Pojmi, ki jih bomo spoznali: računalnik v administraciji in upravljanju, računalnik v finančnem poslovanju, računalnik v procesu upravljanja, vodenja in odločanja, avtomatizacija proizvodnje, CNC, CAM, CAD, CAE, CIM, robotika, računalnik v medicini in zdravstvu, računalnik v bančništvu - e-bančništvo, računalnik v trgovini - e-trgovina, črtna koda, računalnik v vojaških razmerah, vojaški vadbeni simulatorji, računalnik v komunikacijskih storitvah, umetna inteligenca, ekspertni sistemi, mehka znanja, trda znanja, tehnološka singularnost, transhumanizem.

4. RAČUNALNIK IN NJEGOVA UPORABA

    Računalnik je naprava za avtomatsko obdelavo podatkov, in to velikega števila podatkov. Kot smo v dosedanji analizi videli, seveda ne gre le za ogromne množice številk, ampak tudi za različne znake, besedila, slike, zvočne in druge fizikalne signale itd. Računalnik sicer ne more opraviti nobene operacije, ki je ne bi zmogel tudi človek, a je bistveno hitrejši in točnejši. To velja zlasti pri izpeljavi zahtevnejših matematičnih operacij, zapletenih računov v fiziki, kemiji, gradbeništvu, strojništvu, itd. Posebno veljavo si je pridobil v tako imenovanem naravoslovno-tehničnem in razvojno-raziskovalnem področju, kjer si znanstvenega dela brez računalnika ne moremo več predstavljati. Povsem se je  že uveljavila metoda dela, ko reševanje določenega problema poteka v obliki neke vrste dialoga med človekom in računalnikom (t.i. interaktivno reševanje problemov). Tako npr. raziskovalec predlaga določeno električno vezje, ki naj bi ustrezalo raziskovalnemu modelu, računalnik pa izračuna, ali bo in kako bo v določenih okoliščinah delovalo. Na osnovi dobljenih rezultatov fizik ponudi novo varianto rešitev; postopek se seveda ponavlja toliko časa, dokler se ne najde najustreznejša rešitev, ki se nato eksperimentalno preveri in dodela. Torej je človek tisti, ki išče nove poti, ideje in variante, računalnik pa s svojo osnovno sposobnostjo, da hitro in natančno izračunava, preverja postavljene modele oziroma rešitve. Dela, za katera je človek nekdaj potreboval ogromno časa (tudi po več tednov, mesecev, tudi let), lahko v večini primerov opravi računalnik v zelo kratkem času. Pomembna prednost računalnika je v tem, da podatke in informacije pomni in zmore nepretrgano in povsem enako točno »delati« tudi daljše časovno razdobje. Zato ga srečujemo na vseh področjih življenja in tehnike: pri krmiljenju in nadzorovanju neposredne proizvodnje v tovarnah, pri obdelavi podatkov v uradih, laboratorijih, sodobni medicini in zdravstvu itd. Pa si oglejmo nekatera področja njegove uporabe!

4.1 Nekatera značilna področja uporabe računalnika oz. IKT 

    Računalnik je posebno uporaben v administraciji in upravljanju. Z njim lahko avtomatiziramo računovodske in knjigovodske posle in razna opravila v sodobnih pisarnah (tako imenovanih elektronskih - e-pisarnah); računalniško vodimo podatke o vplačilih in naročilih kupcev, o zalogah v skladiščih, pripravljamo in obdelujemo poslovne informacije itd.
Posebno primeren je za opravljanje pisarniških opravil, to je pri pripravi oziroma obdelavi raznih dokumentov. Dokumenti lahko vsebujejo besedila, pa tudi različne grafične  oz. multimedijske elemente (slike, diagrame, video posnetke...). V pisarni bližnje preteklosti (pa tudi še sedanjosti - slika 181) je bila za izdelavo dokumenta potrebna cela vrsta ljudi: tisti, ki je obdelal kako zamisel in pripravil besedilo, strojepiska, ki ga je natipkala in risar, ki je pripravil grafično opremo itd. Tipkanje je najbolj avtomatiziran del priprave dokumenta. Popolnoma mehaničen pisalni stroj, ki so ga izumili med leti 1866-67, je najprej zamenjal električni, tega elektronski, v zadnjem času pa je oba  skoraj v celoti izpodrinil računalnik s programi za oblikovanje besedil; tipkarica ne tipka več neposredno na papir, ampak se ji besedilo prikazuje na zaslonu. Ko je napisano, ga pregleda, oblikuje, dopolni in nato izpiše na tiskalniku ali fotostavnem stroju. Nato se po potrebi vnašajo diagrami in razni drugi grafični prikazi, kar prav tako opravi računalnik s pomočjo vnesenih podatkov ali slik. V manjši pisarni se za tako delo najpogosteje uporabljajo namizni - stacionarni mikroračunalniki (PC), v večjih pa se navadno več sistemov poveže v mrežo (lokalno ali širšo), po kateri se prenašajo posameznikom, skupinam ali tudi napravam elektronsko kodirana besedila, slike in drugi podatki oziroma informacije. Med shranjevanjem, prenašanjem in ponovnim prikazovanjem sistem zavaruje besedilo tako, da ohranja zaupnost sporočil oziroma dokumentov in točnost. Če je mreža dobro izvedena, lahko pretok kodirane informacije popolnoma zamenja papir (tudi omare z velikim številom registrov, omare za arhiviranje dopisov in drugih listin itd. - slika 181. V nadaljevanju je možna  povezava lokalnih mrež z drugimi mrežami znotraj iste organizacije, prav tako pa s krajevnimi, republiškimi, državnimi in mednarodnimi globalnimi mrežami. Še večje možnosti na tem področju pa prinaša mobilno in oblačno računalništvo. A o tem pozneje.

