Časopis Automa Umělý život I: pojem, význam a přístupy k realizacím

(1)

1. Umělý život – úvod

Od přečtení lidského genomu uplynulo sotva třináct let a džin vypuštěný z lahve se už hlásí do služby. Z vědeckých zpráv i bul- várního tisku vyplývá, že právě vstupujeme do nového věku lidské existence. Do doby převratných medicínských postupů nesoucích naději nevyléčitelně nemocným, vstříc tech- nické revoluci, kdy budou bakterie vyrábět elektřinu a měnit odpad na cenné suroviny.

Nadcházející roky budou ale i érou rozsáh- lých manipulací s geny a pokusů o vytvoření umělé formy života. Výsledky výzkumu nás opravňují tvrdit, že umělý život nemusí být jenom pouhou simulací některých pro jevů života přirozeného, ale že přirozený život na Zemi i některé umělé formy života jsou jen různými instancemi života jako takového.

Účelem dosavadního zkoumání umělého ži- vota bylo nejen poznávat v simulacích život jako takový, ale i objevovat, jaký by náš ži- vot mohl být. Nejde přitom jen o prosté pro- dloužení života lidí. Ideou je zůstat co nej- déle zdravý a vitální s životem nejen delším, ale především také pestřejším, myšlenkově bohatším a celkově expandujícím.

Článek je veden snahou stručně vysvět- lit úzké souvislosti mezi původním a trochu předčasným označením disciplíny „umělý ži- vot“ a nejbližším vývojem v oboru umělé inteligence, kdy nás obklopí např. cenově do- stupné humanoidní roboty disponující všemi smysly, vysokou úrovní intelektu a spolehli- vou pamětí. Prostě ta chvíle, o níž snily a kte- ré se trochu i bály celé generace vizionářů, je, zdá se, definitivně tady!

Světově uznávaný americký prognostik, kybernetik a vizionář Ray Kurzweil ale sou- časně ve svém proslulém díle The Singulari- ty Is Near: When Humans Transcend Biology

Umělý život I: pojem, význam a přístupy k realizacím

(obr. 1) varuje před glorifikací umělé inteligence a stálou hrozbou tzv. Singularity (viz dále). Jde o technologickou singularitu, což je označení hypotetického stavu, kdy se po- mocí umělé inteligence anebo pomocí propo- jení lidského mozku s počítači vytvoří entity s inteligencí vysoce převyšující lidskou. Ta rapidně urychlí technický pokrok daleko za schopnost lidí smysluplně se na něm účast- nit, či ho vůbec chápat.

2. Hlavní pojmy, cíle a přístupy umělého života

Umělý život (Artificial Life, zkráceně ALife) je rychle se rozvíjející obor vědeckého výzkumu, spojující mnoho vědních disciplín, zejména etologii, biologii, matematiku, ky- bernetiku a informatiku, ale i filozofii a me- dicínu. Snaží se včlenit procesy podobné ži- votu do počítačových programů již od 90. let

minulého století. Na nejrůznějších konferen- cích u nás i ve světě se doposud každoročně scházejí stovky „Alifers“ (viz např. obr. 2).

Členy uvedené komunity spojuje úsilí hle- dat a vytvářet styčná místa a perspektivní té- mata potřebné spolupráce mezi různými věd- ními disciplínami. Hlavní náplní oboru ALife je formulování základních pravidel chování jednotlivých „organismů“ a jejich replikace,

přičemž cílem je vývoj organismů a jejich vzájemných vztahů. Důležité jsou zejména reakce a chování okolí. To má velký význam pro praxi nejen v humanoidní robotice zalo- žené na chování (behaviour based robotics).

Nyní se již hovoří o umělých stvořeních (ar- tificial creatures), ne o pouhých nemyslících robotech.

Ve vztahu ke klasické umělé inteligenci je umělý život orientován právě opačným smě- rem. Zatímco obor umělé inteligence se sna- ží o přístup způsobem shora dolů (top-down), tj. program musí být v první řadě inteligentní a je na programátorovi, jak toho dosáhnout, obor umělého života se snaží přístupem zdola nahoru (bottom-up) vycházet jen ze zvolených základních pravidel, která se po čase sama na-

staví tak vhodně, že složitější chování se za čas vytvoří samo (emerguje). Návrh začíná od zcela jednoduchých komponent. Výsled- né, potenciálně mnohem komplexnější chování bývá často ovlivněno vynořením se (emergen- cí) předtím neznámých vlastností. Při použi- tí tohoto přístupu je menší kontrola nad vý- sledným chováním systému. Naproti tomu ale struktury (architektury) navržené na tomto zá- kladě mají mnohem lepší odolnost proti nejis- totě v datech. Tedy tak, jak je tomu i v přírodě.

