Onko tekoäly älykäs?
KILPAILU oli kova. Siirto siirrolta vastapuolet mittelivät taitojaan šakkipelissä. Mutta kyseessä eivät olleet tavalliset šakinpelaajat. Toisella puolella oli tietokoneiden šakin maailmanmestari Cray Blitz. Vastassa oli haastaja Hitech. Molemmat olivat erikoisesti ohjelmoituja supertietokoneita, jotka käyttivät omaa ohjelmaansa. Ja molemmat olivat tarpeeksi tehokkaita voittamaan šakkipelissä kaikki muut paitsi aivan huipputason ihmispelaajat. Käynnissä oli tietokoneiden maailmanmestaruusottelu.
Kuten kaikki olivat odottaneetkin, Hitech oli saanut pelin loppuvaiheessa yliotteen. Se tarvitsi enää vain tasapelin voittaakseen koko ottelun. Mutta kaikkien yllätykseksi Hitech ei huomannut Cray Blitzin kehittelemää taitavaa siirtoa. Odottamatta Cray Blitz nousi taka-alalta ja voitti Hitechin säilyttäen maailmanmestaruutensa!
Tämänkaltaiset kertomukset tekevät helposti jotkut levottomiksi. On jotenkin pelottavaa saada tietää, että nykyään tietokoneet pelaavat šakkia paremmin kuin useimmat ihmiset, ratkaisevat ongelmia ja todistavat matemaattisia väittämiä, että on robotteja, jotka voivat kuulla, nähdä ja jopa puhua, ja että lääkärit kysyvät tietokoneen mielipidettä jostakin hoitomenetelmästä tai diagnoosista. Tuleeko tieteiskertomuksista totta? Ovatko tietokoneet tulleet niin eteviksi että ne pian pystyvät hallitsemaan maailmaa?
Tällaiset huolenaiheet ovat oikeutettuja, koska yhdistämme yleensä sellaiset toiminnat kuin ongelmien ratkaisemisen ja kielen käytön älykkyyteen. Emme odota koneiden tekevän tällaisia asioita – emme edes tietokoneiden – koska tavalliset tietokoneet ovat vain nopeita tiedonkäsittelylaitteita, jotka tottelevat annettuja käskyjä. Mutta Hitechin ja Cray Blitzin kaltaiset tietokoneet ovat kaikkea muuta kuin tavallisia. Kuvaillakseen sitä, mitä tällaiset tietokoneet yritetään saada tekemään, tiedemiehet ovat keksineet niille termin ”tekoäly”. Ja se, mitä tiedemiehet väittävät ja ennustavat näiden koneiden tekevän, ei ole tyynnyttänyt ihmisten levottomuutta.
Vuonna 1957 Herbert Simon, joka nykyisin on nobelisti, ennusti: ”Kymmenessä vuodessa numeerisesta tietokoneesta tulee šakin maailmanmestari.” Tuoreemman lausunnon mukaan automaattisen tietojenkäsittelyn asiantuntija Harvey Silverman Brownin yliopistosta Providencestä Yhdysvaltain Rhode Islandin osavaltiosta väitti, että ”muutamassa vuodessa me odotamme kehittelevämme [tietokoneen], jolla on 5000 sanan sanavarasto ja joka ymmärtää suurimman osan yksinkertaisella englannin kielellä käydyistä keskusteluista”. Onko ihmismielen käyttö todellakin jäämässä syrjään?
Mitä tekoäly on?
Päätteleminen, ymmärtäminen, jonkin merkityksen selville saaminen, toimeen tuleminen tuntemattomissa olosuhteissa sekä ratkaisujen tekeminen – nämä asiat yleensä liitetään ihmismieleen. Älykkyydessä on kysymys juuri kyvystä suoriutua näistä ja monista muista tehtävistä. Aina 1600-luvulta lähtien tiedemiehet ovat unelmoineet ”ajattelevasta koneesta”, joka kykenisi ratkaisemaan matemaattisia ja loogisia ongelmia. Kuitenkin vasta 1950-luvun puolivälissä elektronisen tietokoneen tulemisen myötä tuosta unelmasta alkoi tulla totta.