V administraciji in upravljanju je zelo pomemben način, kako hranimo količine podatkov, kako jih obdelujemo, razširjamo in predvsem upravljamo. Kot smo že povedali, velikemu številu računalniško strukturi-ranih podatkov pravimo podatkovje, v katerem npr. trgovska podjetja upravljajo s poslovnimi podatki, npr. o svojih strankah, o tem, kaj so naročile in kaj plačale itd. Bolnišnice lahko v svojih zapisih hranijo podatke o pacientih in njihovih boleznih, o tem, na katerem oddelku ležijo in kateri zdravniki jih zdravijo, pa tudi o njihovih dietnih jedilnikih, zdravilih, negovalnih zahtevah itd. Podjetje lahko vodi podatkovje v skladiščih, stanje potrošnega materiala, podatke o zaposlenih, podatke za izračun osebnih dohodkov itd. Učinkovitejši, vendar tudi zahtevnejši je način obdelave podatkov, npr. o celotni dejavnosti manjšega ali večjega podjetja, bolnišnice, občine, uprave javne varnosti, šole itd. Pri tem potrebujemo eno samo obsežnejše podatkovje, ki združuje vsa manjša (npr. podatke o zaposlenih, kupcih, zalogah, proizvodnji, naročilih, nakupih itd.). Če imamo še poseben programski paket, ki omogoča analizo medsebojnih vplivov raznih dogodkov v podjetju, časovno sprejemanje posameznih podatkov poslovanja, napovedovanje raznih dogajanj itd., lahko z računalniško podporo lažje in zanesljiveje upravljamo in vodimo. Vodilnim, vodstvenim ali kontrolnim organom lahko  npr. program za delo s preglednicami na preprost način izdela matematične modele različnih možnosti organizacije (npr. stanja in možnih trendov proizvodnje ali prihodka) in preverja posamezne odločitve ali strategije (na način: Kaj če... ?). Finančna programska oprema pa omogočajo vodilnim delavcem še takojšen vpogled v tekoče finančno stanje itd.

Kot vidimo, so taki in dodatni sistemi oz. programi še posebno pomembni za vodstvene in druge delavce, ker pomagajo pri vodenju in predvsem odločanju, saj so vir podatkov in informacij za vsakodnevno operativno organiziranje, nadzor in strateško načrtovanje. Vodilne delavce opozarjajo na načrtovane in predvsem nenačrtovane smeri razvoja, pomagajo pa tudi izdelovati projekcije in preverjajo posledice določenih poslovnih, tehničnih in finančnih odločitev.

     Vse večji pomen pa ima računalnik tudi v industriji. Računalniška tehnologija se je v industrijski proizvodnji začela uporabljati že zelo zgodaj in to zelo uspešno. Kot smo videli, je neprecenljiva v upravljavskem informacijskem sistemu, saj sproti obvešča vodstvo o obsegu proizvodnje, naročilih, zalogah, finančnem stanju, osebju itd. Seveda pa ima velik pomen tudi kot pomoč pri planiranju proizvodnje, načrtovanju in industrijskem raziskovanju. Računalnik postaja nepogrešljiv pripomoček pri upravljanju, vodenju in kontroli proizvodnih procesov in proizvodne opreme, skratka pri avtomatizaciji proizvodnje. Prva uporaba informacijske tehnologije v proizvodnji so verjetno Jacquardove statve, pri katerih je bila izdelava vzorca krmiljena s podatki na luknjanih karticah. Podobna tehnika je bila uporabljena leta 1952 na prvih numerično vodenih strojih (NC - ang. numerical control); na Massachusetts Institute of Technology so razvili sistem, ki je krmilil rezilo po koordinatah, ki jih je prejemal z luknjanega traku. Numerično vodena strojna orodja so se pojavila na tržišču v zgodnjih 60. letih, vendar je trajalo še deset let, da so luknjani trak zamenjali programi, shranjeni v pomnilniku računalnika. Računalniško vodeni numerični stroj (CNC -  ang. computer numerical control - slika 182) imajo predprogramirane različne proizvodne postopke, npr. hitrost in kot rezanja, izbor orodja itd.