Umělá inteligence a umělý život mají k sobě nejblíže u typu programů se vžitým označením autonomní agent. Jde o sofisti- Článek, první z dvojice tematicky spjatých pojednání, vysvětluje pojem tzv. umělého ži-

vota, cíle sledované v tomto oboru a vhodné přístupy k jejich dosažení. Zaměřuje se nejen na aktuální stav v této významné mezioborové oblasti oboru umělé inteligence, ale i na prognózu vývoje v nejbližší době. Značná pozornost je proto věnována trendu sou- časnosti (koncept Průmysl 4.0), kdy kybernetické systémy postupně ovládají nejenom výrobní procesy. V navazujícím příspěvku bude podrobněji popsán a na příkladech uká- zán způsob poloautomatického návrhu hybridních modulárních počítačových struktur (architektur) inspirovaných přírodou.

This article, the first one from two article series to the topic, describes the concept of so-called Artificial Life, its main goals and suitable approaches for their achievements.

The focus is put not only on the current state of this sub-part of Artificial Intelligence, but also on predictions of its development in the near future. The current trend of inc- reasing presence of cybernetic systems in production processes (called Industry 4.0) is described too. The second article of the series will describe one current approach for se- mi-automatic design of hybrid modular computer architectures inspired by life.

Pavel Nahodil, Jaroslav Vítků

Obr. 1. Ray Kurzveil: The Singularity Is Near

A. Technologická singularita

Technologická singularita je stav, kdy roz- vinutý technický pokrok je už pro člověka zcela nepochopitelný. Naprostá většina ex- pertů se shoduje, že technologické singula- ritě se nevyhneme. Otázka nezní, zda nastane, ale kdy nastane. Ray Kurzweil její pří- chod odhaduje kolem roku 2045, jiní dříve.

(2)

kovaný program, který obsahuje určitý druh vnímání okolního prostředí a návazně ovliv- ňuje vlastní stav, stav okolních agentů nebo prostředí samotné. V USA jsou už nyní auto- nomní agenty využívány v praxi např. při ří- zení letového provozu nebo provozu továrny, kdy ke každému stroji přísluší jeho agent sta- rající se o dodávky energie a surovin a odvoz hotových výrobků. Toto využití je však stále ještě velmi nákladné. Za autonomní agent lze považovat i počítačový virus, což je program,

který může infikovat jiné programy tím, že k nim přidá vlastní kopii. V praxi se ovšem od agentů v pojetí podle ALife liší svou jed- noduchostí a tím, že má jen jeden hlavní za- vrženíhodný cíl, totiž šířit se a škodit.

V mnoha realizacích umělého života, včetně těch, na nichž pracují autoři, jsou navrhované organismy vybavovány umě- lou neuronovou sítí. Ta slouží jako umělý mozek, schopný natrénovat se např. z úloh s předem zadaným výsledkem. Neuronová síť je tvořena vstupními neurony, přijímající- mi data z okolního prostředí, skrytými vrst- vami neuronů, provádějícími většinu výpo- čtů, a výstupními neurony, které určují dal- ší akci agentu.

Každé chování jedince má v přírodě svůj původ, nejčastěji je obecně chování motivová- no přežitím druhu/jedince. Chování tedy může být motivováno konkrétním fyziologickým sta- vem živočicha, daným např. pocitem hladu, uspokojení, žízně apod. K tomu, aby se algoritmus ze svého chování efektivně učil, potřebu- je generovat akce s použitím vhodné strategie (Action Selection Method – ASM [1]). V do- méně ALife je proto simulován fyziologický stavový prostor, který funguje jako zdroj motivace pro patřičné chování. Zjednodušená fy- ziologie agentu je zde proto modelována opět jako neuronový modul, obsahující jednu fyzio- logickou proměnnou (např. hlad). Když pocit

hladu agentu narůstá, narůstá i jeho motivace pro uspokojení potřeby najíst se. Fyziologic- ká stavová proměnná tedy produkuje motivaci agentu ke konkrétnímu chování (např. hlad vs.

najíst se). Ve chvíli, kdy se agent nají (úspěš- ně obdrží odměnu), motivace pro toto chová- ní klesá směrem k nule. Modul může mít na vstupu mnoho konkrétních typů motivace. Na výstupu je hodnota výsledné motivace pro dané chování.