Useimmat meistä tuntevat tietokoneen kyvyn säilyttää, tuoda esiin ja käsitellä suuria määriä tietoja hyvin nopeasti. Tämän takia tietokoneita käytetään kirjanpidossa, tiedostojen, luetteloiden ja hakemistojen käsittelemisessä ja niin edelleen. Kaikissa näissä toimenpiteissä tietokoneen muistiin syötetään paljasta tietoa, ja tietokoneelle annetaan sarja käskyjä eli ohjelma, joka määrää sen, mitä tietokone tekee tiedolle. Esimerkiksi tilinpidossa käytettävä tietokone saatetaan ohjelmoida käymään läpi kaikki tilitiedot kuukauden lopussa ja valmistamaan kaikille tileille laskut ja tiliotteet.
Kuvaillun työn tekemiseen vaaditaan tietenkin tietynlaista älykkyyttä. Pohjimmiltaan tällaiset laitteet kuitenkin seuraavat pelkästään ihmisten tarkkaan ennalta määräämien eri alkeistoimenpiteiden sarjaa, kunnes tehtävä on lopulta suoritettu. Jos jotakin puuttuu tai jokin on mennyt vikaan työvaiheen aikana, kone pysähtyy ja odottaa lisäkäskyjä ihmiskäyttäjältä. Tällaisten koneiden voidaan sanoa olevan tehokkaita mutta tuskin älykkäitä. Tekoäly-tietokoneiden on kuitenkin määrä olla erilaisia.
Pohjimmiltaan tekoäly on käskyjen tai ohjelmien ryhmä, joka yrittää tehdä tietokoneelle mahdolliseksi ratkaista ongelmia aivan itsekseen – niin kuin ihminen. Eräältä näkökulmalta katsottuna tietokone käy käsiksi ongelmaan pikemminkin yrityksen ja erehdyksen kautta kuin että se noudattaisi yksityiskohtaista vaihe vaiheelta määrättyä toimintasarjaa, joka johtaa ratkaisuun. Tällöin jokaisen yrityksen tulos eritellään, ja sitä käytetään perustana seuraavan yrityksen suunnittelemisessa.
Tämä periaate saattaa sinänsä kuulostaa yksinkertaiselta, mutta kun sitä sovelletaan käytännön elämän tilanteisiin, asiat voivat tulla hyvin monimutkaisiksi. Näin käy, koska harvat asiat käytännön elämässä ovat yhtä yksinkertaisia kuin kyllä tai ei, musta tai valkoinen. Kaikissa asioissa on pikemminkin merkitysvivahteita ja hiuksenhienoja eroavaisuuksia. Esimerkiksi jos jotakin hoitomenetelmää suositellaan vain yli 6-vuotiaille potilaille, soveltuuko se lapselle, jonka ikä on 5 vuotta ja 10 kuukautta? Tällaiset ratkaisut menevät paljon yli sen, mitä nykyajan tietokoneet pystyvät käsittelemään. Kuitenkin jos käyttöaluetta rajataan, tekoälyä voidaan käyttää menestyksellisesti.
Esimerkiksi Hitech pystyi tekoälyllä varustettuna voittamaan jotkut parhaista šakinpelaajista aivan yksinään ilman ihmisen ulkoista ohjausta tai väliintuloa. Mutta miten se onnistuu siinä? Tuo tietokone tutkii tarkoin vastapuolen siirtoa ja käy sitten muistissaan läpi tuhansia pelitilanteita vastatakseen siirrolla, joka rajoittaisi eniten vastapuolen mahdollisuutta voittaa. Tehdäkseen tämän se tarkistaa 175000 pelitilannetta joka sekunti eli yli 30 miljoonaa tilannetta niissä kolmessa minuutissa, joiden kuluttua se yleensä tekee sopivan siirron.
Tekoäly toiminnassa
Niin hyvä kuin Hitech onkin šakissa, se on täysin avuton toisissa peleissä ja tehtävissä. Näin on, koska Hitech on ohjelmoitu vain pelaamaan šakkia. Sen muistiin on varastoitu valtava määrä tietoa šakkisiirroista sekä asteittaisia käskyjä, jotka tekevät sille mahdolliseksi ”ajatella” loogisesti. Toisin sanoen niin kauan kun on kysymys šakin pelaamisesta Hitech on asiantuntija. Ja juuri tällä tavalla ATK-asiantuntijat kutsuvatkin Hitechin kaltaisia laitteita – asiantuntijajärjestelmiksi.