Šele desetletje kasneje, leta 1980, so se pojavili računalniško podprti obdelovalni sistemi (FMS - flexible machining system - slika 182). V takem sistemu več računalniško vodenih numeričnih strojev obdeluje različne komponente, ne da bi bil potreben poseben nadzor. V takšni proizvodni liniji so med seboj povezane avtomatske manipulativne naprav (roboti), sistemi za avtomatsko premikanje in komunikacijske linije. Celoten proces vodi računalnik (ali več računalnikov), ki razpolaga s stalno novo in staro informacijo o položaju in stanju vsakega obdelovanca. Tako vsakega od obdelovancev po optimalni poti popelje skozi proizvodni proces. Glavna prednost takih prilagodljivih sistemov je, da je z njimi mogoče avtomatizirati  tudi maloserijsko proizvodnjo, medtem ko so se v preteklosti dragi avtomatski stroji izplačali le pri zelo velikih serijah. Prilagodljive proizvodne sistema je mogoče preprosto prilagajati različnim oblikam, velikostim in celo različnim materialom. Čas od prejetja naročila do prodaje končnega izdelka se je skrajšal, saj za nadaljevanje proizvodnje ni treba več čakati na zadostno število naročil. Stroji so mnogo bolj izkoriščeni, prilagodljivi. Tudi za človeka je vrsta ugodnosti, kot npr. nočno delo v takih delovnih organizacijah zahteva le minimalno število osebja.

Naslednje tehnično pomembno razvojno področje uporabe računalniške tehnologije v proizvodnji je začetna in končna stopnja računalniško vodene proizvodnje (CAM - computer aided manufacturing - slika 183), ki zajema začetno načrtovanje, izdelavo, testiranje in skladiščenje izdelkov. V okviru računalniško podprtega načrtovanja (CAD - computer aided design - slika 183) načrtovalci preko računalniške delovne postaje načrtujejo oz. oblikujejo in prikazujejo delovanje. Tako lahko npr. na zaslonu razprejo tridimenzionalen model letalskega krila in opazujejo posledice simuliranih obtežitev notranje konstrukcije krila. Morebitne pomanjkljivosti odpravijo pred končno izdelavo določenega elementa oziroma naprave.

Računalniško načrtovanje ni uspešno le v proizvodnji, ampak tudi na mnogih drugih področjih: v arhitekturi in gradbeništvu (npr. načrtovanje električne napeljave, ogrevanja, prezračevanja itd.), v tekstilni industriji (za krojenje, načrtovanje vzorcev itd.) itd. V nekaterih primerih je računalniško podprto načrtovanje (CAD) neposredno povezano z računalniško vodeno proizvodnjo (CAM), kar drugače imenujemo računalniško podprt inženiring (CAE - computer aided engineering). Torej velja, CAD + CAM = CAE.

Nadaljnja stopnja razvoja v tej smeri je t.i. povezana računalniško vodena proizvodnja (CIM - computer integrated manufacturing), ki jo radi imenujemo tovarna prihodnosti. Obsega avtomatizacijo in robotizacijo proizvodnega procesa, oz. računalniško podprto načrtovanje proizvodne tehnologije in izdelkov, računalniško vodeno proizvodnjo, računalniško planiranje proizvodnje in nabave, računalniško obdelavo tržišča in trženja ter računalniško vodenje administracije in finančnih operacij. V CIM je robot (slika 184) eden od ključnih elementov, ki omogoča prilagodljivo proizvodnjo in sprotno prilagajanje tržišču. Robotizacija je torej del računalniško integrirane proizvodnje in predstavlja podlago za njeno uvajanje.

    Začetki robotike segajo za več kot dobre četrt stoletja v preteklost, vendar je še danes nemogoče napovedovati, s kakšnimi koraki si bo utirala pot v prihodnje. Nekateri napovedujejo vsesplošno uporabo robotov v vsakdanjem življenju: v industriji, gospodinjstvu, medicini itd., drugi spet menijo drugače. A dejstvo je, da se robotika še ni uveljavila toliko, kot je bilo pričakovati. V začetni fazi razvoja so potrebna namreč velika finančna vlaganja, jasno pa je tudi, da je tržišče za robote in robotizirano tehnologijo še dokaj nezrelo. Po eni strani robotski sistemi še niso dovolj prilagodljivi, učinkoviti in inteligentni, da bi lahko preprosto zamenjali človeka pri zahtevnih opravilih, po drugi strani pa so roboti, ki so že na tržišču, preveč zapleteni in tudi predragi, da bi bili zanimivi in dosegljivi vsakomur.

Današnji industrijski roboti (slika 184) izhajajo iz teleoperatorjev (daljinsko vodenih strojev) in numerično vodenih obdelovalnih strojev (NC). Prvi industrijski roboti so lahko natančno ponavljali sekvenco gibov, ne da bi pri tem sodelovali oziroma upoštevali dogajanje v okolju. Tako je moral biti obdelovanec, s katerim je robot ravnal, na točno določenem mestu. V dosegu robota ni smela biti nobena ovira. Splošneje uporabni so postali šele z navezo na ustrezne senzorske sisteme, ki so spremljali dogodke v okolici robota in glede na to tudi ustrezno reagirali. Industrijska robotika je doživela širši razmah, ko so se v 70. letih pojavili ceneni in zmogljivi mikroprocesorji. Takrat so se začele razvijati tudi različne metode učenja oziroma programiranja industrijskih robotov z vse bolj zmogljivimi robotsko orientiranimi programski jeziki.