Pravděpodobně nejznámějším příkladem úspěšného použití algoritmů inspirovaných přírodou jsou evoluční algoritmy. Jde o velmi robustní a univerzální optimalizační algoritmy či heuristické postupy umožňující s použitím principů evoluční biologie nalé- zat řešení složitých úloh, pro které použitel- né exaktní algoritmy neexistují. K úspěšnému použití evolučních algoritmů stačí, abychom byli schopni ohodnotit kvalitu nalezeného řešení (fitness jedince) a dekódovat jeho fe- notyp (konkrétní instance řešení problému) z genotypu (např. binární vektor). Algoritmus poté s použitím evolučních operátorů (mutace a křížení) nad genotypy postupně mění jedince v dané populaci směrem, který zvyšuje jejich fitness hodnotu. Evoluční algoritmy tedy používají ke „šlechtění“ řešení zadané (i ne- biologické) úlohy postupy napodobující evo- luční procesy známé z biologie – dědičnost, mutaci, přirozený výběr a křížení. Evoluční algoritmy lze s výhodou použít tam, kde na- lezené řešení umíme ohodnotit, ale nevíme, jak k němu dojít. Známým příkladem jejich použití v praxi je automatický návrh antény pro satelity NASA [2]. Existuje velké množ- ství evolučních algoritmů, často zaměřených na různé prvky vývoje života.

U genetických evolučních algoritmů spo- čívá princip jejich činnosti v postupné tvor- bě generací různých řešení daného problému.

V průběhu řešení se uchovává tzv. populace, jejíž každý jedinec představuje jedno řešení daného problému. Jak populace prochází evo- lucí, řešení se zlepšují. Tradičně je řešení re- prezentováno binárními čísly, řetězci nul a jed-

niček, nicméně používají se i jiné reprezentace (strom, pole, matice atd.). Typicky je na začát- ku simulace (v první generaci) populace slo- žena z naprosto náhodných členů. V přecho- du do nové generace je pro kaž dého jedince spočtena hodnota tzv. fitness funkce, která vy- jadřuje kvalitu řešení reprezentovaného tímto jedincem. Podle této kvality jsou stochasticky vybráni jedinci, kteří jsou modifikováni (s po- užitím mutací a křížení), čímž vznikne nová populace. Tento postup se iterativně opakuje, a tím se kvalita řešení v populaci postupně vy-

lepšuje. Algoritmus se obvykle zastaví při dosažení posta- čující kvality řešení, popř. po předem dané době. Například tzv. neuro-evoluční algoritmy lze použít k optimalizaci to- pologie a vah v neuronových sítích pro daný problém. Tě- mito algoritmy je tedy mož- né např. optimalizovat struk- turu agentu tak, aby vykazo- val požadované chování (této problematice je věnován dru- hý článek ze seriálu).

3. Slabá a silná umělá inteligence

Příchod skutečné tzv. silné umělé inteligence, která bude zvládat perfektní simulaci lid- Obr. 2. Advances in Artificial Life – ECAL

2013: sborník z dvanácté Evropské konference o syntéze a simulaci živých systémů

B. Původní (Asimov) a modifikované (Kesarovski) zákony robotiky

Původní tři zákony robotiky zformu- loval spisovatel sci-fi literatury Isaac Asi- mov, a to takto:

1. Robot nesmí ublížit člověku nebo svou ne- činností dopustit, aby bylo člověku ublí- ženo.

2. Robot musí uposlechnout příkazů člově- ka, kromě případů, kdy jsou tyto příkazy v rozporu s prvním zákonem.

3. Robot musí chránit sám sebe před poško- zením, kromě případů, kdy je tato ochra- na v rozporu s prvním nebo druhým zá- konem.

Základní zákony od Isaaca Asimova byly postupem doby modifikovány: Nikola Ke- sarovski, rovněž autor sci-fi jako Asimov, navrhl přidat další dva zákony robotiky ve znění:

4. Robot se musí vždy prokazovat jako ro- bot.

5. Robot musí vědět, že je robot.

Byla to reakce na sci-fi film Andrew – člen naší rodiny (1999), vyprávějící o tou- ze domácího humanoidního robotu stát se kompletním člověkem. Andrew je nejen výkonný robot, ale má i smysl pro hu- mor, estetické cítění, přemýšlivost, učenli- vost a další lidské vlastnosti. Chybí mu ale schopnost stárnout.

celkový počet webových stránek 1 000 000 000

750 000 000

500 000 000

250 000 000

0 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

rok 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015

Obr. 3. Vývoj počtu webových stránek v čase (zdroj: www.internetlivestats.com)

(3)

ského chování, je zřejmě ale stále vzdálen ješ- tě nejméně jednu dekádu. Ovšem umělé inteligence schopné v omezeném rozsahu vyko- návat specifické činnosti jsou však již dávno tady. Vědci nyní diskutují, kam se bude vývoj konceptu Průmysl 4.0 (Industry 4.0) dále ubí- rat. Na obzoru totiž roste mnohamiliardový byznys s programy schopnými již téměř lid- ské úrovně kreativity.

