученые из Германии Артур Франц и Михаэль Лёффлер. Несколько лет назад они перебрались в Одессу и сейчас занимаются разработками в области Общего искусственного интеллекта. Корреспонденты «Думской» побывали в гостях у исследователей, которые учат машины думать по-человечески.

«СНЯТСЯ ЛИ АНДРОИДАМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОВЦЫ?»

«Искусственный интеллект»… Сегодня это - передний край прикладной математики и компьютерных наук. Сейчас в этой сфере работают тысячи компаний и исследовательских центров, которые разрабатывают замечательные инструменты. Но далеко не все из них можно считать «настоящим» AI. 

Например, можно сделать достаточно сложную нейронную сеть, «скормить» ей данные о погоде за последние лет пятьдесят и спросить: «Какая погода будет завтра?». Если такая сеть будет правильно создана, данные — достаточно точными и обширными, а процесс обучения — адекватным, то на выходе можно получить достаточно достоверный прогноз.

Но будет ли это действительно «искусственным интеллектом»? С точки зрения технической терминологии, да. Мы вложили в машину большой объем данных. Она превратила их в знания, на основании которых выдает новые данные и решает задачи, именуемые нами «творческими».

Однако все это - очень специализированные инструменты. Да, правильно настроенная и обученная нейронная сеть может предсказать погоду или курс доллара на завтра, узнать человека по лицу или выиграть в шахматы у чемпиона мира. Такие системы, предназначенные для решения конкретных задач, сейчас очень востребованы в бизнесе. Но способны ли они «думать», обладают ли «интеллектом» в том понимании, какое мы вкладываем в это слово, говоря о нас самих ? Вряд ли.

Создание «человекоподобного» искусственного интеллекта, который сможет решать различные проблемы, планировать, мыслить абстракциями, использовать при решении одних задач опыт, полученный при решении других, — это задача из области Общего искусственного интеллекта. Именно в этой, не особо востребованной экономикой сфере, и работают исследователи из центра «Оккам».

НЮРНБЕРГ-ОДЕССА

Артур Франц и Михаэль Лёффлер — друзья со школьных времен. Семья Артура много лет назад переехала в Германию из бывшего Советского Союза, он замечательно говорит по-русски, хоть иногда «спотыкается» на сложных научных терминах. Михаэль родом из Нюрнберга, что в Западной Германии. Друзья вместе учились в школе, затем в университете Эрлангена-Нюрнберга. Михаэль — программист, Артур написал дипломную работу по физике элементарных частиц. Диссертацию на звание доктора философии (ученая степень, примерно соответствующая привычному нам «кандидату наук») Артур защитил в FIAS, Франкфуртском институте перспективных исследований — она посвящена проблемам искусственного интеллекта.

Внешность Михаэля и Артура в очередной раз опровергает расхожие стереотипы о программистах и «кабинетных ученых». Встретив их на улице, в кафе или, скажем, в ночном клубе, вы вряд ли догадаетесь, чем занимаются эти молодые, подтянутые, улыбчивые парни. В научном дуэте у каждого своя функция: Артур занимается математическими разработками, Михаэль — реализацией новых идей на практике.  

- Создать настоящий, «думающий» искусственный интеллект — по всей видимости, непростая задача. Можно ли с ней справиться на современном уровне развития науки и технологий?

- Мы предполагаем, что для создания искусственного интеллекта потребуется очень небольшая программа, длиной порядка одного мегабайта, — говорит Михаэль. — Примерно такой объем информации в ДНК человека отвечает за мыслительные способности. Создать устройство, которое способно хранить и выполнять мегабайтную программу, технической сложности не составляет. А вот как написать эту программу, как наполнить этот мегабайт правильным содержимым? Несмотря на обилие систем искусственного интеллекта, эта научная задача еще не решена, и именно этими вопросами мы занимаемся в «Оккаме».

В области Общего искусственного интеллекта работает не так много ученых — во всем мире насчитывается всего 45 лабораторий и исследовательских центров. Ближайший такой центр находится в Праге, где расположена лаборатория Good AI, и исследователи из «Оккама» поддерживают связь с коллегами.

ЛЕЗВИЕ «ОККАМА»

Официально название OCCAM расшифровывается как «Odessa Competence Center for Artificial intelligence and Machine learning» — Одесский исследовательский центр искусственного интеллекта и машинного обучения. Но не случайно аббревиатура совпала с именем знаменитого английского философа Уильяма Оккама. Об этом говорит и логотип компании, в котором легко угадывается бритвенное лезвие. Это очевидная аллюзия на знаменитую «бритву Оккама»: философ призывал отсекать все лишнее и пытаться объяснять явления окружающего мира с использованием минимального количества сущностей.