Kaj so pravzaprav roboti? Za računalniške strokovnjake in inženirje so roboti stroji, ki avtomatično opravljajo nekatera opravila, ki jih običajno opravljajo ljudje. Nekateri strokovnjaki nasprotujejo rabi besede »robot«, ker je po njihovem mnenju ločnica med roboti in stroji (avtomati), ki opravljajo enostavne in ponavljajoče se operacije (kot npr. zapiranje steklenic z zamaški), tako nejasna, da za to ni potreben poseben izraz. Toda ta ločnica v resnici ni tako razvidna. Če to vprašanje nekoliko poenostavimo, ločimo tri vrste strojev:

Enostavni stroji so v resnici samo močne mehanske »mišice«. Nadzoruje jih človek; če pa so samostojni, opravljajo ves čas eno samo operacijo. V to zvrst štejemo buldožerje, avtomobile, polnilne stroje itd. Programirani stroji so zahtevnejši. Programiramo jih tako, da opravljajo različne naloge. Popolnejši stroji lahko opravijo celo zaporedje takšnih nalog. Program vloži človek, ki stroj nato nadzoruje. Roboti se od teh vrst strojev močno razlikujejo. Tudi ti znajo opraviti vrsto nalog ali njihova zaporedja, toda katero bo stroj opravil v določenem trenutku, ne določa samo program, ki smo ga bili vložili, ampak informacija, ki prihaja v stroj iz zunanjega sveta in je neposredno povezana z nalogo, ki jo stroj opravlja. Informacija prihaja v stroj npr. skozi senzorje (čutilnike) ali druge elemente, ki so sestavni del stroja, in ne iz kake dodatne naprave, v katero človek vstavlja ukaze. Enostavni in programirani stroj lahko opravita dokaj zapleteno nalogo, toda svoje gibe bosta ponavljala, dokler ju ne bo kaj zaustavilo, robot pa upošteva spremembe v okolju in se jim prilagaja.

Čemu uporabljamo robote? Robote v glavnem uporabljamo za opravila, pri katerih je človekovo delo negospodarno, ki so neprijetna ali preveč nevarna za človeka itd. Tako npr. opravljajo enolična težja opravila, popravljajo ali sestavljajo naprave pod vodo ali v veliki vročini ali v prostoru z nevarnimi plini itd., torej v okolju, ki za človeka ni primerno.

V zadnjem času so roboti prava in ekonomična rešitev za vrsto del in kaže, da bodo prevzeli vse več opravil, ki jih je doslej opravljal izključno človek; mednje sodi tudi  medicina  (slika 185), še posebej pa nadzor nad stroji v tovarnah (slika 184). To se že lepo vidi v industrijsko visoko razvitih deželah (Japonska, Amerika, ...). Očitno je, da se bo vsaka dežela ali industrijska veja, ki ne bo sledila temu razvoju, znašla v težavah, kajti tovarne, ki bodo imele robote, bodo proizvajale z nižjimi stroški, kvalitetnejše in se bodo hitreje prilagajale tržišču.

    Računalnik postaja nepogrešljiv pripomoček tudi v šolstvu, vojski, bančništvu, trgovini ipd. Uporabo računalnika oz. IKT na področju zdravstva in izobraževanja si bomo pogledali v 3. delu učbenika podrobneje, zato se posvetimo ostalim naštetim.

    Najprej si oglejmo manj znano področje, to je uporabo računalnika v vojaške namene. Na razvoj v tej smeri (pa tudi na razvoj mikroelektronske tehnologije nasploh) je bistveno vplivala zahteva, naj bo oprema za vojaške namene in tudi za vesoljske programe kar se da čim manjša, lažja, čim bolj zanesljiva in zmogljiva. Slovenska vojska ima v uporabi npr. robustne ultra lahke prenosne računalnike, katerih značilnost so majhna dimenzija, na dotik občutljiv zaslon, integriran GPS in brezžična komunikacija. Na računalniku je npr. nameščena aplikacija BMS (ang. Battle Management System), ki vojaku med drugim omogoča orientacijo v prostoru in času, izmenjavo podatkov z matičnim vozilom in ostalim vojaškim osebjem v omrežju, vnašanje in izmenjavo informacij o nasprotniku, izmenjavo ukazov z grafičnimi prilogami, izdelavo taktičnih sporočil, prikaz skupne slike bojišča itd.

