KIS, efterår 2003. Henrik Bulskov Styltsvig. Efterår 2003



Relaterede dokumenter
Henrik Bulskov Styltsvig

Kunstig intelligens relationen mellem menneske og maskine

Henrik Bulskov Styltsvig

Kemi C - hf-enkeltfag, april 2011

Ib Hedegaard Larsen, afdelingsleder og cand. pæd. psych., Østrigsgades Skole, København. Afskaf ordblindhed!

Henrik Bulskov Styltsvig

Et oplæg til dokumentation og evaluering

Epistemisk logik og kunstig intelligens

Videnscenteret har flere bøger om emnet og vejleder gerne i forhold til elever med problematikker på området.

Prøver Evaluering Undervisning. Fysik/kemi. Maj-juni 2008

Hvad er socialkonstruktivisme?

Fedme, hvad kan vi gøre

INTRODUKTION TIL LØSNINGSFOKUSERET SAMTALE

Masterplan for Kvalitet og Læringsmiljøer i Fremtidens Dagtilbud i Halsnæs Kommune. Børn unge og læring

Det erfaringsbaserede læringsperspektiv. Kurt Lewin's læringsmodel

Matematik, maskiner og metadata

Automatisering Af Hverdagen

Gruppeopgave kvalitative metoder

Hvad virker i undervisning

REBECCA HANSSON BABYTEGN. Forlaget BabySigning 3

Den automatiske sanseforventningsproces

KOGNITIONSFORSKNING. Niels Ole Bernsen, Roskilde Universitet

Analyse af PISA data fra 2006.

Kom/It Rapport. Responsiv hjemmeside (Jakes Awesome Game Reviews)

Henrik Bulskov Styltsvig

Indholdsfortegnelse. DUEK vejledning og vejleder Vejledning af unge på efterskole

Hvem sagde variabelkontrol?

Semantikopgave Ved Tobias Scavenius

IT-UNIVERSITETET I KØBENHAVN. KANDIDAT I SOFTWAREUDVIKLING OG -TEKNOLOGI ITU.dk/uddannelser

ARNE JACOBSEN POLSTRING DESIGN BESKRIVELSE GARANTI

Hvad hjernen ser. Kan man tro sine egne øjne? Er det vi ser, altid det hele?

KOL. Kompetencecenter. Rådgivning telefonen

Psykiatrisk Klinik Køge

II. Herefter fortsætter delprøven som en samtale mellem de to prøvedeltagere.

Det Rene Videnregnskab

Henrik Bulskov Styltsvig

Kursusoplæg Tommerup d. 6. februar 2011

Kan vi fortælle andre om kernen og masken?

INFORMATION LITERACY...1

endegyldige billede af, hvad kristen tro er, er siger nogen svindende. Det skal jeg ikke gøre mig til dommer over.

EN KOGNITIV REVOLUTION I VIDENSKABEN?

Til patienter indlagt med Apopleksi

Design Generelt. Udformningen. Inden man fremstiller et design skal man finde ud af 4 ting: Målgruppen.

Indkredsning af de grundlæggende normative principper for økologisk jordbrug. Hugo F. Alrøe & Erik Steen Kristensen

Bilag. Interview. Interviewguide

Matematik Naturligvis. Matematikundervisning der udfordrer alle.

Fagområdebeskrivelse. Fagområde Fagområdets officielle betegnelse. Gastrointestinal endoskopi

Skotsk fåreavlsekspert til danske lammeproducenter:

Er det frugtbart at anskue datalogi som "ingeniørvidenskab"? Digital Forvaltning 2. kursusgang

dobbeltliv På en måde lever man jo et

Kunstig intelligens. Thomas Bolander, Lektor, DTU Compute. Siri-kommissionen, 17. august Thomas Bolander, Siri-kommissionen, 17/8-16 p.

- Om at tale sig til rette

Patientinformation. TeleCare Nord

Den genetiske 'gråzone' i Huntington's chorea: hvad betyder det alt sammen? Den basale genetik

FOLKETINGSVALG LÆRERVEJLEDNING

Sundhedspersonel trænes til virkeligheden

HUB FOR DESIGN & LEG

FORBEDRET DYNAMISK REGULERING AF POSTURAL MUSKELTONUS MED UNDERVISNING I ALEXANDERTEKNIK

Mål, undervisningsdifferentiering og evaluering

Agenda. Hvem er I, og hvem er Jeg? Den normale agenda. Hvad/hvorfor skal vi lære om Organisation? 1. lektion.

