Возвращение к симбиозу человека и машины

«Есть надежда на то, что в достаточно близком будущем человеческий мозг и компьютерные машины будут тесно сотрудничать, в результате чего новый симбиоз будет думать не так, как какой-либо мозг до этого, и работать с информацией на таком уровне, к которому существующие сегодня машины не могут даже приблизиться.»
– Дж. К. Р. Ликлайдер, «Симбиоз человека и компьютера», 1960
7 Апрель 2016, 07:26
56 лет назад Джозеф Карл Робнетт Ликлайдер описал пророческую идею объединения компьютера и человеческого мозга, которые вместе будут думать на уровне, недоступном обычному человеку. Эта идея оказала влияние на целое поколение ученых и инженеров и серьезно повлияла на формирование современной вычислительной техники. Однако сегодня пользователи не особенно сотрудничают с машинами, они, скорее, подстраиваются, адаптируются для того, чтобы их использовать. Но разве должно быть не наоборот? Где же симбиоз?
Джозеф Карл Робнетт Ликлайдер
Конечно, современные компьютеры во всех их видах куда более удобны в использовании, чем их аналоги из 1960-х. Исследования эргономики и человеческого фактора продвинули индустрию вперед и теперь люди и машины действительно взаимодействуют куда лучше. Это особенно видно по научным исследованиям в сфере взаимодействия человека с компьютером, а также в более новом направлении — антропоцентрических вычислениях и программировании. 
Устройств, ставших результатом этих исследований, достаточно много: встроенная в шлем система отображения информации в истребителях F-35, Kinect от Microsoft и еще целая вереница различных устройств ввода, которые появились благодаря удешевлению сенсоров и избытку вычислительных мощностей. Однако симбиоз — это нечто куда более существенное, чем просто очередной способ взаимодействия с техникой.
Шлем пилота F-35
Потенциал симбиоза человека и машины отлично прослеживается в искусстве, где новые технологии открыли возможности, до этого казавшиеся невероятными. Благодаря вычислительным технологиям, целая армия художников начала работать с новыми медиумами — например, играми с высокой степенью погружения и дополненной реальностью или полнометражными анимационными фильмами — а также с новыми возможностями по созданию и проигрыванию музыки. 
Если раньше человеку была нужна звукозаписывающая студия, то теперь ему достаточно программы GarageBand; если раньше была нужна фотолаборатория, то теперь есть Photoshop; там, где была нужна целлулоидная пленка, теперь есть Blender и RenderMan. В этих сферах мы видим, как человек и компьютер работают бок о бок на благо искусства. 
Когда мы пользуемся человеческими ресурсами и его серым веществом (ведь, по сути, мозг — это просто альтернативная вычислительная платформа), мы можем не только находить решения к неразрешимым проблемам, но еще и создавать к ним абсолютно новые подходы. Мы мыслим новыми концепциями, в прямом смысле думая мысли, которые до этого были невозможны. Соответственно, наша цель должна быть в том, чтоб создать системы для улучшения уже существующих у человека возможностей, а также в инструментов для того, чтобы научиться думать по-новому.
Море поразительных возможностей
Развитие в сфере вычислительных технологий на базе человеческого мозга открыло огромное множество новых возможностей. Луис Фон Ан, например, продемонстрировал, что человеческое пристрастие к играм и пазлам можно использовать для того, чтобы через ESP-игры(«игры с целью») создавать описания к картинкам в интернете, а также «сканировать» огромные книги при помощи капч (тех самых наборов символов на картинке, которые должны «доказать, что вы не компьютер»). В этих случаях происходит изменение отношений между пользователем, компьютером и задачей, которую нужно выполнить.
Луис Фон Ан
У меня есть и собственный опыт в этой сфере. Как сотрудник DARPA, я участвовал в программе по разработке сверхсовременной сетевой платформы для пеших солдат. В качестве одного из основных ресурсов моя команда использовала тренировочную доктрину из боевого устава сухопутных войск США. Мы, по сути, переосмыслили всю концепцию сети и создали ее вокруг пользователя. 
Наш подход сильно отличался от других команд, пытавшихся использовать самообучающиеся алгоритмы, смысловой анализ и другие техники, основанные на обработке и анализе данных, чтобы «выучить» типы контента, которые нужны пользователю. Метод самообучения и подход на основе «биг дата» — это достаточно сложные, математически элегантные алгоритмы. 