V osnovi je že skoraj vsa vojna tehnika tesno povezana z računalnikom. Brez njega več ne gre v vojnem letalstvu (v letalih, na letališčih), v mornarici (na ladjah in kopenski oskrbovalni službi), v pehoti itd. Uporablja se na vseh področjih, od upravljavskih, komunikacijskih, tehničnih (podpora vojaškim statičnim in mobilnim napravam), pa tja do izobraževalnih vojaških aktivnosti. V slednjem primeru se v zadnjem času velika pozornost posveča t.i. vojaškim vadbenim simulatorjem, ki s pomočjo ustvarjanja virtualnega okolja omogočajo urjenje vojaškega kadra na različne načine (streljanje z osebnim in težjim  orožjem, vodenje tanka, vojnega letala, vojne aktivnosti v artileriji, mornarici itd.). V uporabi je več simulacijskih trenažnih sistemov, in sicer konstruktivniživi (udeleženci uporabljajo pravo bojno opremo v realnem terenu, le učinki streljanja so simulirani z uporabo sledilne in namerilne senzorske opreme) in virtualni (kombinacija konstruktivnih in živih simulacij). (v računalniškem okolju se simulirajo dogodki na bojišču),

    Računalnik je omogočil tudi izboljšavo komunikacijskih storitev (telefonija, radio, televizija in posebni informacijski centri) in komunikacij nasploh. Z IKT lahko uspešneje povežemo globalno delovno okolje, saj lahko omogočimo lažjo komunikacijo med različnimi lokacijami (npr. med mesti, državami, kontinenti...). Komunikacija lahko doseže zaposlene v trenutku, ko je posredovana, in se avtomatično posodobi, ko so na voljo nove informacije; prinaša znižanje stroškov, zaradi znižanja stroškov tiskanja, pošiljanja, poleg tega pa so tudi stroški prenosa podatkov in dostopa do interneta vedno manjši. 

    Področje, kjer so se močno uveljavili računalniki, je tudi bančništvo - e-bančništvo.  Elektronsko bančništvo lahko obravnavamo s širšega in z ožjega vidika. V širšem smislu je elektronsko bančništvo vse, kar je povezano z elektronskim poslovanjem. Sem uvrščamo bančne avtomate, telefonsko bančništvo, avtomatske odzivnike, poslovanje bančnih terminalov in mobilnih telefonov itd. Ožja razlaga elektronskega bančništva se nanaša le na storitve virtualnega bančništva oz. bančništva, ki ga uporabljamo po internetu oziroma s pomočjo spletnih strani. Elektronsko bančništvo lahko torej opredelimo kot kakršenkoli način poslovanja strank z banko, ki je neodvisna od poslovalnic in temelji na informacijski tehnologiji.

    Tudi trgovine ne zaostajajo na tem področju. Če so še pred kratkim računalnike uporabljale le v finančnem in skladiščnem delu poslovanja, je danes prodrl že na področje prodaje. Tako so npr. skoraj vsi kupljeni predmeti označeni s črtnimi kodami; vsakemu tipu prodajnega blaga v trgovini je določena črtna koda, natisnjena na embalaži. Na prodajnem mestu obstaja enota za branje, ki - povezana z računalnikom (blagajniškim terminalom) - prebere kodo, računalnik pa jo primerja s cenikom, natiska račun in podatke hkrati prenese v centralni računalnik, ki sproti beleži stanje zalog. Računalnik torej »ve«, katero blago je trenutno najbolj iskano, zato tudi poskrbi, da ga ne zmanjka (kontrola - upravljanje trgovine oziroma skladišča).

Tudi na področju trgovine je vse večji poudarek na »e« komponenti, torej na e-trgovini oz. spletni trgovini. V bistvu gre za  aplikacijo, ki je dostopna s spletnim brskalnikom prek računalniškega omrežja. V zadnjem času postaja spletna trgovina čedalje bolj priljubljena med kupci. Prednosti na strani kupca so predvsem hitro primerjanje cen in lastnosti ter enostavno naročanje, prednosti na strani prodajalca pa so predvsem nižji stroški obratovanja v primerjavi z delovno silo, ki bi bila potrebna trgovina in stroški povezani s prodajnim prostorom, ki jih v tem primeru ni oziroma so minimalni. Če je prodajalec informacijsko dobro povezan z dobavitelji, lahko poteka prodaja tudi brez velikega skladišča, t. i. »just in time« nabava (material se nabavi točno takrat, ko ga potrebujemo in se ne nabavlja na zaloge).