Otázka, mohou-li umělé stroje skutečně myslet, je stará jako počítačová věda samot- ná. V roce 1950 poslal Alan Turing do filo- zofického časopisu návrh testu, jak poznat, zda stroj myslí. Ten má jen skrze konverzaci člověka se strojem určit, je-li na druhé stra- ně hovoru myslící bytost, či jen její napodo- bení (tzv. Turingův test). Loebnerova cena 100 000 dolarů za první počítač, jehož od- povědi budou od odpovědí člověka zcela ne- rozlišitelné, dosud ale udělena nebyla. Pro- blémem je, že Turingův test se v poslední dekádě v konfrontaci s tzv. digital chatbots (počítačové programy rozeznávající chování) ukazuje být zoufale nepřesný. Neznamená to však, že myslící stroje jsou již dávno tady, jenom se naše schopnost emulace lidské kon- verzace stále zlepšuje. Právě to je základ de- finice tzv. slabé umělé inteligence.

Problémem v umělé inteligenci je i defi- nice kreativity a schopnost měřit ji. Ve sna- ze vylepšit Turingův test proto v roce 2001 přišli výzkumníci Selmer Bringsjord, Paul Bel lo a David Ferrucci s tzv. testem Lovela- ce [1]. Ten je pojmenován po Adě Lovelace- ové, dceři lorda Byrona, zakladatelce oboru programování z 19. století, na jejíchž rovni- cích později stavěl i sám Alan Turing. Test Lovelace, který se nedávno (v roce 2014) do- čkal výrazného zdokonalení: v zásadě chce po robotu (resp. počítači), aby vytvořil kva- litní kreativní dílo, např. báseň, a to na urči- té náhodné téma. Výsledek pak posuzuje lid- ský kritik. I když mají robotičtí umělci stále k těm lidským daleko, rok od roku se pod- statně zlepšují. Odhaduje se, že trh s uvede- nými chatbots nebo s digitálními asistenty, tedy se stále ještě slabou umělou inteligencí, začne už začátkem příští dekády dosahovat mnohamiliardových hodnot. Jeho majoritní část budou tvořit systémy dokonale emulují- cí lidskou kreativitu. Jiní výzkumníci ale ar- gumentují tím, že by vývojáři emulací nemě- li kreativitě přikládat tak významnou úlohu.

Podle nich je mnohem důležitější, aby stroje vykazovaly empatii (vcítění se do pocitů druhých). Připomínají, že lidské emoce nabí- zejí daleko širší paletu pocitů, včetně hněvu, strachu nebo pomsty. Pro digitální kreativitu bude možná určitá míra simulace podob- ných pocitů nezbytná alespoň ve smyslu jejich včlenění do textů či obrazů.

Podobné otázky nejsou pro nynější a nej- bližší vyšší generaci umělé inteligence zatím ještě příliš relevantní, k vyjádření např. hně- vu je totiž nutné současné počítače (roboty) uměle a cílevědomě naprogramovat. Nemo- hou se to tedy dosud naučit samy a pak se

vydat zničit lidstvo. Důležitost otázky na to, jaké emoce by měla umělá inteligence pre- ferovat, bude s přibývajícími dekádami jenom růst. Jakmile totiž brzy dorazí „skuteč- ná“ silná umělá inteligence, schopná sama se učit novým znalostem, řešit nečekané úlohy a objevující v sobě své dosud neznámé schop- nosti, budou právě nynější úvahy při práci na základech současné slabé umělé inteligence (označované od roku 1999 až doposud za

„umělý život“ – ALife) určovat vztah skuteč- ných myslících strojů (už se silnou umělou inteligencí) ke svým tvůrcům – lidem.

4. Druhý věk strojů

Bez nadsázky lze říci, že všechna součas- ná progresivní technika a technologické postupy tu jsou s lidmi už desítky let. Bezpilotní řízení letu letadel, drony bez lidské posádky, nově automobily, superrychlá kolejová vo- zidla – mnohé z toho zde již bylo i koncem

20. století. Umělá inteligence a ani neuronové sítě 3. generace už nejsou horkou novinkou.

A celosvětová decentralizovaná síť in- ternetu, která začala vznikat již v roce 1969 (ARPANET), se rozrůstá ohromným tem- pem: počet jejích uživatelů za posledních patnáct let vzrostl o více než 800 % a síť WWW (World Wide Web) měla v roce 2015 pro 3,7 miliardy uživatelů (téměř polovina lidstva) více než miliardu webových stránek (viz obr. 3; viz www.internetlivestats.com).

