Нариньяни А. С. – создатель теории недоопределенных вычислений

Нариньяни Александр Семенович – видный советский и российский ученый в области информационных и интеллектуальных технологий, один из основоположников ИИ в нашей стране [1–3].

А. С. Нариньяни родился 2 ноября 1937 г. в Москве, в армянской семье известного фельетониста Семена Давыдовича Нариньяни, семья которого бежала из Нагорного Карабаха во время очередной тюрко-армянской резни.

После окончания с отличием школы, в 1956 г. А. С. Нариньяни поступил в Московский инженерно-физический институт (МИФИ) на специальность "Вычислительная техника". В 1962 г. в составе группы студентов МИФИ он приехал в новосибирский Академгородок, где проходил преддипломную практику в Институте математики Сибирского отделения (СО) АН СССР, в отделе Э. В. Евреинова. Тема его дипломной работы "Проектирование компьютера на основе пороговой логики" была посвящена "параметронной машине" – ЭВМ на параметронах (магнитных устройствах с пороговой логикой).

Уже тогда у А. С. Нариньяни и двух его друзей-однокурсников созрело решение – отказаться от престижной работы в закрытых военных организациях Москвы и остаться в Институте математики, но не у Э. В. Евреинова, а в отделе программирования, возглавляемом А. П. Ершовым. Получив по окончании МИФИ в 1963 г. диплом инженера-электрика по ЭВМ и преодолев немало бюрократических преград, они все же перераспределились в Новосибирск. Поступив на работу в 1964 г. в отдел программирования, они предложили новое и перспективное направление исследований – асинхронное распараллеливание программ. А. П. Ершов одобрил эту инициативу и предоставил молодым ученым полную свободу действий. Уже в 1966 г. в журнале "Кибернетика" была опубликована статья двух старших лаборантов – В. Е. Котова и А. С. Нариньяни "Асинхронные вычислительные процессы над памятью", которая вскоре стала классической и широко цитировалась как в нашей стране, так и за рубежом.

В 1971 г. А. С. Нариньяни защитил кандидатскую диссертацию по данной тематике, получив ученую степень кандидата физико-математических наук. Сразу после защиты стал вопрос о выборе направления дальнейших исследований. Как вспоминал впоследствии сам А. С. Нариньяни в своем очерке, посвященном памяти академика А. П. Ершова: "Выбор новой проблемы: именно Андрей Петрович заметил тогда, что исследования по искусственному интеллекту выходят из фазы "предразвития" и начинают превращаться в многообещающее научное направление … В последовавшем диалоге о смене области исследований не было ни тени нажима, он продолжался несколько месяцев при моем весьма активном вначале сопротивлении. Наконец, решение было достигнуто. Для меня оно оказалось одним из наиболее важных в жизни. Может быть, единственным, которое было принято "по инициативе извне". Уже через год – два я считал этот выбор особой удачей, выбором навсегда" [2].

В начале 1973 г. в Вычислительном центре СО АН СССР была создана научно-исследовательская группа ИИ, которую возглавил А. С. Нариньяни. Первоначально тематика этой группы была связана с разработкой математического обеспечения макетного образца шагающего автомата, управляемого от ЭВМ. Однако уже вскоре в сферу интересов А. С. Нариньяни вошли проблемы взаимодействия человека и ЭВМ на естественном языке (ЕЯ). Первым проектом в этом направлении стала РИТА (Рисунок – Информация – Текст – Автор) – экспериментальная система перевода словесного описания в рисунок. Этот проект был запущен в начале 1974 г., и хотя он так и не был реализован (в основном, по причине эмиграции его идейного вдохновителя, выдающегося лингвиста И. А. Мельчука), некоторые его идеи использовались впоследствии в теоретических и экспериментальных исследованиях Лаборатории ИИ, созданной в 1977 г. в ВЦ СО АН СССР.

В рамках этой лаборатории, которую А. С. Нариньяни возглавлял с 1978 г. по 1990 г., он руководил комплексной группой, которая вела работы по теме "Взаимодействие с ЭВМ на естественном языке". Параллельно с теоретическими исследованиями проводились экспериментальные исследования, моделирующие процесс понимания сообщений на ЕЯ. Результатами этих исследований стали:

· система "Восток" – экспериментальная вопросно-ответная система;

· ряд лингвистических процессоров ЗАПСИБ (ЗАПрос к Справочно-Информационной Базе) и поддерживающая их технология ЕЯ-интерфейсов InterBASE (позднее – InBASE);

·  технология лексического анализа Alex, реализованная на основе теоретико-множественного языка СЕТЛ, предложенного   Дж. Шварцем (Нью-Йоркский университет, США), и др.