    V dosedanji obravnavi osnov računalništva in informatike, smo več krat prikazali načine in pomen uporabe posameznih računalniških sistemov v medicini in zdravstvu. Že na tem mestu aplikativnih primerov uporabe smo videli, da je uporaba računalniške tehnologije na tem širokem in izjemno zahtevnem področju, zelo pomembna. Sprva je bila uporabnica računalniških storitev predvsem zdravstvena administracija (podatki o bolnikih, zdravila, poslovanje itd.). Kmalu se je pokazalo, da so računalniki v različnih oblikah, izjemno uporabni tudi pri določenih specialnih diagnostičnih aparaturah (npr. računalniški tomografiji - pregledovanju notranjosti človeškega telesa s podatki, ki jih daje sklop detektorjev rentgenskih žarkov, vgrajen računalnik pa ustrezno obdela, MRI itd.), pri določanju diagnoz pacientovega zdravstvenega stanja (npr. e-kartoteka, različne podporne baze podatkov, konzultacijski sistemi umetne inteligence itd.), v sistemih zdravstvenega varstva itd (slika 187). Tako npr. pacient lahko računalniku odgovarja na zastavljena vprašanja, le-ta pa jih sprejema in svoje odgovore, v katerih so izražene različice možnih diagnoz, posreduje zdravniku v premislek in pomoč. V nekaterih sistemih pa ima računalnik obširno diagnostično znanje, ki se je nabiralo v več letih delovanja določene klinike oziroma bolnišnice. S takim »ekspertnim sistemom« se lahko posvetujejo zdravniki pri svojem delu, pa tudi študenti medicine v sklopu e-izobraževanja. Slednjim računalniški sistemi omogočal preizkušati različne terapije, preverjati verjetnosti različnih diagnoz  (npr. medicinski učni simulatorji), simulacij kirurških posegov (virtualna in dopolnjena resničnost), posegov in načinov nege, kot bomo v naslednjih poglavjih še podrobneje videli itd.

    Kot smo v tem kratkem pregledu videli, računalnik oz. IKT postaja osnovno orodje na številnih področjih človekovega delovanja in ustvarjanja. Zato moramo poznavati ne le njegovo delovanje, temveč tudi možnosti, ki nam jih ponuja njegova vsestranska uporabnost. Sodobnemu človeku predstavlja posebne vrste izziv, saj razsežnosti njegovih sposobnosti  in področij uporabe še vedno burijo znanstveno in aplikativno človekovo razmišljanje!

4.2 Umetna inteligenca

V dosedanji obravnavi smo več krat omenili umetno inteligenco in ekspertne sisteme, ne da bi jih nekoliko bolje razložili. Da bi to novo in pomembno področje bolje spoznali, najprej nekaj uvodnih besed. Računalnike so v začetnem obdobju uporabljali kot stroje za golo računanje v najožjem pomenu besede; obdelave podatkov so bile predvsem numerične. A kmalu se je njihova uporabnost razširila še na shranjevanje in iskanje podatkov, za kar pa so potrebna podatkovja. Za večino področij sedanje uporabe računalnikov je značilno, da so dosegla ustrezno stopnjo oblikovne popolnosti, ki omogoča natančne algoritmične rešitve. Obstaja pa cela vrsta področij, ki še niso dorečena. To so področja, kjer človek - strokovnjak rešuje probleme intuitivno, z uporabo obsežnega znanja, ki še ni ustrezno sistematizirano in za katerega ni natančno znano, kako naj se uporablja. Eno takih področij je prav gotovo tudi medicinska diagnostika, kjer je nekaj običajnega, da specialist po intuiciji in izkušnjah zadane pravo diagnozo. Prav tako so podobno zapletene tudi razne sociološke, ekonomske, pa tudi tehnološke odločitve. Takšnim področjem v računalništvu pravimo, da so »mehka«, kar pomeni, da se nam ne zdijo zanesljiva, ker dajejo preveč možnosti za različne interpretacije. Znanje, ki ga na takih področjih uporablja človek - strokovnjak, je prav tako »mehko«, saj ni dovolj trdno oblikovano in dopušča veliko možnosti za subjektivno presojo. V »mehko« znanje na področju zdravstva, sodi npr. zdravniška izkušnja: če bolnik kaže določene bolezenske znake, potem bi morda utegnila biti koristna informacija o boleznih v njegovi družini. V »trdo« znanje pa bi v npr. tehnoloških sistemih sodil postopek za izračunavanje prostornine in površine krogle itd.

    Računalniki se na področju mehkih znanj začenjajo uspešno uveljavljati šele v zadnjem času. Njihova uporaba temelji na metodah umetne inteligence (ang. AI - Artificial Intelligence - slika 188), kjer ne obstaja problem v programiranju, ampak v razmišljanju. Umetna inteligenca je področje informatike katere cilj je razvoj sistemov oz. naprav, ki se vedejo kot da bi razpolagale z inteligenco, torej posnemajo človeško razmišljanje. Načela, na katerih temelji umetna inteligenca, so sicer stara desetletja in več. Kar je dejansko novega in kar daje umetni inteligenci njeno izjemno moč, so današnji zmogljivi računalniki in neskončne množice digitalnih podatkov, ki jih neprestano puščamo za seboj na svojih poteh po digitalnem svetu.

    Programi, ki omogočajo razumljiv način razmišljanja in kodiranja ter imajo še sposobnost pojasnjevanja, se imenujejo ekspertni sistemi ali »na znanju temelječi sistemi«. Obnašajo se kot strokovnjak, ekspert, na svojem ožjem strokovnem področju. Vanje so vgrajeni tisti elementi za reševanje problemov, kakršne premore tudi človekova inteligenca: sposobnost sklepanja, presoje, odločitev ob nezanesljivih ali nepopolnih informacijah, zmožnost pojasnjevanja svojega razmišljanja itd. Prav zadnja lastnost je izredno pomembna novost.