Den gode dialog - det er slet ikke så svært - hvis du bare spørger og lytter til svaret. Lisa Duus duuslisa@gmail.com

Indblik: Stinnes fremtid blev frosset ned

Hvorfor er kunstig intelligens til brætspil ikke intelligent? BILAG Historisk. casestudie i potentialet for en paradigmehybrid til dam

Kvaliteter hos den synligt lærende elev

Naturvidenskab og teknologi som makkerpar

Supplerende udtalelse om mulige etiske problemer ved transgene, humaniserede dyr

2012 Elevtrivselsundersøgelsen

REBECCA HANSSON BABYTEGN. Forlaget BabySigning 3

Nyhedsbrev fra MidtLab

The cultural interview

Introduktion. Jan Brown Maj, 2010

Forskningsnyheder om Huntingtons Sygdom På hverdagssprog Skrevet af forskere. Til det globale HS-fællesskab Interview: CHDI's videnskabelige hold

Projektet: Fælles beslutningstagen i svangreomsorgen

Hvad sker der med sin i moderne dansk og hvorfor sker det? Af Torben Juel Jensen

KUNSTIG INTELLIGENS KOMMUNAL GAME CHANGER ELLER BARE BUZZ?

Naturvidenskabelig metode

Hovedpinepiller har aldrig været testet ordentligt på dyr

Anamorphic Widescreen

ABSALONS SKOLE ROSKILDE KOMMUNE FORMÅL FOR BRIDGE SOM VALGFAG

Målet er at skabe fokus, tænke over hvad vi gør, og hvorfor vi gør det!

TILLYKKE NY TILLIDSVALGT

Tal med eksperter. Nature s Fury 2013

Tinnitus. Hvad er tinnitus?

Hjerneskadecentret, Fyns Amt, Rytterkasernen 11, 5000 Odense C ERGOTERAPEUTISK BEHANDLING PÅ HJERNESKADECENTRET

P R O G R A M

Vidensbegreber vidensproduktion dokumentation, der er målrettet mod at frembringer viden

Dato: Præsenteret af: e-stimate international. Powered by e-stimate

Modellering & IT-understøttelse af forretningsprocesser

en himmel i klasseværelset Indira, et naturligt valg

ukropslig Findes der Viden Typisk adskillelse .To slags viden Kropslig Boglig Kropslig viden Færdighed Boglig viden Sætningsviden

Rådgivningsmetodik. Norsk Landbruksrådgivning 13. januar Solvejg Horst Petersen Udviklingskonsulent, Videncentret for Landbrug Danmark

Kulturen på Åse Marie

Pytlicks piger på sporet

Klasse Situation Observation 3. klasse Før spillet. Der bliver spurgt ind til hvad børnene

ICF anvendt i Dansk kvalitetsmodel på det sociale område

PRÆSENTATIONSWORKSHOP - BLIV BEDRE TIL AT HOLDE OPLÆG OG KOMME FREM BAG SKRANKEN

Kommentarer til matematik B-projektet 2015

Transkript:

Introduktion til KI/Intelligente systemer KIS, efterår 2003 Henrik Bulskov Styltsvig Datalogiafdelingen, hus 42.1 Roskilde Universitetscenter Universitetsvej 1 Postboks 260 4000 Roskilde Telefon: 4674 2000 Fax: 4674 3072 www.dat.ruc.dk

Kunstig intelligens - vedrører Brug af computere til ræsonnering, mønstergenkendelse, indlæring, eller anden form for inferens Et fokus på problemer der ikke har konventionelle algoritmiske løsninger, men må angribes ved heuristisk søgning og AI problemløsnings teknikker Et fokus på problemløsning ved brug af ikke eksakt, manglende, eller vagt defineret information. Brug af repræsentationsformalismer som tillader programmer at kompensere for dette. Et forsøg på at håndtere aspekter af både semantisk viden (mening) og syntaktisk form Systemer der kan give svar der hverken er eksakte eller optimale, men i en eller anden forstand tilfredsstillende. Brug af omfattende domænespecifik viden i løsning af problemer. Brug af metaniveau viden for at opnå bedre kontrol i problemløsnings-strategier Henrik Bulskov Styltsvig 2

