< sekcia Slovensko

Farkaš: Mozog je zrejme najzložitejším objektom v známom vesmíre

Na snímke profesor Igor Farkaš, vedúci Katedry aplikovanej informatiky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave. Foto: Osobný archív Igora Farkaša

Pochopiť, ako presne funguje ľudský mozog, je veľmi zložité, tvrdí profesor Igor Farkaš, vedúci Katedry aplikovanej informatiky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského.

Bratislava 5. januára (TASR) - Napriek tomu, že kognitívna veda zatiaľ na Slovensku neprenikla do povedomia širšej verejnosti, profesor Igor Farkaš, vedúci Katedry aplikovanej informatiky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave verí, že je to otázkou času. Ako hovorí v rozhovore pre TASR, je užitočná všade, kde je dôležité chápať ľudské myslenie a rozhodovanie. Pochopiť, ako presne funguje ľudský mozog, je podľa neho veľmi zložité preto, že je zrejme najzložitejším kompaktným objektom v známom vesmíre a že skúmame vlastne samých seba.


Venujete sa kognitívnej vede, teda skúmaniu ľudskej mysle, dá sa zjednodušene povedať, že vašou prácou je rozmýšľať o tom, ako sa myslí?

Ľudské myslenie, čo sú v podstate kognitívne procesy, ma zaujíma. Keďže som vzdelaním predovšetkým informatik, mojou hlavnou výskumnou náplňou je formálny, algoritmický pohľad na tieto procesy, ich modelovanie, a to pomocou biologicky inšpirovaného prístupu – umelých neurónových sietí, pomocou ktorých sa ich snažíme simulovať.


Ste garantom magisterského programu Kognitívna veda. Aké je uplatnenie kognitívnych vedcov v praxi?
Kognitívna veda je jediný študijný program v tomto odbore na Slovensku. Jeho pridanými hodnotami je fungovanie v rámci stredoeurópskeho konzorcia univerzít - MEi:CogSci, povinná mobilita počas semestra, prezentácia vlastného výskumu na konferencii konzorcia a to, že celý program beží v anglickom jazyku. Kognitívna veda zatiaľ neprenikla do povedomia širšej verejnosti, ale to je, verím, otázkou času.

Absolventi programu môžu zužitkovať nadobudnuté skúsenosti v rôznych profesiách, z ktorých niektoré sú dôležité už dnes, niektoré nadobudnú ešte väčší význam v budúcnosti. Kognitívna veda je užitočná všade, kde je dôležité chápať ľudské myslenie a rozhodovanie v konkrétnych situáciách, v empirických oblastiach výskumu, ako sú psychológia, neuroveda a lingvistika, kde treba navrhovať, testovať a vyhodnocovať behaviorálne experimenty.

Kognitívna veda je však dôležitá aj v oblastiach, kde sa ľudské myslenie stretáva a interaguje s umelo vytvorenými inteligentnými technológiami, napríklad pri navrhovaní systémov určených na užívateľsky prívetivú, "user-friendly", interakciu s človekom, v oblasti ergonomického dizajnu či vytváraní webových stránok. Okrem toho, absolventi sa môžu uplatniť v interdisciplinárnych tímoch, kde sa stretávajú experti z rôznych disciplín, hovoriaci v podstate rôznymi jazykmi, čo je často nutné pri riešení zložitých problémov.


Snažíte sa pochopiť, ako funguje ľudský mozog, čo je na tomto procese najťažšie?


Pochopiť, ako presne funguje ľudský mozog, je veľmi zložité nielen preto, že sám je zrejme najzložitejším kompaktným objektom v známom vesmíre, ale je aj preto, že produktom mozgu sú kognitívne procesy - myseľ, z ktorých niektoré si uvedomujeme a ktoré riadia naše správanie. Ľudský mozog sa skúma na rôznych úrovniach analýzy, od molekulárnych procesov v nervových bunkách - neurónoch, až po celý systém, podľa toho, na čo sa zameriavame, a najťažšie je vysvetliť to, ako vzniká a funguje vedomie – subjektívna skúsenosť umožnená objektívne skúmateľnou biologickou hmotou.


Vzhľadom na súčasné vedecké poznanie asi stále nemožno povedať, že vieme, ako presne funguje naša myseľ a vedomie.

Presne tak. Táto obťažnosť je zrejmá z toho, že napriek signifikantnému pokroku v poznávaní mozgu a mysle vďaka moderným technológiám, napríklad zobrazovacie metódy aktivity mozgu, stále existuje pomerne veľa teórií, ale zatiaľ žiaden konsenzus. Potrebujeme viac empirických dát, prameniacich z dobre dizajnovaných experimentov, ako aj výpočtových modelov, pomocou ktorých sa budú dať niektoré teórie vylúčiť a iné zrejme posilnia svoj význam.