Lidstvo tedy zcela zjevně vstupuje do éry in- ternetu. Na jednu stranu je myšlenka, že je tolik lidí spojeno prostřednictvím jediného mé- dia, zajímavá, na druhou stranu je však trochu děsivá. Po tisíce let si lidé byli v mnoha kou-

tech světa cizí a izolace jim nedovolila poznat okolní svět. Dnes se lze během chvilky spojit téměř s kýmkoliv na světě.

To, co všechnu tuto techniku v součas- nosti přivádí na zcela novou kvalitativní úro- veň, je dosažení „bodu zlomu“ exponenciální křivky jejího využití v praxi. Křivka už pře- šla ze svého počátečního a po mnoho let té- měř lineár ního náběhu do fáze strmého expo-

nenciálního růstu. To bude mít zřejmě vážné ekonomické a nesporně i sociální dopady už v nejbližším budoucnu.

5. Prognóza dalšího vývoje

Erik Brynjolfsson a Andrew McAfee, au- toři světového bestselleru Druhý věk stro- jů ([1], obr. 4), nahlížejí na současnou dobu z jiného nadhledu. „První věk strojů“ zapo- čal vynalezením dvojčinného parního stroje Jamesem Wattem v roce 1765, tj. první prů- myslovou revolucí, a trval vlastně až donedáv- na. Nesporně osvobodil lidstvo od vyčerpá- vající fyzické práce. Nastupující „druhý věk strojů“ budou zřejmě již brzy charakterizovat humanoidní roboty, disponující všemi zná- mými čidly a snímači a vyznačující se vysokou úrovní empatie a kreativity. Tato umělá stvoření by nás prý měla osvobodit zejména od práce duševní.

Humanoidní inteligentní robot vybave- ný reálnou „silnou“ umělou inteligencí bude mít v porovnání s lidskými bytostmi trvale mnoho významných předností. Důvody pro to jsou následující:

1. Neschopnost člověka řídit v praxi cokoliv téměř trvale, bez chyby a bez odpočinku jako robot.

2. Neomezenost doby života umělého stvo- ření (zřejmé, ale důležité).

3. Schopnost neomezeného získávání dalších znalostí a velká rychlost jejich zpracování (i v případě, že „silná“ umělá inteligence vyřeší všechna omezení spojená s lidským myšlením, robot bude mít velkou výhodu oproti lidem pro svou schopnost rozšířit hardwarový základ, na kterém je postaven).

4. Schopnost robotu vytvářet kopie sebe sama.

Otázka, kterou si autoři kladou, ale je, co bude s lidskými bytostmi. Nevyřadí je „druhý

C. Modifikované zákony inteligentní robotiky (Allen):

1. Robot nesmí ublížit člověku.

2. Robot musí spolupracovat s člověkem, kromě případů, kdy taková spolupráce je v rozporu s prvním zákonem.

3. Robot musí chránit sám sebe před zniče- ním, kromě případů, kdy tato ochrana je v rozporu s prvním zákonem.

4. Robot může dělat, cokoliv chce, kromě případů, kdy je takové jednání v rozporu s prvním, druhým nebo třetím zákonem.

Obr. 4. Brynjolfsson, E. – McAfee, A.: Druhý věk strojů. Práce, pokrok a prosperita v éře špičkových technologií [1]

(4)

věk strojů“ z pracovního procesu stejně, jako ten „první věk“ s objevem elektřiny a vynále- zem spalovacího motoru vyřadil koně?

Ačkoliv umělý život, vycházející z umělé inteligence, si tradičně za svůj ultimativní cíl klade vytvořit umělou inteligentní entitu, jež se (minimálně) vyrovná intelektu lidskému, lze stále intenzivněji sledovat pokrok alter- nativním směrem. Dochází totiž k propojo- vání specializovaných systémů umělé inteligence s člověkem samotným (kyborg). Toto propojování v nejširším smyslu slova probí- há po tzv. technogenetické spirále od samé- ho úsvitu lidstva. Zdálo by se, že to vlastně není ničím zvláštní. V současné době však za- žíváme nečekaně invazivní proliferaci (spon- tánní šíření) technik založených na přímých přístupech umělé inteligence do mozku a těla člověka. Jinými slovy dochází k nevídanému technickému vylepšování fyzických, a zejmé- na kognitivních schopností člověka a jeho intelektu.

V posledních několika letech proto zesilují varovné hlasy upozorňující už důrazně na re- álné existenční riziko rozvíjení umělé inteligence ústící v tzv. technologickou singularitu (viz rámeček A) a vyhubení lidstva.