Asiantuntija- eli taitotukijärjestelmä on pohjimmiltaan tietokone, johon on talletettu laaja kokoelma tietoa joltakin nimenomaiselta alalta. Tämän ohella se on ohjelmoitu siten, että se voi opastaa käyttäjän mahdollisimman nopeasti ja mahdollisimman vähäisin ponnistuksin juuri sen tiedon luo, jota hän tarvitsee. Yleensä se tekee tämän jos-niin-sääntöjen joukon avulla: jos jokin nimenomainen ehto on tosi, niin on toimittava tietyllä tavalla. Käyttäjä ”keskustelee” asiantuntijajärjestelmän kanssa näppäimistön ja näyttöpäätteen tai joidenkin muiden laitteiden välityksellä. Muistissa olevat tiedot ja jos-niin-sääntöjen sarjat antavat tällaisille asiantuntijajärjestelmille vaikutelman älystä – tekoälystä.
Nykyään asiantuntijajärjestelmiä käytetään lääketieteessä, tietokonesuunnittelussa, malminetsinnässä, tilinpidossa, sijoitustoiminnassa, avaruuslentojen suunnittelussa ja valvonnassa ja niin edelleen. ATK-asiantuntijat työskentelevät nyt sellaisten asiantuntijajärjestelmien parissa, jotka voivat käsitellä, eivät vain yhtä jos-niin-tapausta kerrallaan, vaan monia tällaisia toimenpiteitä samanaikaisesti, aivan kuten tapahtuu ihmisen mielessä. Kehitteillä on myös järjestelmiä, jotka voivat ”nähdä”, ”kuulla” ja ”puhua”, vaikkakin rajoitetusti. Tämä kaikki on synnyttänyt joidenkin keskuudessa huolta. Tuleeko tietokoneista yhtä älykkäitä, tai jopa älykkäämpiä, kuin ihmiset?
Onko olemassa rajaa?
Se mitä tiedemiehet ovat onnistuneet tekemään tietokoneiden asiantuntijajärjestelmillä, on todella vaikuttavaa. Jäljellä on kuitenkin ratkaiseva kysymys: Ovatko nämä järjestelmät todella älykkäitä? Mitä me esimerkiksi sanoisimme henkilöstä, joka osaa pelata mainiosti šakkia, mutta kykenisi tuskin lainkaan tekemään tai oppimaan mitään muuta? Pitäisimmekö häntä todella älykkäänä? Ilmeisestikään emme. ”Älykäs henkilö oppii jotakin yhdeltä alalta ja soveltaa sitä toisilla aloilla kohtaamiinsa ongelmiin”, selittää William J. Cromie, erään tieteiskirjallisuutta tarkkailevan neuvoston johtaja. Tässä sitten onkin ongelman ydin: Voidaanko tietokoneet tehdä sellaisiksi, että ne voivat päästä älykkyydessä samalle tasolle ihmisten kanssa? Toisin sanoen voidaanko älykkyyttä tehdä keinotekoisesti?
Tähän asti yksikään asiantuntija tai tietokoneinsinööri ei ole onnistunut saavuttamaan tuota päämäärää. Huolimatta yli 30 vuotta sitten lausutusta ennustuksesta, joka koski šakkia pelaavia tietokoneita, šakin maailmanmestari on yhä ihminen. Ja huolimatta väitteestä, jonka mukaan tietokoneet tulevat ymmärtämään englannin kielellä tai muilla luonnollisilla kielillä käytyjä keskusteluja, sellainen on yhä alkeellisella asteella. Niin, kukaan ei ole keksinyt, miten tietokone voitaisiin tehdä sellaiseksi, että se soveltuu kaikkeen.
Ajatellaanpa esimerkiksi kieltä. Yksinkertaisessakin puheessa on tuhansia sanoja peräkkäin miljoonina erilaisina yhdistelminä. Jotta tietokone voisi ymmärtää lauseen, sen täytyy pystyä tarkistamaan lauseen jokaisen sanan kaikki mahdolliset yhdistelmät samanaikaisesti, ja sillä täytyy olla talletettuna muistiinsa valtavat määrät sääntöjä ja määritelmiä. Tämä on paljon enemmän kuin se, mihin nykyajan tietokone pystyy. Silti lapsikin selviytyy kaikesta tästä ja ymmärtää lisäksi kaikki puhuttujen sanojen takana olevat vivahteet. Hän erottaa sen, voiko puhujaan luottaa vai onko hän epärehellinen, tai tuleeko lause ymmärtää kirjaimellisesti vai onko se vitsi. Tietokone ei kykene vastaamaan tällaisiin haasteisiin.