Pojem umelá inteligencia sa už stáva bežnou súčasťou slovníka. Napadlo vám v minulosti, aké široké môže byť jej využitie?

Až tak veľmi som o tom v minulosti nerozmýšľal, ale bol a stále som presvedčený, že využitie umelej inteligencie bude široké. Moje presvedčenie pramenilo aj z toho, že som stále intuitívne veril umelým neurónovým sieťam, inšpirovaným ľudským mozgom, s ktorými som sa zoznámil už počas vysokoškolského štúdia v 90. rokoch, keď som pracoval ako vedecká pomocná sila na Ústave merania Slovenskej akadémie vied (SAV).

Význam neurónových sietí sa dostal do popredia v ostatných rokoch v podobe tzv. hlbokého učenia, vďaka ktorému dokážu umelé systémy založené na neurónových sieťach dosahovať hranice ľudských schopností v konkrétnych úlohách, napríklad rozpoznávanie obrazov, ba dokonca ich prekonávať. Hlboké učenie čerpá niektoré princípy z mozgu, v iných sa od neho značne líši. Je však evidentné, že inšpirácia prírodou stále ponúka veľký potenciál, a teda aj poznatky kognitívnej vedy sú dobrým inšpiračným zdrojom pre návrh systémov umelej inteligencie.


Pred niekoľkými rokmi sa umelá inteligencia dokázala sama naučiť hrať hru Go a vyhrávať. Bol to dôležitý úspech?

Počítač AlphaGo v roku 2015 prvýkrát porazil šampióna v tejto hre, ktorá je oveľa zložitejšia ako šach. V šachu vyhral počítač Deep Blue nad vtedajším veľmajstrom sveta Garrym Kasparovom už v roku 1996. Je to, samozrejme, veľký úspech, keďže sa podarilo nasimulovať zložitý rozhodovací proces, a to pomocou trénovania na partiách hraných ľudskými hráčmi alebo samotného počítača proti sebe.

Na druhej strane, tento úspech odhaľuje aj to, že napriek biologickej inšpirácii prístupu - učenie na príkladoch, pomocou odmeňovania a trestu, sú tam aj rozdiely, napríklad počítač potrebuje oveľa viac príkladov ako človek, rozhodovací proces je menej odolný voči šumu. Okrem toho, z pohľadu celkovej inteligencie, toto je len malý kúsok z repertoára schopností, ktorými človek disponuje a ktoré ešte ostávajú výzvou pre ďalší výskum. Súčasným cieľom je tzv. umelá všeobecná inteligencia, čo znamená inteligentný systém, schopný riešiť naraz celé spektrum úloh, ktoré rieši človek, ako vnímanie, motorika, jazyk, rôzne formy pamäti, plánovanie, rozhodovanie, a to aj v neistých situáciách, a podobne.


Umelá inteligencia sa aj na Slovensku využíva už aj v medicíne. Môže byť umelá inteligencia lepší doktor ako živý človek alebo skôr ostane len poradcom ľudských doktorov?

Technicky podľa mňa umelá inteligencia má potenciál byť lepší doktor ako človek, pretože bude objektívna, racionálna a na jej optimálne natrénovanie, aby správne rozhodovala, už máme dosť medicínskych dát a každým dňom pribúdajú. Dôležité je zahrnúť do modelu všetky relevantné atribúty, ako aj celkový zdravotný záznam pacienta, čo zrejme zohľadňuje aj doktor. K tomuto je dôležitá informatizácia zdravotníctva, aby tieto dáta boli dostupné. Či umelá inteligencia bude aj samostatne rozhodovať, je aj etická a právna otázka, otázka zodpovednosti, tak skôr vidím jej rolu ako poradcu doktora v najbližšej budúcnosti.


Vďačným prostriedkom na vyvíjanie umelej inteligencie sú roboty. Kde vidíte ich budúcnosť? Dokážu raz napríklad osamelým ľuďom nahradiť ľudských spoločníkov?

Jedným z kľúčových významov kognitívnej vedy aj interakcia robot-človek. Vývoj robotických systémov rôznych typov sa nedá zastaviť a verím, že sa podarí sledovať primárny cieľ robotiky – zvýšiť kvalitu života človeka. Využitie robotov je a bude rôznorodé, v podstate ide o oblasti využitia umelej inteligencie, kde je potrebné, aby inteligentný systém mal fyzické telo, pomocou ktorého dokáže efektívne a rozumne konať.

