Сферы применения искусственного интеллекта

Что такое искусственный интеллект?

Искусственный интеллект (ИИ) – это технология, которая занимается разработкой алгоритмов, способных выполнять задачи, требующие интеллектуальных способностей, присущих человеку. ИИ включает в себя значительное число направлений, таких как машинное обучение, обработка естественного языка, компьютерное зрение, робототехника. Основная цель ИИ – помощь человеку, создание программ и алгоритмов, которые обучаются принимать решения и выполнять рутинные задачи.

Какие существуют виды ИИ?

ИИ² можно разделить на следующие категории:

1. По уровню интеллекта:
узкий (слабый) ИИ – ориентирован на выполнение одной конкретной задачи или набора связанных задач. Такие программы обходятся без общего интеллекта и не переносят навыки на другие задачи. Узкий ИИ используется в играх, для автоматизации рутинных задач, обработки информации и анализе;

общий (сильный) – его идея состоит в создании программы, обладающей универсальными интеллектуальными способностями, аналогичными человеческим. Такой ИИ сможет понимать контекст, решать широкий спектр человеческих задач и адаптироваться к новым условиям. Однако сегодня сильный ИИ находится на этапе теоретических исследований и разработок.

2. По типу обучения:

• машинное обучение – учится на получаемой информации и улучшает производительность с опытом;
• обучение с подкреплением – учится путем проб и ошибок, получая вознаграждение за правильные действия;
• индуктивное обучение – делает общие выводы на основе частных случаев, используя правила и логику.

3. По применению:

• компьютерное зрение (CV) – интерпретирует и понимает визуальную информацию, такую как изображения и видео;
• обработка естественного языка (NLP) – понимает, генерирует и переводит текст;
• робототехника – управляет физическими машинами и роботами;
• рекомендательные системы – предоставляют персонализированные рекомендации на основе предпочтений пользователя.

4. По степени автономности:

• автономный ИИ – действует независимо от внешнего управления, выполняет задачи в реальном времени;
• ассистивный ИИ – помогает людям в выполнении задач, предоставляя информацию и предложения.

Где используется искусственный интеллект?

Искусственный интеллект в нашей жизни проникает во все большее число сфер, улучшая процессы и открывая новые возможности. Существует ряд областей и сфер жизни, где применяется ИИ:

1. Создание сгенерированного контента (GenAI):
создание текстов– искусственный интеллект создает тексты, в том числе новости, статьи, и даже пишет книги. Например, журналисты и писатели используют ИИ для ускорения создания контента;

генерация музыки и искусства – ИИ создает музыкальные произведения, картины и анимацию. Художники используют ИИ в работе над произведениями искусства.

2. Голосовые технологии:
Voice2Text– ИИ-системы преобразуют голосовые записи в текст. Например, врачи могут диктовать заметки, а ИИ-решение Voice2Med сразу записывает их в текстовом формате; голосовые ассистенты – ИИ управляет голосовыми командами, как в случае с Салют. Это упрощает взаимодействие с технологиями и облегчает жизнь пользователям.

3. Технологии изображения:

• фотографии и видео – ИИ улучшает качество фотографий и видео, редактируя и делая их более яркими и резкими. Например, фоторедакторы используют ИИ для автоматической коррекции цветов и контраста. В здравоохранении такие решения позволяют улучшить качество изображения, а в результате и его интерпретации.
• распознавание лиц – искусственный интеллект активно используется для обеспечения безопасности в городах благодаря анализу данных с камер видеонаблюдения, учитыванию криминальных рисков и управлению экстренными службами. Системы ИИ распознают аномальное поведение, идентифицируют угрозы в реальном времени и помогают быстрее реагировать на чрезвычайные ситуации, делая города более безопасными для жизни.
• медицинская диагностика – ИИ в медицине помогает врачам диагностировать заболевания, анализируя медицинские снимки. Например, ИИ может обнаружить злокачественные новообразования на КТ-изображениях на ранних стадиях.

4. Автономные транспортные системы:

• самоходные автомобили – ИИ управляет автомобилями без участия водителя;
• беспилотные самолеты – ИИ контролирует полет беспилотников, обеспечивая их точное следование маршруту и избегание столкновений.