Сегодня общепризнано, что А. С. Нариньяни внес неоценимый вклад в развитие компьютерной лингвистики в нашей стране. Этот вклад измеряется не только его теоретическими работами и прикладными системами, созданными при его участии, но и формированием сообщества специалистов, объединенных тематикой "компьютерная лингвистика" [4]. По его инициативе с 1995 г. начали проводиться ежегодные Международные конференции "ДИАЛОГ" (Компьютерная лингвистика и ее приложения), на которых он был бессменным председателем программного комитета вплоть до 2008 г. (в настоящее время конференции проводятся при содействии и финансовой поддержке компании ABBYY). Как отмечают его коллеги, А. С. Нариньяни "всегда был душой "ДИАЛОГа". Ни одно значимое заседание – формальное или неформальное, – ни один круглый стол не обходились без его активного участия".

Другой гранью научного творчества А. С. Нариньяни были вопросы представления знаний и их использования в прикладных системах [3]. Наряду с развитием традиционных моделей представления знаний, он внес большой вклад в разработку принципиально новых методов, базирующихся на учете так называемых НЕ-факторов. К этим факторам, характерным для окружающей нас действительности (объектов реального мира), он отнес такие присущие им свойства, как неполнота, неточность, неоднозначность, нечеткость наших знаний о их строении и поведении. Занимаясь изучением многих НЕ-факторов, наибольший вклад он внес в разработку ключевого понятия " недоопределенности " [5], которая выступает не только в качестве одного из наиболее важных компонентов системы знаний, но и занимает все более достойное место в приложениях, относящихся к области вычислительной математики. Недоопределенность проявляется прежде всего в ограниченности, неполноте наших знаний о моделируемых объектах, которая может касаться как значений величин, так и типов объектов и отношений между ними.

Основываясь на идее недоопределенности, А. С. Нариньяни в начале 1980-х гг. предложил новый математический аппарат – недоопределенные модели (Н-модели), которые позволяют решать задачи с недоопределенными (приблизительно заданными) значениями параметров. Рассматриваемый вначале как оригинальный подход в области ИИ, этот математический аппарат постепенно трансформировался в прикладную технологию, получившую всеобщее признание под общепринятым названием "программирование в ограничениях" (programming in constraints). Данное направление активно развивается в последние два десятилетия во многих институтах и лабораториях мира как одно из наиболее перспективных в области информационных технологий [2].

На базе аппарата Н-моделей под руководством А. С. Нариньяни был создан ряд прикладных коммерческих систем: UniCalc (универсальный решатель), Time - Ex (система составления расписаний), NeMo + (технологический комплекс для решения задач в ограничениях) и др. Во второй половине 1990-х гг. технология Н-моделей, а также основанные на ней системы UniCalc и NeMo + были приобретены французской компанией "Дассо Системс" (Dassault Systemes), известной своими разработками в области САПР. На основе технологического комплекса NeMo + по заказу "Дассо" был реализован решатель задач программирования в ограничениях NemoNext, который был успешно использован в модуле управления знаниями САПР CATIA [6].

Лаборатория ИИ ВЦ СО АН во главе с А. С. Нариньяни активно участвовала в проекте СТАРТ, направленном на создание отечественных ЭВМ нового поколения (1985–1988 гг.). В 1983 г., т.е. за два года до официального запуска СТАРТа, он совместно с Э. Х. Тыугу (Институт кибернетики Эстонской АН) подготовил программу работ по созданию интеллектуального программного обеспечения (ПО) будущих ЭВМ. Задача состояла в создании образцов промышленной технологии разработки программных систем ("фабрик" программных систем), ускоряющих процесс создания таких систем в десятки раз. К концу проекта СТАРТ образцы технологий (в виде большого семейства основных компонентов таких фабрик) были созданы. Результаты работы были приняты межведомственной комиссией в 1988 г. и опубликованы в специальном выпуске " Soviet Computing " одного из самых популярных зарубежных компьютерных журналов " Communications of the ACM ".

С целью продолжения работ по созданию интеллектуального ПО, начатых в рамках проекта СТАРТ, А. С. Нариньяни в конце 1988 г. создал сначала Государственную научную фирму "ИнтеллиТек" ("Интеллектуальные технологии "), а в июле 1992 г. на базе этой фирмы – Российский НИИ искусственного интеллекта с центром в Москве и филиалом в Новосибирске. А. С. Нариньяни оставался бессменным директором этого института с 1992 г. по 2008 г. В рамках этих организаций были продолжены исследования в области представления и обработки знаний и автоматической обработки информации на ЕЯ, разрабатывались новые методы решения вычислительных и логико-комбинаторных задач на базе недоопределенных моделей, создавались перспективные программные технологии и прикладные системы.

