Úvod do umelej inteligencieÚvod do umelej inteligencie

Juraj Bednár

Úvod do umelej inteligencieÚvod do umelej inteligencie

Agenda nebude :)

Čo je to inteligencia?

Čo je to myslenie?

Inteligencia a myslenieInteligencia a myslenie

Inteligencia zahŕňa tieto s mysľou súvisiace schopnosti:

Možnosť abstraktného myslenia

Chápanie, Rozumenie

Komunikácia, Plánovanie

Argumentácia, Riešenie problémov

Učenie (+ učenie z minulých skúseností)

Inteligencia a myslenieInteligencia a myslenie

Egon Gál, rozhovor pre sme.sk (bit.ly/cMVqEa)

Je možné, že stroje raz budú myslieť rovnako ako ľudia?

Toto je otázka, ktorú si už v roku 1950 položil britský matematik Alan Turing, a tým vlastne naštartoval celú problematiku. Pritom ju označil za zle formulovanú otázku, pretože nevieme, čo je to stroj a čo to je myslieť, keďže naše pohľady na tieto dva pojmy sa stále menia. Povedal, že otázku je lepšie nahradiť testom.

Turingov testTuringov test

Posadiť človeka za stroj, pustiť chatovací program. Ak človek nerozozná program / stroj od iného človeka na druhej strane, prešiel Turingovým testom.

Aplikácia: CAPTCHA

Rozdelenie umelej inteligencieRozdelenie umelej inteligencie

UI rieši množstvo problémovZískavanie, ukladanie a pracovanie so znalosťami

Optimalizačné problémy

Kreativita

Plánovanie

Učenie

Spracovanie prirodzeného jazyka

Pohyb a manipulácia

Vnímanie

Rozdelenie umelej inteligencieRozdelenie umelej inteligencie

Spoločenská inteligencia

Silná inteligencia (úplná inteligencia)

Prístupy

Symbolová

Subsymbolová

Integračná

Symbolová UISymbolová UI

Predstava, že človek rozmýšľa pomocou symbolov – slov, ktoré skladá do tvrdení, vyhodnocuje ich pravdivosť a pod.

Systémy založené na logike

Databázy znalostí (napr. Cyc)

Expertné systémy

… a mnoho ďalších

Expertný systémExpertný systém

Knowledge base (databáza znalostí)

Working memory (databáza faktov, pracovná pamäť)

“Premýšľanie” zabezpečené pomocou aplikovania pravidiel nad fakty v pracovnej pamäti (a vytváranie nových faktov)

Expertný systémExpertný systém

Priamy chod (forward chaining), spätný chod (backward chaining, prečo?)

Voľné asociácie

Hľadanie analógií

Prehľadávanie

…

Symbolová UISymbolová UI

Narazila na problémy s učením (potrebný pomerne striktný formálny model znalostí)

Ľudia “nerozmýšľajú” v symboloch, nie je biologicky plauzibilná.

Množstvo reálnych aplikácií, dodnes sa používa

Dokáže vysvetliť, prečo došla k danému záveru

Subsymbolová UISubsymbolová UI

Inšpirovaná biológiou

Má podobné vlastnosti ako ľudský mozog

Učenie

Plasticita mozgu, distribuovanosť informácie (slow degrading)

PerceptrónPerceptrón

PerceptrónPerceptrón

PerceptrónPerceptrón

Multi-layer perceptrónMulti-layer perceptrón

Učenie MLPUčenie MLP

Najpopulárnejšie pomocou backpropagation – algoritmus spätného šírenia chyby

Tzv. učenie s učiteľom

Existujú aj algoritmy, ktoré robia učenie neurónovej siete bez učiteľa

Do Androids Dream ofDo Androids Dream of'lectronic Sheep?'lectronic Sheep?

http://www.youtube.com/watch?v=AyzOUbkUf3M

Snívanie je na 21:35

Iné typy neurónových sietíIné typy neurónových sietí

Radial basis functions

Rekurentné neurónové siete

…

a Kohonenove mapy (SOM)

Kohonenove mapyKohonenove mapy

Kohonenove mapyKohonenove mapy

Vizualizácia viacrozmerných dát zachovávajúca topológiu

Odhaľovanie vnútornej štruktúry dát

Clustering

Kohonenove mapyKohonenove mapy

Výstupom je mapa neurónov

Najprv nastavíme náhodné hodnoty vektorov pre každý neurón v mape

Pre postupne zmenšujúce sa okolie nájdeme ku každému vstupnému vektoru najbližšieho reprezentanta a upravíme jeho okolie tak, aby sa blížilo vstupnému vektoru

Znižujeme rýchlosť učenia a okolie

Inteligentný dizajn?Inteligentný dizajn?

Evolučné algoritmyEvolučné algoritmy

Inšpirované evolúciou

Nevieme nájsť riešenie, ale keď nejaké riešenie máme, vieme povedať, aké je dobré (fitness funkcia)

Simulujeme evolúciu

Mutácia, párenie

EvolúciaEvolúcia

Replikácia (kopírovanie)

Mutácia

Dedenie

Selekcia

Genetický algoritmusGenetický algoritmus

Vygeneruje náhodné riešenia

Zotriedi

Najlepšie prežijú a rozmnožia sa (váhovaná náhoda)

Prebehne mutácia

Po x generáciách môžeme mať optimálne riešenia

Genetický algoritmusGenetický algoritmus

Akú vlastnosť musí mať reprezentácia, resp. podstata problému?

Demo kandid

Perfect Word

LinkyLinky

kandid.sf.net – evolučná grafika

FANN – http://leenissen.dk/fann/

CLIPS (tool for building expert systems) http://clipsrules.sourceforge.net/

Drools – rules/expert systém http://www.jboss.org/drools/

R Project – http://www.r-project.org/

Moderné neurónové siete (prednáška) – http://bit.ly/1a4sCj

Fusion Anomaly SOM – http://bit.ly/9TS8il

Perfect Word – http://bit.ly/bVuc8g