Pokračování po technogenetické spirále směrem ke stále intimnějšímu spojení člově- ka a techniky, tedy vytvoření super-člověka, a kontinuální postupný přechod do posthu- mánní éry kyberlidstva, není scénář sci-fi fil- mu, ale prý pravděpodobný budoucí vývoj lidského druhu.

Technické vylepšování lidského intelektu se přitom zdá nevyhnutelné a v rámci transdisciplinárních výzkumů umělé inteligence a kognitivních věd, včetně neuropsy- chologie, si zabírá stále větší a významněj- ší prostor.

6. Závěr – Mene, mene tekel, ufarsin

¹⁾

Sami sebe nazýváme Homo sapiens – člo- věk rozumný – proto, že právě inteligence je pro nás tolik důležitá. Tisíce let se snaží- me porozumět tomu, jak myslíme. Jak může hromádka organické hmoty, která se nako- nec přemění v prach, vnímat, rozumět, před- vídat a manipulovat svět nesrovnatelně větší a komplikovanější, než je ona sama?

Prvotní cíl oboru umělé inteligence, simulovat inteligentní chování a racionalitu člově- ka při řízení a rozhodování, se brzy rozdrobil do dílčích úloh. Ty lze zahrnout do obecněj- ších kategorií, jako např. učení a percepce, kognice, reprezentace znalostí, komunikace a jednání, strojové zpracování řeči a obra- zu, problémy interakce a pohybu v reálném prostředí atd.

Podobně o nutnosti překročení vlastní bio- logické formy existence člověka, o jeho vy- manění se z přírody, která jinak pouze reali- zuje určité biotické funkce, hovoří také mnoho nositelů Nobelových cen. Obvykle jsou

tyto vybrané systémy (pro hraní šachů, dia- gnózu onemocnění, vedení dialogu, rozpo- znávání obrázků, dokazování matematických teorémů apod.) navíc ještě doménově omeze- né. Přestože inženýři umělé inteligence věnují největší část svého snažení právě řešení uve- dených dílčích cílů, lze toto úsilí stále pova- žovat za příbuzné původnímu, majoritnímu záměru: pochopit principy fungování lidské mysli a tu potom simulovat na nebiologic- kém substrátu počítače. To je ostatně část cílů zde diskutovaného podoboru umělého života.

Snaha využít výsledky jednotlivých pod- oborů umělé inteligence k vytvoření kom- plexního inteligentního agentu a vrátit do hle-

dáčku původní cíl dostala později nový název umělá inteligence lidské úrovně (Human-Le- vel AI). Častěji je však diskutován spřízněný koncept umělé obecné inteligence (Artificial General Intelligence – AGI), jejímž hlavním navrhovatelem a i obhájcem je mezi jinými profesor Ray Kurzweil z Massachusetts In- stitute of Technology (MIT, obr. 5).

Jeho propagátoři definují AGI jako obor, který „hledá univerzální algoritmus učení se a jednání v jakémkoli prostředí“. Jinými slo- vy AGI nechce už pouze dát dohromady jed- notlivé specializované systémy, ale vytvořit skutečně univerzální myslící stroj.

Jedním z možných a nanejvýš pravděpo- dobných důsledků vytvoření AGI člověkem, které bylo předvídáno začátkem 3. tisíciletí, je schopnost této AGI se sebezdokonalovat.

Důsledkem je spuštění tzv. inteligenční exploze, při níž inteligentní stroje samy vytvá- řejí stroje ještě chytřejší, které s každou dal- ší generací samy sebe zdokonalují. Ultrain- teligentní stroj je definován jako stroj, který je schopen dalece přesáhnout všechny inte- lektuální činnosti jakkoliv inteligentního člo- věka. Vzhledem k tomu, že vytvoření stroje je jednou z těchto činností, může ultrainteli- gentní stroj vytvořit stroje ještě mnohem in- teligentnější. Potom bude bezpochyby násle- Obr. 5. Profesor Ray Kurzweil z MIT, jeden z hlavních propagátorů konceptu AGI

dovat zmíněná inteligenční exploze, oproti níž bude inteligence člověka velmi zaosta- lá a zcela bezbranná. První ultrainteligentní stroj je tudíž poslední věcí, kterou člověk po- třebuje vynalézt.

Studie a prognózy špičkových vědců dost naivně ještě v prvním desetiletí tohoto století předpokládaly, že tyto ultrainteligentní stroje budou dobrovolně setrvávat v poslušnosti vzhledem k lidem (rámeček B).

Roger MacBride Allen poté koncem 20. sto- letí napsal tři knihy zasazené do robotického světa Issaca Asimova, v němž ale byly původ- ní tři robotické zákony zcela zrušeny a mís- to nich nastoleny takové, které robotům při- dávají práva a lépe reflektují skutečnost, že se staly velmi inteligentními (rámeček C).