Большое внимание А. С. Нариньяни уделял применению разработанных при его непосредственном участии Н-технологий для решения практических задач. Вначале в качестве таких задач выступали задачи из области проектирования технических систем, но постепенно фокус сместился на финансово-экономические задачи. Первое время такие задачи решались с помощью универсальной системы программирования в ограничениях UniCalc, а затем была разработана специализированная система ФинПлан – система электронных таблиц, поддерживающая работу как с точными, так и частично известными (интервальными) значениями, представляющая своего рода Excel со встроенной в него системой UniCalc. В 1996 г. система ФинПлан была с успехом представлена на крупнейшей европейской компьютерной выставке CeBIT (г. Ганновер, Германия), а в 1997 г. демонстрировалась на Международной конференции PACT ’97 в Лондоне. Позже ФинПлан перерос в технологию INTEGRA. NM, на базе которой решалось множество финансово-экономических задач. В частности, эта технология была успешно опробована в рамках нескольких проектов Министерства обороны РФ, при разработке моделей промышленности Москвы, Томской и Ивановской областей, а также экспериментальных моделей экономики Республик Казахстан и Болгария [3].

Научные заслуги А. С. Нариньяни были высоко оценены научным сообществом. В 1989 г. он был избран вице-президентом вновь созданной Советской ассоциации искусственного интеллекта (САИИ), в 1998 г. – вице-президентом Национальной академии интеллектуальных и социальных технологий. Являлся членом-корреспондентом Российской академии естественных наук (РАЕН) (1997), академиком РАЕН (1999). Он был членом Научного совета РАН по методологии ИИ (с 2005 г.), координатором более десятка международных проектов, членом редколлегий нескольких крупных научных журналов, включая такие авторитетные издания, как " Applied Artificial Intelligence " (Вена, Австрия), "Информационные системы" и др.

Человек энциклопедических знаний, патриот, прекрасный собеседник, организатор, способный увлечь своими идеями и повести людей за собой, юморист и душа компании. Он знал несколько иностранных языков – английский (свободно), польский, чешский и словацкий (чтение свободно), французский (чтение со словарем). Автор около 200 научных публикаций в России и за рубежом (изданных на 4 языках в 7 странах).

А. С. Нариньяни был не только одним из организаторов разработки и внедрения информационных и интеллектуальных технологий. В 1988 –2008 гг. он выступил с серией полемических проблемных статей о роли информационных технологий и ИИ в современном мире, о влиянии новых информационных технологий на личность человека, о том, как их повсеместное применение скажется на культуре и поведении будущих поколений [7 –10].

Камнем преткновения на пути к ИИ А. С. Нариньяни считал, в частности, такое фундаментальное понятие, как "алгоритм". Вместо разработки алгоритмов он предлагал сфокусироваться на создании моделей, что по его мнению, должно привести к настоящей революции уже в ближайшие десятилетия. Он утверждал, что в программировании грядет революция, связанная с изменением фундаментальных принципов создания программ как таковых. Более того, он считал, что у России есть уникальные шансы возглавить эту революцию и вернуть себе место среди лидеров в сфере компьютерных наук – этой ключевой для нашего будущего отрасли.

Рассуждая о проблемах ИИ, он писал [9]: "Термин Artificial Intelligence родился в 1956 г. как отражение того "наивного оптимизма" начального периода, когда большинству энтузиастов казалось, что до искусственного интеллекта почти рукой подать. Однако пока с каждым десятилетием расстояние до цели только растет. Полвека спустя становится ясно, что она не близка – трудностей полно, а успехи не слишком впечатляют. Споры о том, что относить к области ИИ и каковы её задачи, ведутся до сих пор и конца им не видно… На тему "куда и как двигаться", дискуссий в ИИ идет не меньше, чем по поводу определения самого термина ИИ".

"… Теория знаний, которая стала в ИИ ключевой, развивается на пересечении философии, лингвистики, математики и психологии. При этом сам прогресс области ИИ зависит от продуктивного диалога этих наук, ориентирующихся как на решение проблем прикладного характера, так и на поиски ответов на вопросы самого высокого уровня – Что есть человек; Мир вокруг нас; Наши знания об этом мире и т.п."

"… По настоящему большие проблемы, которые ставит перед собой человечество, можно разделить по сложности на несколько уровней:

- Технические (значительные шаги в их развитии требуют не менее нескольких лет);

- Макро (масштаб шагов – несколько десятилетий);

- Мега (время решения занимает несколько – часто много поколений).