- Почему вы выбрали для своей лаборатории такое название?

- В наших исследованиях принцип Оккама приобретает вполне конкретное математическое наполнение. Сложность задачи, которую нужно решить для создания искусственного интеллекта, увеличивается вдвое при добавлении каждого дополнительного бита (одного разряда с единичкой или ноликом) к информации, которую обрабатывает система. Получается, что каждый лишний байт усложнит задачу в 256 раз. В такой ситуации разработчики вынуждены делать выбор между объемом информации и точностью и адекватностью обрабатываемой информации.

Для решения этой дилеммы мы разработали специальную методику, которую назвали «теорией инкрементного сжатия». Она позволяет значительно уменьшить объем обрабатываемых данных — примерно так, как упаковывает файлы привычный архиватор. Однако наша теория изначально предназначена для систем искусственного интеллекта. Она позволяет наиболее эффективно сжимать информацию о реальных предметах, событиях и явлениях в окружающем мире, которые имеют свои отдельные свойства — например, форму, размер, цвет, положение.

Артур заслуженно гордится этим свои достижением, которое должно существенно (в тысячи и миллионы раз!) упростить задачу создания Общего искусственного интеллекта. Сейчас сотрудники OCCAM переводят свои теоретические наработки в практическую плоскость.

- Когда можно ожидать результатов? Когда, в каком году появятся по-настоящему думающие машины?

- Мы в «Оккаме» занимаемся чистой наукой. И вообще, я не даю никаких прогнозов по поводу развития технологий, — говорит Артур. — Еще недавно я был уверен, что невозможно в обозримом будущем создать машину, которая выиграет у человека в известную японскую игру Го. Да, шахматные программы выигрывают у человека благодаря способности просчитывать на много ходов вперед, однако в Го количество возможных вариантов развития каждой партии больше в тысячи раз. Но прошло всего полгода, и программа AlphaGo, основанная не на пересчете вариантов, а на искусственном интеллекте, пршла обучение на реальных партиях самых опытных живых игроков и обыграла лучших спортсменов планеты.

Поэтому сейчас трудно прогнозировать, с какой скоростью будет развиваться искусственный интеллект. Кто знает, может, уже завтра в какой-то маленькой каморке вроде нашей (а может, и в нашей — кто знает?) появится система, которая будет способна думать так же, как и мы.

ЧЕЛОВЕК — НЕ ВЕНЕЦ

- Многие считают, что нельзя создать устройство, более сложное и более эффективное, чем мозг человека…

Артур и Михаэль явно начинают горячиться.

- В истории науки уже много раз звучало: «машина никогда не сможет сделать лучше человека то-то и то-то». В итоге ни один из этих прогнозов ни разу не оправдался. Я не вижу причин для того, чтобы именно в вопросах искусственного интеллекта было по-другому. Да, нам лестно считать, что человек — венец творения, созданный по образу и подобию Бога. Но правда в том, что мы - продукт эволюции, который сформировался под воздействием внешних факторов для решения задачи выживания…

Замечаю на полке юбилейное английское издание «Происхождения видов…» Чарльза Дарвина. Казалось бы, странно видеть эту книгу в кабинете у математика, но если вспомнить сферу его научных интересов, все становится на свои места.

- Жизнь на Земле существует четыре миллиарда лет, а человек как биологический вид появился всего сто тысяч лет назад. Это значит, что биологически мы не так далеко отошли от животных, как хотелось бы думать. Большую часть своей истории человек решал задачу выживания, и это отложило отпечаток на его способ познания окружающего мира.

Давайте представим: доисторический человек идет по лесу и слышит в кустах шум. Что это? Ветер в листьях? Или дикий зверь в засаде? Если человек начнет это выяснять, то, скорее всего, его очень быстро съедят. Поэтому правильное с точки зрения выживания поведение — не искать истину, а сразу убегать и не искушать судьбу.

Или, например, воспитание детей. Многим поколениям детей говорили: «Не ходи играть на обрыв, там можно упасть!». Те, кто был послушным и не ходил в опасное место, имели больше шансов выжить. Поэтому доверие к авторитетам стало фактором, способствующим выживанию, и генетически закрепилось. Одним из таких авторитетов является религия.

Такие искажения восприятия окружающего мира являются естественным результатом эволюции человека. Сейчас они проявляются в виде антинаучных воззрений, которые распространены среди, казалось бы, образованных людей. О чем говорить: до сих пор многие уверены, что земля плоская. Такие же предрассудки есть и в отношении искусственного интеллекта. На самом деле, научных или технических ограничений, которые сделали бы создание Общего искусственного интеллекта невозможным, нет.