Místo aby roboty byly podle původních zá- konů v roli otroků, podle nových pravidel by měly být lidstvu již rovnocennými partnery a přáteli [3].

O tom, že tomu tak opravdu bude (nejen za současné geopolitické situace), mno- zí vědci silně pochybují a naopak očekávají, že tempo a směry vývoje takové supersilné umělé obecné inteligence (AGI) přesáhnou postupně všechna lidská měřítka a vymknou se brzy lidské kontrole se všemi neblahými důsledky pro lidstvo.

Autoři pevně věří, že míra pravděpodob- nosti uskutečnění zde prezentovaných kata- strofických scénářů a vizí je poměrně malá [4]. Radikálnost právě popsaných důsledků pro lidstvo je však sama o sobě dobrým důvo- dem nejen pro zlehčující fantazírování o umě- lé inteligenci a umělém životě, ale motivací především pro seriózní výzkum v této oblasti a zájem o její další vývoj a cíle.

Poděkování

Článek vznikl za podpory katedry kybernetiky na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze a v rámci SGS grantů autorů čís- lo SGS14/144/OHK3/2T/13 a SGS15/154/

/OHK3/8T/.

Literatura:

[1] BRYNJOLFSSON, E. – MCAFEE, A.: Druhý věk strojů. Práce, pokrok a prosperita v éře špičkových technologií. Jan Melvil Publishing, Brno, 2015, 296 s. ISBN 978-80-87270-71-4.

[2] HORNBY, G. S. et al.: Automated Antenna De- sign with Evolutionary Algorithms. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2006.

[3] ALLEN, R. MACBRIDE: Kalibán. Praha, Knižní klub, 1997, 320 s. ISBN 80-7176-445-0.

[4] NAHODIL, P.: From Intelligent Robots to Implementation of Artificial Life. In: Proc. of CAL 12 Cognition and Artificial Life, Milovy, 2012, pp. 141–153.

Užitečné související webové stránky:

http://aima.cs.berkeley.edu/ (Russell, S. – Norvig, P.: Artificial Intelligence: A Modern Approach – přední, naprosto špičková vysokoškolská učebnice v oboru umělá inteligence používaná na více než 1 300 univerzitách ve více než 110 zemích světa,

1) Zčetl jsem, zčetl, zvážil a rozděluji [Bible kralická, Daniel 5, 25–31.]

(5)

22. nejcitovanější publikace v Computer Science na CiteSeer a čtvrtá nejcitovanější publikace tohoto století vůbec)

http://plato.stanford.edu/entries/turing-test/#Lad- LovObj (Turingův test – Lady Lovelace, 2014) http://2016.aliasymposium.com/ (ALIA 2016 Se- cond International Symposium on Artificial Life and Intelligent Agents)

http://eventos.ifrn.edu.br/eais2016/ (IEEE EAIS 2016: The 2016 IEEE Conference on Evolving and Adaptive Intelligent Systems)

https://www.cs.york.ac.uk/nature/ecal2015/

(ECAL 2015: The 13^th European Conference on Artificial Life 2015)

http://www.ucnc2016.org/ (UCNC 2016: The 16^th International Conference on Unconventional Computation and Natural Computation)

http://xva.life/ (ALIFE XV: The 15^th International Conference on the Synthesis and Simulation of Living Systems 2016)

http://www.kognice.eu/ (KUZ – Československá konference Kognice a umělý život)

http://alife.org/alj-papers-latest (Artificial Life Journal, otevřený přístup)

doc. Ing. Pavel Nahodil, CSc.

(nahodil.pavel@seznam.cz), Ing. Jaroslav Vítků, Ph.D.

(jarda.vitku@gmail.com), České vysoké učení technické v Praze, Fa- kulta elektrotechnická, katedra kybernetiky

3D tisk umožňuje na základě matematic- kého modelu vytvářet vrstvu po vrstvě pro- storové objekty, a to i velmi složité, které by jinými výrobními metodami byly obtížně vy- robitelné. Dokáže tak v mnoha případech uše- třit čas i peníze – zvláště u malosériové výro- by bývá výroba 3D tiskem výrazně rychlej- ší a levnější než klasickými metodami. Tato technologie bývá stále ještě považována za

„hračku“, ale v mnoha oborech již dosáhla zajímavých výsledků a uplatňuje se v praxi:

např. v medicíně, kosmickém výzkumu nebo při konstrukci turbín. Trh v oblasti 3D tisku za poslední léta narůstal přibližně o 20 % ročně, ale očekává se, že tempo růstu bude zrychlovat. Úzce to souvisí s trendem digita- lizace výroby a plně propojeného průmyslu.