    Najpreprostejši ekspertni sistem je program za upravljanje podatkovja. Omogoča shraniti velike količine znanja in odgovarjati na vprašanja o podatkih v podatkovju. Tak sistem je sposoben obravnavati in ustrezno upoštevati tudi manjkajoče in nezanesljive podatke. Oglejmo si primer preprostega ekspertnega sistema, ki svetuje, kako bi popravili avto. Pogovor bi potekal približno takole (»A« je uporabnik, »B« pa ekspertni sistem):

A: Motor noče vžgati.
B: Ali je v rezervoarju bencin?
A: Da.
B: Ali je akumulator prazen?
A: Mislim, da ne.
B: S kolikšno gotovostjo?
A: 80 %.
B: Preverite svečke, morda je tam kaj narobe!
Itd...

Na vprašanje, ali je akumulator prazen, uporabnik ne ve zanesljivo, kakšno je stanje. Ekspertni sistem ne zahteva odgovora z DA ali NE, ampak sprejme mnenje uporabnika. Seveda bi pogovor tekel naprej od trenutka, ko bi sistem izpisal seznam vseh možnih napak in njihovih verjetnosti ter postopke, kako jih odpraviti.

Nadaljnji korak bi bil sistem, ki bi se znal sam učiti. Takemu sistemu bi posredovali številna dejstva in zahtevali, naj ugotovi zakonitosti problemskega področja.

    Ekspertni sistem sestavljajo (slika 189):

Seveda umetno inteligenco že uporabljamo vsak dan, z iskanjem po spletu, uporabo družabnih omrežij ali spletnih trgovin, samodejnimi prevajalniki, pri igranju zahtevnejših računalniških iger itd. Poleg tega, da vsakodnevno uporabljamo umetno inteligenco, tudi nezavedno prispevamo k njenemu razvoju. Z vsakim iskanjem ali delovanjem na družabnih omrežjih (npr. Google AI) ali v spletnih trgovinah napravimo sistem ponudnika pametnejši.  Nekateri primeri uporabe umetne inteligence so izjemni - še posebej, če pogledamo zelo specifična opravila, kot sta prepoznavanje glasu in samodejno prevajanje besedila, funkciji, ki sta že danes zelo uporabni. Umetna inteligenca lahko denimo pomaga pri iskanju anomalij v velikih količinah podatkov, recimo prepoznavanju goljufij. Umetna inteligenca že danes omogoča delovanje samovozečih vozil ali iskanje karcinogenih celic itd. Lepota tovrstne tehnologije je tudi v tem, da jo ne vidimo: dopolnjuje človeka, namesto, da bi ga nadomeščala.

    V osnovi obstajajo vsaj štiri glavna področja umetne inteligence, to so vizualna inteligenca, ki se ukvarja s prepoznavanjem oblik, obrazov, prstnih odtisov itd., govorna inteligenca, ki preučuje prepoznavanje govora ter njegovo sintezo, manipulativna inteligenca, ki se ukvarja z nadzorom gibanja robotske roke ter nadzorom nožnih mehanizmov, ter racionalna inteligenca, ki se ukvarja z ekspertnimi sistemi, podatkovnimi bazami ipd. Polega glavnih področij pa je še kup podpodročij, kot so strojno učenje (stroji s sposobnostjo učenja), nevronske mreže (najbolj znani stroji, ki se lahko učijo in so izdelani po vzoru naših možganov), ekspertni sistemi (pomoč pri odločanju), računalniški vid (sistemi, ki računalnikom omogočajo videti objekte), metode pridobivanja znanja iz podatkov (KDD - ang.  knowledge discovery in databases)  in rudarjenje po podatkih (DM ang. data mining), samodejno programiranje (generiranje programske kode), inteligentni roboti (prepoznavajo predmete, se gibajo v prostoru itd.) ter procesiranje naravnega jezika (prepoznavanje govora, prevajanje iz enega jezika v drugega, pisanje besedila na podlagi govora ipd.).

4.3 Tehnološka singularnost in transhumanizem

    Umetna inteligenca pomeni veliko pozitivnih, seveda pa tudi negativnih učinkov. Britanski fizik Stephen Hawking, eden pomembnejših znanstvenikov tega časa, je že pred leti posvaril, da bi lahko razvoj umetne inteligence vodil v konec človeštva. Kot je znanstvenik pojasnil,  bi se tovrstna tehnologija lahko zelo hitro razvila in prehitela človeštvo - kot je na primer videti v futurističnih filmih Terminator, Matrika itd.  Citirajmo nekaj njegovih misli s to problematiko (intervju za BBS 2014):

Louis del Monte, fizik, poslovnež in avtor knjige "Revolucija umetne inteligence",  je v pogovoru z novinarjem časnika Business Insider med drugim povedal: »Ne obstaja zakon, ki bi omejil inteligenco strojev in njihovo medsebojno povezavo. Če bo razvoj tehnologij tudi v prihodnje potekal po enaki eksponentni krivulji, bi tehnološka singularnost lahko nastopila v naslednjih treh desetletjih. Od tistega dne dalje glavna vrsta na planetu ne bomo več ljudje.«