Sama pitää paikkansa asiantuntijajärjestelmistä, joilla on kyky ”nähdä”, kuten esimerkiksi automaattisessa tuotannossa käytetyillä roboteilla. Eräs uudenaikainen järjestelmä, jolla on kolmiulotteinen näkökyky, tunnistaa kohteen 15 sekunnissa. Ihmissilmältä ja aivoilta sama vie vain yhden kymmenestuhannesosasekunnin. Ihmissilmällä on luontainen kyky erottaa se, mikä on tärkeää, ja suodattaa pois epäoleelliset asiat. Tietokone yksinkertaisesti hukkuu niiden yksityiskohtien paljouteen, jotka se ”näkee”.
Sen tähden huolimatta niistä kehitysaskeleista ja lupauksista, joita tekoälyn kyvykkyyden suhteen on tehty, ”useimmat tiedemiehet uskovat, että tietokonejärjestelmillä ei tule koskaan olemaan sitä älykkyyden, motivaation, taitojen ja luovuuden laajaa ulottuvuutta, joka ihmisillä on”, sanoo Cromie. Samoin kuuluisa tieteiskirjailija Isaac Asimov esittää: ”Epäilen, ettei tietokone vedä koskaan vertoja ainutlaatuisen ihmismielen intuitiivisille ja luoville kyvyille.”
Perimmäinen este todellisen älykkyyden keinotekoiselle aikaansaamiselle on se, ettei yksikään asiantuntija tai tietokoneinsinööri ymmärrä täysin sitä, miten ihmismieli oikeastaan toimii. Kukaan ei tiedä aivojen ja mielen täsmällistä yhteyttä tai sitä, miten mieli käyttää aivoihin varastoitua tietoa ratkaisun tekemisessä tai ongelman ratkaisemisessa. ”Koska en tiedä, miten teen [tiettyjä asioita mieleni avulla], en voi mitenkään ohjelmoida tietokonetta jäljittelemään sitä, mitä teen”, myöntää Asimov. Toisin sanoen, jos kukaan ei ymmärrä sitä, mitä älykkyys todellisuudessa on, niin miten se voidaan ohjelmoida tietokoneeseen?
Suurmestarit ja suurin Mestari
1700-luvun lopussa ja 1800-luvun alussa šakkia pelaava kone sävähdytti yleisöä kaikkialla voittamalla ihmishaastajansa, joihin kuului sellaisia huomattavia henkilöitä kuin Maria Teresia, Edgar Allan Poe ja Napoleon. Lopulta kone paljastui petokseksi. Sen sisällä oli ihminen!
Nykyisissäkin šakkia pelaavissa koneissa on ihminen sisällä; hän on vain paljon paremmin kätketty. Hän ei ole kukaan muu kuin ohjelmoija, joka on nähnyt paljon vaivaa kaikkien šakkipelin sääntöjen ja niiden käyttämistä koskevien ohjeiden syöttämisessä tietokoneeseen, niin että se voi otella suurmestareita vastaan aivan itsestään.
Sama pitää paikkansa kaikista muistakin asiantuntijajärjestelmistä ja kaikista tekoälyn sovellutuksista. Kunnia niistä kuuluu asiantuntijoille ja insinööreille, jotka suunnittelevat niitä. Kenelle meidän tästä samasta syystä pitäisi antaa kunnia ihmismielen todellisesta älystä? Tässä meidän täytyy lainata muinaisen Israelin kuninkaan Daavidin sanoja, kun hän liikuttui sanomaan Luojalle, Jehova Jumalalle, runomuodossa: ”Minä kiitän sinua siitä, että olen tehty ylen ihmeellisesti; ihmeelliset ovat sinun tekosi, sen minun sieluni kyllä tietää.” – Psalmi 139:14.
[Tekstiruutu s. 13]
”Tosiasiaksi kuitenkin jää, että tietokoneen ja ihmisen kyvyt näyttävät olevan pohjimmiltaan erilaisia ja nähtävissä olevassa tulevaisuudessa ei ihmisen kaltaista robottia todennäköisesti ilmaannu.” – Computers and Society, s. 14.
[Kuva s. 15]
Sekä lapsi että tietokone ymmärtävät kieltä vaihtelevassa määrin, mutta lapsi voi aistia aikomukset, uskottavuuden ja inhimilliset tunteet