Intelligente maskiner Filosoffer har gennem tiderne forsøgt at afklare hvordan den menneskelige hjerne fungerer og om tankevirksomhed er unikt for mennesker Intelligens evnen til at forstå og lære evnen til at tænke og forstå i stedet for at handle instinktivt og automatisk... evnen til at lære og forstå, til at løse problemer og til at træffe beslutninger Kunstig intelligens at få maskiner til at reagere på en måde som ville kræve intelligens af et menneske altså ikke at konstuere maskiner der kopierer mennesker kan maskiner tænke? Henrik Bulskov Styltsvig 3

Turings banebrydende artikel A.M. Turing Computing machinery and intelligence, Mind, vol 59, pp 433-460, 1950 kan maskiner tænke? Er der tanke uden erfaring? Er der tanke uden kommunikation? Er der sprog uden liv? Er der intelligens uden liv? Turing foreviste en måde at svare på dette: Turing test Henrik Bulskov Styltsvig 4

Turing test (i varianten Turing Imitation game) Fase 1: En spørger, en mand og en kvinde fordeles i hvert sit rum Spørgeren skal finde ud af hvem der er mand og hvem der er kvinde ved at stille spørgsmål til disse manden skal forsøge at narre spørgeren til at tro at han er kvinden kvinden skal forsøge at overbevise spørgeren om at hun er kvinden Henrik Bulskov Styltsvig 5

Turing test Fase 2: Manden erstattes af en computer, der er programmeret til at narre spørgeren til at tro at den er kvinden Resultat: hvis computeren kan narre spørgeren ligeså ofte som manden kan, så kan vi sige at computeren har bestået en test for intelligent adfærd Henrik Bulskov Styltsvig 6

Turing test Turing troede at ved slutningen af det 20'ende århundrede ville det være mulige at programmere en computer til at bestå turing testen det holdt ikke stik Testen er dog stadig lige relevant til evaluering af et intelligent / vidensbaseret system: Evaluering af intelligent program ved at sammenligne programmets reaktioner med menneskelige reaktioner Henrik Bulskov Styltsvig 7

The Loebner Prize--"The First Turing Test" Hugh Loebner ("New York Philanthropist") har i 1990 igangsat en årlig Turing Test konkurrence Guld medalje på 100.000 dollars endnu ikke vundet To sidste årlige konkurrencer vundet af Richard Wallace med A.L.I.C.E. "chatbot'ten" (Alicebot) Henrik Bulskov Styltsvig 8

KI's historie; I begyndelsen A.M. Turing Opfandt "computer science" og afgrænsede KI-området Turing test, Turing Maskine,... Warren McCulloch & Walter Pits, 1943: En model for et kunstigt neuralt netværk, demonstrerede at simple netværk kunne indlære dannede grundlaget for Neurale Netværk Marvin Minsky & Dean Edmonds 1951: den første Neurale netværkscomputer Claude Shannon Programming a Computer for Playing Chess,'' Philosophical Magazine, Series 7, Vol. 41 (No. 314, March 1950) Henrik Bulskov Styltsvig 9

KI's historie: Store forventninger, mange penge Summer workshop at Dartmouth College (1956) organiseret af John McCarthy, Marvin Minsky & Claude Shannon Dannede begrebet "Artificial Intelligence" Herefter var området etableret og tiltrak megen opmærksomhed og penge, fokus bl.a. på arbejdet med McCulloch & Pits Neurale Netværk fortsatte Rosenblatt definerede perceptron og viste konvergens teoremet, der demonstrerede at hans inlæringsalgoritme kunne tilpasse vægtene i en perceptron (simpelt neuralt netværk) General Problem Solver (GPS) Albert Newell & Herbert Simon, Carnegie Mellon Problem defineres i termer af tilstande "Mean-end" analyse bestemmer forskel imellem aktuel og ønsket tilskand (måltilstand) for problemet og vælger operatorer for at opnå måltilstanden "Solution plan": sættet af operatorer MEN GPS kunne ikke klare komplekse problemer Weak methods forsøg på ny tilgang (alternativ til f.eks. GPS' udtømmende analyse), der benytter general søgemekanisme til at bestemme en løsning på et problem baseret på "weak information" om problem-domænet Henrik Bulskov Styltsvig 10