5. Образование:

• онлайн-обучение – ИИ адаптирует учебные материалы к каждому ученику, учитывая его сильные и слабые стороны. Например, платформы вроде Coursera используют ИИ для персонализации курсов;
• проверка знаний – ИИ проверяет тесты и экзамены, оценивая правильность ответов и выявляя ошибки. Например, студенты могут проходить тестирование дома, а ИИ будет проверять ответы в режиме реального времени.

Чем занимается искусственный интеллект в медицине?

Искусственный интеллект в медицине³ занимает крайне важное место. Он значительно улучшает диагностику, лечение и мониторинг пациентов. Существует несколько ключевых аспектов, где ИИ играет наиболее значимую роль:

• в диагностике⁴ – ИИ помогает врачам быстро и точно определять заболевания, анализируя медицинские изображения, такие как рентгенограммы, КТ, МРТ и УЗИ. Например, ИИ может распознавать злокачественные новообразования на ранних стадиях, что увеличивает шансы на успешное лечение. Также ИИ помогает врачам проводить дифференциальную диагностику. ИИ-системы умеют различать похожие симптомы между разными заболеваниями, что облегчает постановку точного диагноза. Кроме того, ИИ анализирует большое количество данных о пациентах, включая анамнез, лабораторные и инструментальные исследования, что позволяет выявлять скрытые патологии и предсказывать риски развития заболеваний.
• в лечении ⁵ – ИИ в медицине персонализирует подходы к лечению, учитывая уникальные физиологические параметры пациента. Например, ИИ может предложить оптимальный курс лечения, который наиболее эффективен для конкретного пациента. Также ИИ обеспечивает возможность мониторинга пациентов. ИИ следит за состоянием здоровья после операций или процедур, помогая врачам оперативно реагировать на любые изменения в самочувствии. Также ИИ способен контролировать прием медикаментов. ИИ оценивает дозировку лекарственных средств, обеспечивая точную подачу препаратов и предотвращая передозировку.
• в поддержании психического здоровья – ИИ помогает идентифицировать признаки депрессии и тревожности на ранних этапах, позволяя врачам начинать лечение до появления серьезных симптомов. ИИ определяет эмоциональное состояние человека, анализируя разговор или тексты, что помогает выявлять негативные настроения и направлять пациента на консультацию к специалисту. ИИ поддерживает когнитивно-поведенческую терапию, предлагая упражнения и рекомендации, которые способствуют восстановлению нормального эмоционального баланса.
• в управлении медицинскими учреждениями – ИИ помогает эффективно распределять ресурсы больницы, например, коечные места, оборудование и персонал, чтобы повысить эффективность работы. ИИ управляет расписанием рабочих смен, отслеживает нагрузку сотрудников, обеспечивает хранение и обработку данных пациентов, защищая конфиденциальность и облегчая доступ к необходимой информации.
• в медицинском оборудовании⁶– ИИ встраивается в медицинское оборудование, в хирургических роботов, кардиомониторы и МРТ-аппараты. Это облегчает настройку оборудования, повышает точность диагностики и лечения. Во время проведения операции ИИ анализирует большой набор данных и помогает выявлять важные параметры, уменьшая риски послеоперационных осложнений.
• при диспансеризации населения⁷ – ИИ позволяет врачам консультировать пациентов даже в удаленных и труднодоступных районах. Например, аппаратно-программный комплекс “Цифровой ФАП” со встроенными ИИ-сервисами позволяет в любом месте провести начальный скрининг пациента, проанализировать ЭКГ и предложить три варианта наиболее вероятных предварительных диагноза.
• в исследовании и разработке⁸ – ИИ помогает проводить научные эксперименты и клинические испытания, ускоряя процессы и повышая точность анализа данных. ИИ участвует в разработке новых лекарственных препаратов, тестируя их эффективность и безопасность. ИИ также моделирует биологические процессы, помогая понять механизмы распространения заболеваний и разработать эффективные методы борьбы с ними.
• в безопасности и защите конфиденциальности данных⁹ – ИИ играет важную роль в обеспечении безопасности и конфиденциальности данных пациентов. Врачи обязаны соблюдать строгие правила хранения и обработки информации, чтобы защитить права пациентов. ИИ помогает снизить риски ошибок и непредвиденных событий. ИИ мониторит и регулирует процессы внутри больниц, предотвращая нарушения стандартов.
• в обучении – ИИ также используется для обучения врачей, предоставляя им актуальную информацию и методики лечения.