Oglejmo si nakazano problematiko nekoliko pobliže! Smo res vse bliže delujočim umetnim možganom? Da. Pomemben datum je april 2014, ko so bioinženirji ameriške univerze Stanford (P. Zidar, 2014) razvili tiskano vezje, ki se zgleduje po notranji arhitekturi možganov in je sposobno nevronske mreže velikih dimenzij simulirati precej hitreje, kot to zmorejo običajna vezja. Vezje, imenovano Neurogrid (slika 190), vsebuje 16 posebej načrtovanih čipov, ki lahko simulirajo 1 milijon nevronov in 6 milijard sinaptičnih povezav, pri čemer to vezje potrebuje  le 5W električne moči (človeški možgani so še vedno 25.000-krat energijsko učinkovitejši). Avgusta 2014, je podjetje IBM skonstruiralo čip z imenom TrueNorth (slika 190), ki vsebuje 1 milijon nevronov in 256 milijonov sinaps povezanih v 4096 nevro-sinaptičnih jeder (1049 milijard sinaptičnih povezav), pri čemer za delovanje potrebuje največ 70 mW električne moči. No, to še ni vse. IBM je že zgradil superračunalnik Blue Gene/Q Sequoia (slika 190), ki lahko izvede  kar 16 milijonov milijard izračunov v sekundi in ki lahko simulira 30 milijard nevronov, kar je približno 6-krat več, kot je nevronov v človeških možganih (človeški možgani vsebujejo okoli 86 milijard nevronov); za tako delovanje potrebuje 8MW električne moči.

     Ali se računalnik lahko zaveda sam sebe? V bližin bodočnosti - DA. Ocene, kdaj bo na voljo računalnik oz. umetna inteligenca, ki se bo lahko zavedala sama sebe, so različne: od leta 2020 do leta 2045. Takšna inteligenca bi lahko delovala kot samostojna oseba in bi gotovo pomenila enega največjih dosežkov, pa tudi groženj človeštvu (slika 191), saj bi že leta 2045 lahko obstajal računalnik, ki bo zmogljivejši od možganov vseh ljudi na našem planetu - super inteligenca; v tem primeru UI preseže naravno človeško inteligenco.

    Kaj je tehnološka singularnost? Predstavlja tisti trenutek, ko bo umetna inteligenca temelječa na računalnikih, prvič opazno presegla človeško inteligenco (slika 192). Če se to zgodi, to pomeni radikalno spremembo za celotno našo civilizacijo in dramatično spremembo okolja, človekovih pravic in kakovosti življenja. Takšna UI bi lahko razvijala tehnologije in sprejemala odločitve, ki človeštvu nebi bile všeč, kot npr.: za planet Zemlja je najbolje, da človeštvo ne obstaja, na silo bi zmanjševala število človeštva zaradi klimatskih ravnovesij Zemlje, gradila bi za človeštvo neprijazne tehnologije itd. Pomembno je torej, da še pravočasno vpeljemo vse potrebno, da UI nikoli ne bo ušla izpod človekovega nadzora!

   Je rešitev problemov tehnološke singularnosti v transhumanizmu? Nekateri znanstveniki družboslovnega in naravoslovno-tehničnega področja razmišljajo v tej smeri. Transhumanizem (slika 193) je gibanje, ki se ukvarja z razmišljanjem o prednostih in nevarnostih nadgradenj človeških fizičnih in intelektualnih sposobnosti (P. Zidar, ŽT/2014). Zavzema se za preseganje človeka in njegovih omejenih zmogljivosti s pomočjo znanosti in tehnologije. Nekateri vidijo v transhumanizmu najnevarnejšo idejo na svetu, drugi pa kot utelešenje najpogumnejših in najbolj idealističnih vizij v prihodnosti človeštva. Transhumanizem v osnovi obravnava različne načine nadgradnje človeka; v bodočnosti se bodo lahko, ne samo bolni,  ampak tudi  zdravi ljudje,  odločali za  vgradnjo  telesnih delov, ki bodo delovali bolje od izvirnih in jim bodo omogočali početi stvari, ki jih sicer nebi zmogli (npr. eksoskelet za dvigovanje težkih predmetov, za zalo hiter tek, sisteme nadgrajene oz. dopolnjene resničnosti, dodatni pomnilnik za možgane, možganske rezervne kopije itd.). Eden najvišjih ciljev transhumanizma pa je doseči nesmrtnost (npr. zamrznitev do trenutka, ko bo znanost omogočala zdravljenje določenih, sedaj neozdravljivih bolezni oz. znanj za podaljšanje življenja (v neskončnost), uspešnejši genski inženiring, kopiranje nevronov in sinaps človeških možganov v "elektronske možgane" zmogljivega računalnika in s tem prenos osebnosti - postljudje itd.).