KI's historie: Skuffelse og lukkede pengekasser (sidst i 60'erne først i 70'erne) Vigtigste problemer for AI AI forskere udviklede generelle metoder til brede klasser af problemer tidlige programmer indeholdt intet eller kun lidt viden om problem-domænet AI programmer baserede sig hovedsageligt på gentagne søgning blandt kombinationer af "små skridt imod en løsning" brugbart for små problemer men typisk ikke skalerbart Mange problemer der blev tilgået med AI var for komplekse Henrik Bulskov Styltsvig 11

KI's historie: Skuffelse F.eks Maskinoversættelse et skuffende projekt fra starten et stort velfinansieret projekt (Amerikanske stat) automatisk oversættelse af russiske videnskabelige artikler beregnet på at studere arbejdet med den russiske satellit Sputnik i 1957 primært omkring ideen om ord-til-ord oversættelse udfra en elektronisk ordbog det måtte konstateres at en generel forståelse var nødvendig for at kunne vælge den korrekte oversættelse og at en sådan ikke kunne håndteres af programmet Henrik Bulskov Styltsvig 12

KI's historie: Skuffelse og konsekvenser USA: alle oversættelsesprojekter støttet af den amerikanske stat blev stoppet i 1966 Generelt: Interessen for AI var forsvundet bevillinger forsvandt projekter blev lukket eneste håndgribelige resultater var "Game playing" realistiske problemer kunne ikke håndteres England: Den Britiske regering stoppede i 1971 al støtte til AI forskning James Lighthill (Hyret af det Britiske naturvidenskabelige forskningsråd) konkluderede: ingen afgørende eller vigtige resultater fra AI forskningen ingen grund til at bevare AI som forskningsområde Henrik Bulskov Styltsvig 13

KI's historie: Ekspert systemer Vigtig konklusion fra 70'erne AI forskere havde forventet at smarte søgealgoritmer kunne findes, der ville gøre det muligt at emulere generel menneskelignende problemløsning søgning kunne foretages i elementære ræsonneringstrin for at finde komplette løsninger og at "weak knowledge" om domænet kunne anvendes da denne tilgang fejlede blev erkendelsen at domænet for intelligente maskiner måtte snævres ind detaljeret viden om domænet måtte repræsenteres i systemet Henrik Bulskov Styltsvig 14

Ekspert system Dendral Edward Feigenbaum, Bruce Buchanan, Joshua Lederberg, Stanford University Udviklet som eksperimentelt system for ræsonnering med organisk kemi og bl.a. anvendt til bestemmelse af molekyle-struktur på månens overflade baseret på massespektral-data Støttet af NASA Feigenbaum inkoorporerede Lederbergs ekspertviden i programmet for at gøre det i stand tiol at svare på spørgsmål som en menneskelig ekspert. Henrik Bulskov Styltsvig 15

Ekspert system Paradigmeskift med DENDRAL skete et skift i AI fra generelle systemer næsten uden viden til domænespecifikke systemer med en omfattende videnbase Målet med DENDRAL var at udvikle et program der kunne nå niveauet for en menneskelig kemisk ekspert. Baseret på regler i form af heuristikker (tommelfingerregler) vistes med DENDRAL at systemet kunne måle sig med en ekspert Denne type system var hvad senere fik betegnelsen Ekspert system og processen at udlede menneskelig viden (knowhow) fik betegnelsen "knowledge engineering" Henrik Bulskov Styltsvig 16

Ekspert system MYCIN Et regelbaseret ekspert-system til diagnose af infektionssygdomme kan anvise behandlinger (terapeutisk rådgivning) på en brugervenlig måde i kontrollerede omgivelser virker MYCIN bedre end mindre erfarne læger omfattede ca 450 regler udledt fra eksperter ved interview videnbasen med reglerne var klart separeret fra ræsonerings-mekanismen i systemet dermed kunne systemet viden manipuleres selvstændigt EMYCIN ("Essential MYCIN") MYCIN tømt for regler og udstyret med en grænseflade til "knowledge engineering" dermed et domæne-uafhængigt system der er klar til at modtage nye regler indenfor et andet domæne Henrik Bulskov Styltsvig 17

Ekspert system skal Ekspert system skal Som EMYCIN et system der behandler viden i form af regler indenfor et domæne og dermed fungere som et ekspertsystem Henrik Bulskov Styltsvig 18