Сегодня до уровня мега поднимаются стратегические проблемы лишь немногих областей знаний, которые возглавляет прародительница всех наук – философия. Три тысячи лет она пытается сформулировать наиболее общие законы окружающего мира, т.е. определить всеобщее устройство всего. Недаром, мифический инструмент решения всех проблем называется философским камнем.

Проблема ИИ – задача сравнимого масштаба, для решения которой человеку надо узнать всё о себе и научиться находить аналогичные технические решения. Таким образом, философия и ИИ движутся навстречу друг другу: философия – от самых общих законов к попыткам примерить их к частным случаям, а ИИ – от решения конкретных задач ко всё более широкому обобщению своих эмпирических достижений.

Любая проблема – если она мега – необозрима в силу её масштаба… Поэтому мега-проблему можно сравнить с гигантским лабиринтом, в различных точках которого находятся группы исследователей, стремящихся найти свой путь к цели, хотя пространство лабиринта и сама эта цель понимаются ими по разному. В одном эти группы похожи: они не представляют себе размеры и сложность мега-проблемы, иначе никогда бы не решились пуститься в свой поход. И уж, по крайней мере, не тешили бы себя иллюзиями о том, что знают, в какую сторону двигаться".

"… Следует различать два уровня относимой к ИИ тематики:

1) Стратегическая цель ИИ – это та фундаментальная долгосрочная междисциплинарная мега-проблема, которая требует серьезного осознания и глубокой разработки, а никак не сиюминутных успехов, превращающихся в фокусы, которые через массмедиа создают у публики иллюзию того, что лет через 10 –20 проблема будет решена;

2) Интеллектуальные прикладные технологии – решают текущие задачи в разных областях приложений на основе оригинальных "инженерных " методик, тоже относимых к области ИИ; этим работам прямые коннотации с фундаментальной задачей ИИ не только не нужны, но и очень мешают, например, вынуждают специалистов сознательно или подсознательно придерживаться антропоморфности, чтобы соответствовать "ожиданиям заказчиков", ассоциированных с ИИ из блокбастеров.

Путаница этих двух уровней приводит к конфликту оценок положения дел в области ИИ. Одни говорят о стагнации, забывая о том, что долгосрочные проблемы в принципе не могут работать как фейерверк непрерывных успехов. Другие же ради пиара выдают весьма приземленные успехи приложений за крупные победы в достижении фундаментальной цели.

… Но тот факт, что до стратегического ИИ ещё очень далеко, совсем не означает, что работы в этой области теряют практический смысл. Совершенно ясно, что сегодня интеллектуализация является ключом развития как самих ИКТ (инфокоммуникационных технологий), так и всех областей, в которых они активно используются. А поскольку масштабных прикладных разработок без теоретической базы не бывает, то и для интеллектуализации она нужна, но пока не на уровне фундаментальных исследований, а в качестве обоснования концепций и методик решения текущих практических задач".

Ещё одно гениальное предвидение А. С. Нариньяни связано с проблемой e - homo, над которой он начал размышлять ещё в конце 1990-х годов [9, 10]: "Добравшись до 21-го века, мы выстроили глобальную цивилизацию, всё более похожую на минное поле. Новые технологии, порождаемые ею направо и налево в основном из чисто тактических соображений, вырастают до факторов апокалиптического масштаба, представляющего угрозу самому существованию человечества.

… За спорами о том, может ли машина мыслить, что такое интеллект (тем более, искусственный), не завоюют ли нас машины и т.п., довольно неожиданно прямо на наших глазах стал формироваться третий участник "марафона в будущее". Я назвал его e - homo, поскольку он рождается в симбиозе сегодняшнего Homo Sapience с быстро совершенствующимися сверхвысокими технологиями.

В развитии этого симбиоза проступает совсем новая формация личности середины 21-го века: e - homo во многих отношениях будет отличаться от нас – людей начала нынешнего века – настолько же, насколько наш современник отличен от крестьянина средних веков.

Трансформация в e - homo только начинается. Техногенная среда будет для нового человека не только внешней, она проникает внутрь его организма в виде чипов и микроустройств чуть ли не молекулярного размера.

Мы у порога нового этапа цивилизации, касающегося как всего человечества, так и каждого человека, – его личности, тела, образа жизни и даже души".

Александр Семенович Нариньяни умер 26 апреля 2010 г. в Москве в возрасте 72 лет.