«В УКРАИНЕ ПОКЛОНЯЮТСЯ ПРОШЛЫМ ЗАСЛУГАМ»

- Поддерживаете ли вы контакты с украинскими коллегами?

- Конечно, мы сотрудничаем с учеными и исследователями, — говорит Артур. — Недавно мы участвовали в заседании клуба дискретной математики в университете имени Мечникова. В январе мы провели популярную лекцию по вопросам Общего искусственного интеллекта в одесском коворкинге. Было очень приятно увидеть полный зал интересующихся нашей работой, в основном молодых людей. Мы нашли сотрудников для нашей лаборатории в Одессе, сейчас в OCCAM работают пять человек. Одесским специалистам мы стараемся предложить не только интересную и увлекательную работу, но и достойную заработную плату.

- Как вы оцениваете образование, которое дают в украинских университетах?

Артур заметно напрягается и явно старается быть предельно дипломатичным.

- Я не специалист в вопросах образования. Кроме того, я плохо знаком с украинской университетской системой. Могу сказать, что в Германии и Украине очень разные подходы. Например, у нас нет понятия «единая программа обучения»: есть набор автономных курсов, которые студенты могут выбирать для себя в каждом семестре. Справляешься быстрее — замечательно, не получается — учись дальше. Конечно, за хроническую неуспеваемость из немецкого университета могут и отчислить, но для этого нужно очень сильно постараться: насколько я помню, отчисляют после пятнадцати семестров безрезультатной учебы.

В Украине меня удивило преклонение перед авторитетами, учеными званиями, степенями, прошлыми заслугами. В Германии такого нет: научной истине наплевать на регалии, и к исследованиям начинающих ученых относятся не менее внимательно, чем к работам маститых ученых.

Конечно, есть разница и в финансовом обеспечении. Я не представляю, как можно останавливать занятия на несколько месяцев, чтобы экономить на отоплении. Не думаю, что это идет на пользу качеству обучения.

- Как вам живется в Украине? Как выглядит ваш типичный рабочий день?

- Конечно, сейчас все силы отдаем работе, — рассказывает Артур. — В юности я занимался футболом, танцами, серфингом, играл в шахматы. Сейчас занятия спортом в основном ограничены тренажерным залом. По-прежнему люблю путешествовать, но даже в поездках продолжаю заниматься научной работой. В Одессе живет моя девушка, город мне очень нравится, здесь можно комфортно жить и работать.  

- Когда я был маленьким, в 80-е годы мы с родителями объездили всю Западную Европу, — вспоминает Михаэль. — Однако к востоку от нас была стена, самая настоящая стена, о жизни за которой мы ничего не знали. В первый раз я побывал в Киеве в 2006 году, когда по обмену два месяца учился в КПУ, и Украина мне очень понравилась.

Несколько лет назад мы искали место, где можно достойно жить и заниматься творчеством за небольшие деньги. Да, многие считают Украину не лучшим местом для жизни и работы. Украинцы выезжают в другие страны, в том числе в Германию. Но мы переехали в Одессу и основали фирму, которая занималась применением методов искусственного интеллекта в трейдинге. Полгода назад мы решили посвятить себя чистой науке и основали OCCAM. Мои родители живут в Германии, мне нравится Одесса — здесь замечательная средиземноморская атмосфера во всех смыслах этого слова.

БЕЗОПАСНАЯ БРИТВА

За увлекательной беседой время пролетело незаметно. В ходе разговора Артур и Михаэль затронули множество интересных тем из разных сфер науки — от способов сжатия информации до кристаллографии, термодинамики и общей биологии.

Несомненно, разработки «Оккама» — это передовой край науки.

«Мы не ставим задачу создать искусственный разум, который превзойдет человеческий, — вспоминаю слова Артура во время интервью. — Мы хотим сделать машину, которая будет способна думать, пусть даже хуже и медленнее, чем человек».

И в научном мире, и на страницах научной фантастики, и в желтой прессе уже несколько десятилетий не прекращаются дискуссии о возможной опасности «думающих машин» для человека. Звучат даже призывы запретить исследования в области искусственного интеллекта. Такое в человеческой истории бывало уже не раз: машины не только упрощали человеческий труд, но и оставляли людей без работы, а великие научные открытия использовались не только во благо людей, но и для создания оружия чудовищной разрушительной силы. Но во все времена применение научных открытий и технических достижений зависело исключительно от людей.

Поэтому хочется пожелать исследователям из «Оккама» удачи в их интересной и, - не сомневаюсь! — очень нужной для современной науки работе.

Автор — Сергей Дибров