Ekspert system fra midt-80'erne var ekspert systemer en etableret teknologi. 1986-oversigt (Waterman): rapporterede 200 systemer primært indenfor medicin 1993-oversigt (Dunkin): rapporterede 2500 systemer, handel og produktion havde da fået overtaget (60% iflg. undersøgelsen) Henrik Bulskov Styltsvig 19

Ekspert system begrænsninger kun brugbare indenfor meget snævre domæner følsom overfor ændrede forudsætninger MYCIN fungerede godt, men var ubrugelig i situationer hvor en patient havde mere end en sygdom kan IKKE relatere akkumuleret heuristisk viden (erfaringer) dermed heller ikke opnå en dybere forståelse af problemet har problemer med forståelse af "egne begrænsninger" kan derfor kun bruges ved sikkerhed for at grænserne for domænet er langt væk svært ved at identificere ukorrekt, ufuldstændig eller inkonsistent viden fordi heuristiske regler er viden på en abstrakt form løsrevet fra en basal forståelse af domænet kan ikke lære af erfaringer de er individuelle for domænet og koster mange ressourcer at udvikle Henrik Bulskov Styltsvig 20

Systemer der kan indlære: Neurale Netværk med erkendelsen af begrænsningerne ved ekspert-systemer blev der i midt-80-erne igen fokuseret på indlærende systemer specielt på Neurale Netværk basale ideer og begreber var allerede udviklet år tidligere, men først i 80-erne var der maskiner der var kraftige nok til implementation Neurale Netværk blev "genopdaget" og ideerne blev videreudviklet Området fik en opblomstring og det er stadigt aktivt Henrik Bulskov Styltsvig 21

Neurale netværk begrænsninger NN giver mulighed for bedre interaktion med omgivelserne ræsonnering med regler (symbolsk ræsonnering) NN kan indlære, indfange ændringer i problemområdet, etablere "mønstre", hvor ingen regler kendes, arbejde med upræcis og ufuldstændig information. men NN kan ikke forklare svar, fungerer som en "black box" kræver et egnet "træningssæt" træning svært og dyrt gentræning er problematisk Henrik Bulskov Styltsvig 22

Vag, upræcis, usikker viden: Fuzzy logik klart problem med de regelbaserede ekspertsystemer kan kun etableres hvis der kan indfanges sikker og præcis viden i form af regler Fuzzy logik formalisme netop til håndtering af vag, upræcis, usikker viden giver bl.a. mulighed for at repræsentere vage ord / begreber som høj, god, dygtig,... ofte, sjældent, meget, nogengange,... Fuzzy logik / Fuzzy mængde teori introduceret af Lotfi Zadeh i 1965 har siden (men især i den første periode) været kontroversiel nogen mener at dette skyldes at termen "fuzzy" ikke er seriøs nok andre at det er fordi ideen er så enkel dog næppe hele forklaringen fik særlig opmærksom og interesse i Japan både i forskning og industri bl.a. success med "fuzzy kontrol" i elektroniske apparater: vaskemasiker fjernsyn, fotoapparater,... Henrik Bulskov Styltsvig 23

Fuzzy logik i kognitiv modellering / vidensmodellering Fuzzy regelbaserede systemer performer hurtigere end konventionelle ekspert-systemer fordi de kan klare sig med færre regler Fuzzy systemer tillader indkodning af viden på en form som bedre svarer til måden eksperterne tænker på netop fordi repræsentationen tillader vage og upræcise formuleringer høj/lav, hurtig/langsom, let/tung,... Fuzzy systemer giver mulighed for at opsummere viden hvori der optræder meningsforskelle f.eks. imellem forskellige eksperter Henrik Bulskov Styltsvig 24

Fuzzy logik og indlæring typiske fuzzy systemer er afhængige af regler der er udledt fra ekspertviden de senere år har vist en række nye tilgange hvor den viden der repræsenteres til et fuzzy system er skabt baseret på analyse ved neurale netværk datamining andre "statistiske" metoder Henrik Bulskov Styltsvig 25

KI status igen et etableret og respekteret område dog fragmenteret i delområder hvor flere kun sjældent bruger betegnelsen KI succesen i dag skyldes nok først og fremmest øget regnekraft grundlaget for de fleste teknikker der fokuseres på i dag er udviklet for år tilbage MEN, der kommer hele tiden nye resultater i en spændende udvikling Henrik Bulskov Styltsvig 26