Однако такой подход решает искусственную проблему. А если сосредоточиться на самом пользователе и его информационных потребностях и боевых задачах — эту общность можно обозначить как «отправную точку» — то большая часть алгоритмических сложностей просто отпадает, а в результате получается сеть для военных совершенно иного типа.
В этом и есть вся суть симбиоза: понять правильную, оптимальную роль человека в центре системы человек-машина. Человек и компьютер должны решать проблемы совместно, а не взваливать их лишь на машину. Возможно именно этого сейчас так не хватает: мы чаще просим компьютер решить вопрос самостоятельно, а не в рамках команды. 
Например, для классического инженера компьютер — это просто продвинутый калькулятор; MATLAB заменила логарифмическую линейку, однако сами задачи остались чисто человеческими. Аналогичная ситуация, на самом деле, встречается во многих не-компьютерных сферах, когда база данных — это просто таблица в Excel, а текстовый редактор — лишь замена печатной машинке. 
Чтобы полностью реализовать информационную революцию и вкусить плоды «второго века машин» (выделенного Эриком Бринолфссоном и Эндрю Макафи), мы должны сфокусировать исследования ученых на формулировании проблем нашего общества в контексте сотрудничества человека и машины. (Возможно, это одна из причин проблемы разнородности в информатике: мы относимся к машинам, как к чему-то отдельному от нас, а они, в свою очередь, отделяют нас от наших человеческих качеств вместо того, чтобы улучшать их.)
Из такого взгляда есть, как минимум, два следствия, связанных с образованием в информатике. Во-первых, за исключением тех, кто изучает взаимодействие компьютера и человека, когнитивную психологию и, возможно, определенные типы программирования, большинству студентов, занимающихся компьютерными науками, в ходе обучения не придется сталкиваться с нуждами пользователя, не говоря уже о его нуждах в сложных условиях науки или инженерии. 
В образовательных учреждениях нужно распространять модель мышления, которая исходит из функции и строится вокруг потребностей пользователя, чтобы подталкивать людей к решению этих сложных научно-инженерных проблем.
Во-вторых, практически во всех традиционных подходах к изучению информатики компьютер воспринимается как изолированная коробка. В ней есть процессор, память, данные; математический алгоритм в виде кода; «киберфизическая» система из оборудования и программного обеспечения, отвечающая за банковские переводы, управление полетами, компьютерные игры, планирование производства и многое другое. 
Как же нам объяснить студентам роль человека как центра системы человек-машина? Нам нужно обучить современных студентов так, чтобы они смогли придумать, как фундаментально изменить подход к решению различных проблем, чтобы они могли быть решены человеком совместно с компьютером.
Выводы для всей компьютерной науки настолько же радикальны. Мы тратим существенные интеллектуальные силы на то, что считаем фундаментальными компьютерными исследованиями, однако упускаем куда большие возможности из-за того, что задаем неправильный вопрос.
Правильная постановка вопроса сыграла принципиальное значение, когда Генри Форд и его команда строили свою автомобильную фабрику на реке Руж. Вместо того, чтобы просто увеличить объемы уже существующих типов производства, они переосмыслили взаимоотношения человека и машины в рамках одной системы.
Наша же задача заключается в том, чтобы вырастить новое поколение ученых и инженеров, которые будут способны изучать потенциал сотрудничества человека и машины — не замены человеческого труда машинным, а улучшением его качества во всех формах.
Альберт Эйнштейн
В одной из своих статей от 1949-го года Альберт Эйнштейн размышлял о влиянии науки на общества и пришел к выводу, что «Нам нужен совершенно новый тип мышления, если мы хотим, чтобы человечество выжило.» С моей точки зрения, партнерство человека и машины станет центральным в этом мышлении будущего. Мы живем в век стремительных технологичных и социальных изменений и единственный способ начать думать «быстрее» и иначе — начать делать это вместе с нашими компьютерными партнерами в рамках взаимозависимой борьбы за выживание.
Об авторе
Уильям Регли — заместитель директора отдела оборонных исследований в DARPA. Туда он пришле в 2014-м году после 17 лет работы на одном из факультетов Дрексельского университета. Регли опубликовал более 250 технических статей, включая тексты о исследованиях в сфере компьютерной графики, искусственного интеллекта, робототехники, беспроводных сетей, тканевой инженерии, инженерном дизайне и производстве.
Является старшим членом Ассоциации вычислительной техники, Института инженеров электротехники и Американской ассоциации по искусственному интеллекту.