Заключение

Искусственный интеллект проникает практически во все сферы жизни ¹⁰, преобразуя их и открывая новые возможности для всего человечества. От медицины и образования до промышленности и искусства – ИИ повышает эффективность, точность и качество процессов, помогая решать сложные задачи, которые ранее казались непосильными. Технологии ИИ позволяют автоматизировать рутинные операции, экономить ресурсы и ускорять выполнение проектов, что значительно повышает производительность в различных отраслях. Кроме того, ИИ способствует созданию инновационных продуктов и услуг, улучшая комфорт и безопасность в повседневной жизни, делая мир более технологичным и прогрессивным.

Источники

1. Шобонов Николай Александрович, Булаева Марина Николаевна, Зиновьева Светлана Анатольевна. ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В ОБРАЗОВАНИИ // Проблемы современного педагогического образования. 2023. №79-4. URL.
2. Васеев И. Е., Княгинин В. Н., Липецкая М. С., Семенова М. А., Харитонов М. А., Годунова Е. А., Научный редактор: Уткин Л. В., А. В. Бухановский // ИСТОЧНИКИ НОВЫХ ИНДУСТРИЙ. ВЫПУСК 3. ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ Экспертно-аналитический доклад. URL.
3. Головина, Е.А. Использование искусственного интеллекта в медицине / Е.А. Головина, А.К. Бачурина, А.В. Климов. — Текст : электронный // Novainfo, 2019. — № 104. — С. 1-2. — URL (дата обращения: 09.10.2024).
4. Гусев А. В., Гаврилов Д. В., Корсаков И. Н., Серова Л. М., Новицкий Р. Э., Кузнецова Т. Ю. Перспективы использования методов машинного обучения для предсказания сердечно-сосудистых заболеваний. Врач и информационные технологии. 2019. №3. С. 4147.
5. Невзорова В.А., Плехова Н.Г., Присеко Л.Г., Черненко И.Н., Богданов Д.Ю., Мокшина М.В., Кулакова Н.В. Методы машинного обучения в прогнозировании исходов и рисков сердечно-сосудистых заболеваний у пациентов с артериальной гипертензией (по материалам ЭССЕ-РФ в Приморском крае). Российский кардиологический журнал. 2020;25(3):3751. URL.
6. Алексеева М.Г. Искусственный интеллект в медицине / М.Г. Алексеева, А.И. Зубов, М.Ю. Новиков // Международный научно-исследовательский журнал.- 2022. - №7 (121).
7. Шайлиева Ш.Л., Мамчуева Д.Х., Вишневская А.П., Джалаева Х.Ш., Рамазанова Э.Г., Кокаева Я.Р., Елоева З.М., Айсанова Д.Р., Виноградова А.С., Туко Р.Р., Синева А.В., Валиуллина Л.А., Куцева А.А. Возможности применения искусственного интеллекта в современной гинекологии. Акушерство, Гинекология и Репродукция. 2024;18(4):563-580. URL.
8. Елизарова М.И., Уразова К.М., Ермашов С.Н., Пронькин Н.Н. ИИ медицине. International Journal of Professional Science. 2021. № 5. С.81-85.
9. Комарь П.А., Дмитриев В.С., Ледяева А.М., Шадеркин И.А., Зеленский М.М. Рейтинг стартапов искусственного интеллекта: перспективы для здравоохранения России. Российский журнал телемедицины и электронного здравоохранения 2021;7(3)32-41.
10. Фершт В.М., Латкин А.П., Иванова В.Н. Современные подходы к использованию искусственного интеллекта в медицине // Территория новых возможностей. Вестник Владивостокского государственного университета экономики и сервиса. 2020. Т. 12, № 1. С. 121-130.
11. Мелдо А.А., Уткин Л.В., Трофимова Т.Н. Искусственный интеллект в медицине: современное состояние и основные направления развития интеллектуальной диагностики // Лучевая диагностика и терапия. 2020. Т. 11, № 1. С. 9-17.