Уже на следующий день на нескольких Интернет-сайтах появилось сообщение под заголовком; "Ушел из жизни отец советского искусственного интеллекта". Друзья и коллеги подготовили в его честь сборник воспоминаний "Памяти А. С. Нариньяни" (Приложение к журналу "Информационные технологии", № 6, 2011), открывающийся словами: "Этот сборник – скромная дань памяти Александра Семеновича Нариньяни (1937 – 2010), выдающегося ученого, одного из виднейших специалистов в области искусственного интеллекта, одного из пионеров этого направления в Советском Союзе".

 

 

                 Использованные источники

 

1^*. Нариньяни Александр Семенович [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// ru.wikipedia.org/Нариньяни_Александр_ Семенович.

2^*. Александр Семенович Нариньяни / Ю. А. Загорулько, И. С. Кононенко, В. Е. Котов, Д. Я. Левин, В. В. Телерман, Н. А, Черемных [Электронный ресурс]. – Pежим доступа: http://www. computer-museum.ru/galglory/nariniani.htm.

 3*. Загорулько Ю. А., Кононенко И. С. Прометей науки. (Памяти А. С. Нариньяни) //Приложение к журналу "Информационные технологии". – № 6. – 2011. – С. 2 –5.

4. Кобозева И. М., Кононенко И. С., Соколова Е. Г. Он был романтиком …(Школа А. С. Нариньяни в контексте российской компьютерной лингвистики) (Памяти А. С. Нариньяни) // Приложение к журналу "Информационные технологии". – № 6. – 2011. – С. 12 –18.

5. Нариньяни А. С. Недоопределенность в системе представления и обработки знаний // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. – № 5. – 1986. – С. 3 –28.

6. Телерман В. В. Воспоминания об Александре Семеновиче Нариньяни (Памяти А. С. Нариньяни) // Приложение к журналу "Информационные технологии". – № 6. – 2011. – С. 6–8.

7. Нариньяни А. С. Модель или алгоритм: новая парадигма информационной технологии // Информационные технологии. – № 4. – 1997. – С. 11–16.

8.   Нариньяни А. С. Будущее информационных технологий: революция в начале 21 века: матер. Междунар. конф. "Проблемы управления и моделирования в сложных системах"/ под ред. акад. В. П. Мясникова, акад. Н. А. Кузнецова, проф. В. А. Виттиха. – Самара: СНЦ РАН, 1999. – С. 27–32.

9. Нариньяни А. С. Искусственный интеллект: Философский камень или камень преткновения: матер. 10-й Национальной конф. по искусственному интеллекту с международным участием " КИИ-2006", Обнинск, 25-28 сентября 2006. В 3-х т. – 3Т. – М.: Физматлит, 2006 [Электронный ресурс]. – Pежим доступа:  http://www.raai.org/resurs/papers/kii-2006/doklad/ Narin’yani/doc.

10. Нариньяни А. С. E-Homo: новый человек ближайшего будущего [Электронный ресурс]. – Pежим доступа: http:// ria.ru/analytics/20060619/49731664.htm.

"Разве есть в жизни что-либо более прекрасное,

чем поиск ответов на вопросы? "

Айзек Азимов

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 Завершая повествование, автору хотелось бы высказать читателю ряд соображений. Во-первых, список великих людей – основоположников ИИ, чьи биографии приведены в данной книге, безусловно, далеко не полон. Многие яркие представители данной молодой и перспективной области исследований (как безвременно ушедшие от нас, так и ныне здравствующие) остались за кадром по одной простой причине – автор хотел дать лишь самую общую картину становления и развития ИИ, "крупными мазками" выделяя основные "вехи" на этом пути и главные фигуры, сыгравшие ключевую роль в данном процессе.

Во-вторых, сам жанр изложения – биографические очерки (эссе) о жизни и деятельности конкретных исторических личностей – требует минимума фантазии и общих слов и больше конкретики (даты, факты, обстоятельства), что приводит неизбежно к необходимости заимствования, компиляции (зачастую, "большими кусками") ранее опубликованных биографических материалов, воспоминаний современников и т.д. Во всех этих случаях автор старался, по мере необходимости, сделать соответствующие ссылки на использованные источники, включая Интернет-сайты.

И наконец, автор искренне надеется, что прочтение материалов, вошедших в данное учебное пособие, пробудит у читателя не только дополнительный интерес к личности отдельных ученых-пионеров ИИ, но и послужит стимулом для более глубокого изучения заинтересовавших их методов и направлений ИИ. Для получения начальной информации по этим вопросам можно обратиться к списку литературы, приведенному в конце каждого раздела. Если у читателя возникнет такое желание, автор будет считать, что цель, поставленная им при написании данной книги, достигнута.

 

* Под технологической сингулярностью понимается феноменально быстрый, взрывной научно-технический прогресс, основанный на мощном ИИ (превосходящем человеческий) и киборгизации людей