Drážďany jsou sídlem několika ústavů Fraunhoferova institutu, které se zabývají otázkami materiálového výzkumu a novými výrobními metodami: Ústavu pro materiály a technologie využívající záření IWS, Ústa- vu pro výrobu keramiky a keramické systémy IKTS a Ústavu výrobních technologií a apli- kovaného materiálového výzkumu IFAM.

Klastr AGENT-3D podporuje uplatnění 3D tisku v praxi

Ústav IWS je nositelem největšího spo- lečného projektu v oblasti 3D tisku v Evro- pě, který spojuje více než sto partnerů, včet- ně mnoha významných firem, např. Airbus, Siemens nebo Rolls Royce. Klastr AGENT- -3D (Additive Generative Manufacturing – the 3D Revolution for Production in Digital Age) se snaží o co nejširší prosazení 3D tisku v běžné průmyslové produkci a hospodaří s rozpočtem 90 milionů eur, z nichž polovina pochází ze zdrojů německé spolkové vlády.

Kostní implantáty

Ústav pro výrobu keramiky a keramic- ké systémy IKTS se mimo jiné zabývá 3D

Drážďany – evropské centrum 3D tisku

tiskem kostních a zubních implantátů a spe- ciálních chirurgických přípravků a nástrojů přizpůsobených konkrétnímu pacientovi. 3D tiskem lze totiž vyrábět součástky z mnoha materiálů: nejen z plastu, ale i z kovu, skla

a rovněž právě i z keramiky. Například spo- lečnost InnoTere, sídlící na předměstí Dráž- ďan, v Radebeulu, se zabývá vývojem výrob- ních postupů kostních náhrad z cementu na bázi fosforečnanu vápenatého, které lze po- užívat např. k náhradě kostí v obličejové chi- rurgii, kde je pro pacienta důležité, aby např.

nová čelist měla stejné rozměry a tvar jako původní. Organismus tento materiál na roz- díl např. od titanových náhrad dobře toleru- je a srůstá s ním.

Odlehčené konstrukce

Téměř neomezenou flexibilitu přináší 3D tisk do oboru odlehčených materiálů a kon- strukcí. Institut pro návrh odlehčených kon- strukcí a technologie polymerů na Technic- ké univerzitě v Drážďanech vytvořil labora- toř, která se věnuje právě využití 3D tisku.

3D tisk totiž umožňuje vytvářet odlehčené struktury s uhlíkovými vlákny ve směru nej-

většího namáhání. Konstruktéři se inspirují v živé přírodě, např. stavbou kostí nebo sté- bel. Spolupracují při tom s dalšími partnery v rámci Saského výzkumného střediska pro uhlíková vlákna.

Pozvánka na konferenci

„Aditivní výroba bude klíčovým téma- tem konference Werkstoffwoche 2017,“ řekl Frank Fischer, generální ředitel Německé společnosti pro materiálový výzkum (DGM).

Konference, která se v Drážďanech uskuteč- ní opět od 27. do 29. září 2017, je určena pro všechny výzkumné a vývojové pracovníky v oboru, ale také pro zástupce firem zabýva- jících se novými materiály a výrobními postupy. Bude doplněna také malou výstavou.

Bližší informace o konferenci zájemci najdou na http://werkstoffwoche.de/.

Konference bude příležitostí i pro české výzkumné instituce a firmy prezentovat své výsledky odbornému publiku. Drážďany ale nabízejí více: výzkumné ústavy a technická univerzita v Drážďanech poskytují možnosti spolupráce s českými partnery a pro studenty a doktorandy stáže a studijní pobyty. V oboru materiálového výzkumu a nových výrob- ních technologií pracuje v Drážďanech a oko- lí více než 2 000 výzkumných a vývojových pracovníků, a Drážďany jsou proto v těch- to oborech jednou z nejdůležitějších evrop- ských metropolí.

Petr Bartošík Individualizované výrobky, vysoce složité tvary a komponenty se zcela novým tvarem

a funkcemi – to jsou možnosti aditivní technologie, nové výrobní metody označované také jako 3D tisk. Na letošním veletrhu Hannover Messe se společně představili výzkum- níci i firmy z Drážďan, které se staly centrem rozvoje 3D tisku.

Obr. 1. Model drážďanského kostela Frauen- kirche vyrobený laserovým 3D tiskem (Ústav IKTS Fraunhoferova institutu; foto: Dresden Marketing)

Obr. 2. Konference s výstavou Werkstoffwoche 2017 se uskuteční v Drážďanech opět 27. až 29. září 2017