Už v súčasnosti sa využívajú robotické hračky napríklad u autistických detí, ktorým na interakciu lepšie vyhovuje robotická hračka než človek, lebo je viac predikovateľná, a teda zrozumiteľnejšia. Roboty ako spoločníci pre osamelých ľudí je už väčšia výzva, keďže vyžaduje viacero kognitívnych schopností na strane robota, vrátane motorickej zručnosti a používanie prirodzeného jazyka. Dôležité v tomto kontexte je rozumieť tomu, ako človek vníma robota, a naopak, aby obojstranná interakcia fungovala dobre.


Ak chceme, aby nám umelá inteligencia dokázala rozumieť, nestačí ju asi naučiť len slová a ich význam.
To, pochopiteľne, nestačí, nutné je zahrnúť aj to, ako svet funguje - model sveta, teda aspoň tú časť, ktorá je relevantná, aby umelá inteligencia mohla porozumieť konkrétnej situácii a správne reagovať. Otázka významov je jednou z kľúčových konceptov kognitívnej vedy. Dominantným prúdom súčasnej kognitívnej vedy sú významy nie ako dané entity, ale ako mentálne konštrukty vznikajúce v mysli človeka v procese interakcie s prostredím, ktorá je pre každého človeka individuálna. Samozrejme, sú tam podobnosti, inak by sme si veľmi nerozumeli. Treba mať na pamäti aj to, že významy sa netýkajú len jazyka, aj keď ten často používame, ale aj situácií, udalostí, komunikovať vieme aj neverbálne.


Myslíte si, že sa raz umelá inteligencia dokáže správať pri riešení niektorých situácií ako človek?

Niektorých určite, otázka či všetkých. No verím, že aj k tomu dôjde. Výhodou je, že umelá inteligencia nemá fyzikálne obmedzenia ľudského mozgu, ako napríklad rýchlosť spracovania informácie či kapacita pracovnej pamäte, pretože hardvér je už v súčasnosti veľmi rýchly a miera paralelizácie výpočtov vysoká. Problémom tu teda zostáva „softvér“, teda algoritmy učenia, ktoré treba navrhnúť a ktoré by umožnili vznik umelej všeobecnej inteligencie. Súčasné poznanie naznačuje, že toto sa bude dať dosiahnuť len interakciou systému umelej inteligencie s prostredím a učením, čo znamená, že sa to nebude dať priamo nadizajnovať do systému.


Dá sa povedať, v čom je myslenie človeka jedinečné?

Myslím si, že áno. Ako živočíšny druh sme obdarení najvyšším stupňom inteligencie, pretože máme prirodzený jazyk, dokážeme abstraktne myslieť v časopriestore, uvažovať aj o hypotetických situáciách a aj z nich sa učiť. Aj napriek tomu, že podliehame mnohým kognitívnym odchýlkam, ako zistili kognitívni psychológovia, dokážeme efektívne konať v zložitom prostredí, rozumieť svetu - do istej miery, a zložito vďaka globalizácii navzájom interagovať aj na veľké vzdialenosti.


Viaceré filmy priniesli tému ovládnutia ľudí umelou inteligenciou. Nemusíme sa obávať, že by sa nám raz pokrok vymkol spod kontroly?

Vylúčiť to v princípe nemožno, zložité učiace sa algoritmy dokážu generovať aj neočakávané správanie, ale musíme spraviť všetko pre to, aby sme zachovali hlavnú motiváciu pre využívanie umelej inteligencie, a to v prospech kvality života človeka.

Kľúčové je byť stále o krok vpred v porovnaní so súčasným stavom, myslieť na potenciálne riziká umelej inteligencie a algoritmicky sa snažiť im zabraňovať, čo už je v súčasnosti možno pozorovať v základnom výskume. Samozrejme, riziko prameniace zo zneužitia umelej inteligencie na vojenské a politické účely je veľké, globálny svet je ťažko ovládateľný. Treba o tom určite hovoriť na rôznych úrovniach a vytvárať tlak smerom hore.

Je dobré, že umelá inteligencia je v súčasnosti veľmi aktuálnou témou vo svete i v Európskej únii, ktorá výrazne podporuje výskum v tomto smere. Dôležitým novým atribútom je tzv. vysvetliteľná umelá inteligencia, ktorej budeme vedieť lepšie porozumieť, a tak jej i viac dôverovať.

Aj u nás sa veci hýbu v tomto smere. Minulý rok vzniklo Slovenské centrum pre výskum umelej inteligencie, slovak.AI, ako nezávislá a nezisková platforma, prepájajúca expertov a záujemcov z akademického, súkromného a verejného sektora.



Rozhovor s Igorom Farkašom je súčasťou multimediálneho projektu Osobnosti: tváre, myšlienky, v rámci ktorého prináša TASR každý týždeň rozhovory, fotografie a videá osobností slovenského, európskeho i svetového politického, spoločenského, ekonomického, športového a kultúrneho života.