Kunstig intelligens Thomas Bolander, Lektor, DTU Informatik Folkeuniversitetet i Aalborg, 12. april 2012 Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 1/32
Lidt om mig selv Thomas Bolander Lektor i logik and kunstig intelligens ved DTU Informatik (siden 2007). Leder af imars Lab (intelligent Multi-Agent Robotic Systems Lab) på DTU Informatik. Studieleder for Matematik på Folkeuniversitetet i København. Aktuel forskning: At udstyre kunstig intelligens-systemer med en Theory of Mind. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 2/32
Asociale robotter Frustrerede brugere af hospitalsrobotter i USA: TUG was a hospital worker, and its colleagues expected it to have some social smarts, the absence of which led to frustration for example, when it always spoke in the same way in both quiet and busy situations. I m on the phone! If you say TUG has arrived one more time I m going to kick you in your camera. It doesn t have the manners we teach our children. I find it insulting that I stand out of the way for patients... but it just barrels right on. TUG hospitalsrobot Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 3/32
Kunstig intelligens i science fiction Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 4/32
Kunstig intelligens i vores nære omgivelser Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 5/32
Hvad er kunstig intelligens? Vil vi nogensinde få kunstig intelligens på science fiction-niveau? Svært spørgsmål! Lad os starte med et (tilsyneladende) simplere spørgsmål: Hvad er kunstig intelligens? John McCarthy, den kunstige intelligens fader, siger: John McCarthy, 2006 Artificial intelligence is the science and engineering of making intelligent machines, especially intelligent computer programs. Super, men hvad er intelligens??? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 6/32
Hvad er intelligens? Intelligens er et meget vanskeligt begreb. En (forsøgsvis) definition af 52 amerikanske psykologer (1994): Intelligence is a very general mental capability that, among other things, involves the ability to reason, plan, solve problems, think abstractly, comprehend complex ideas, learn quickly and learn from experience. Karakteriserer helt klart nogen af nøgleegenskaberne som kunstig intelligens-systemer skal have. Men til hvilken grad? Og hvordan tester vi det? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 7/32
Turing-testen Alan Turing-artikel fra 1950: Kan maskiner tænke? Hvordan kan vi teste det? Svært, men følgende kan vi teste: Kan en computer opføre sig uskelneligt fra et menneske? Turing Test: 1 dommer, 1 computer, 1 menneske. Dommerens opgave: Hvem er hvem mellem computer og menneske. Alan Turing, 1954 Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 8/32
Loebner-prisen Loebner-prisen: Årlig chatbot-konkurrence om at klare Turing-testen bedst muligt. Bedste chatbot: 4.000$. Klarer Turing-testen fuldstændigt: 100.000$. De penge er stadig i banken! Følgende slide: En dialog med chatbotten Jabberwacky (Cleverbot), en af de mest vindende gennem årene. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 9/32
Jabberwacky: Have you read any books lately? Thomas: Yes. Jabberwacky: What books have you read? Thomas: I am a strange loop. Jabberwacky: Yes you are. Thomas: Is that supposed to be funny? Jabberwacky: Yes. Thomas: OK, accepted, it was kind of funny. Jabberwacky: No. Who are you trying to convince? Thomas: You. Jabberwacky: Tell me something funny. Thomas: The best joke I know is in Danish. Jabberwacky: That s a poem I guess, tell me another. Thomas: Why don t you tell me one? Jabberwacky: I don t know any. Thomas: How can you not know any jokes? Jabberwacky: No, not that, what about star wars? Thomas: I don t like star wars. Jabberwacky: Why don t you like star wars? Thomas: I find it boring. Jabberwacky: How very British of me. I m sorry. Are you going out tonight? Thomas: No, I m preparing a talk for tomorrow. Jabberwacky: Preparing to become what? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 10/32
Chatbots i vores nære omgivelser Chatbots bliver bragt til live: SAS (Eva), IKEA (Anna),... Og chatbots dør: Frederiksberg Kommune (Betty), Odense kommune (Knud),... Karakteristisk: Matcher centrale ord i spørgsmålet mod ord i en database. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 11/32
Chatbots i vores nære omgivelser Chatbots bliver bragt til live: SAS (Eva), IKEA (Anna),... Og chatbots dør: Frederiksberg Kommune (Betty), Odense kommune (Knud),... Karakteristisk: Matcher centrale ord i spørgsmålet mod ord i en database. Anna (IKEA): Q: Er IKEA billigere end ILVA? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 11/32
Chatbots i vores nære omgivelser Chatbots bliver bragt til live: SAS (Eva), IKEA (Anna),... Og chatbots dør: Frederiksberg Kommune (Betty), Odense kommune (Knud),... Karakteristisk: Matcher centrale ord i spørgsmålet mod ord i en database. Anna (IKEA): Q: Er IKEA billigere end ILVA? A: IKEAs koncept er lave priser... Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 11/32
Chatbots i vores nære omgivelser Chatbots bliver bragt til live: SAS (Eva), IKEA (Anna),... Og chatbots dør: Frederiksberg Kommune (Betty), Odense kommune (Knud),... Karakteristisk: Matcher centrale ord i spørgsmålet mod ord i en database. Anna (IKEA): Q: Er IKEA billigere end ILVA? A: IKEAs koncept er lave priser... Q: Er øl billigere end vin? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 11/32
Chatbots i vores nære omgivelser Chatbots bliver bragt til live: SAS (Eva), IKEA (Anna),... Og chatbots dør: Frederiksberg Kommune (Betty), Odense kommune (Knud),... Karakteristisk: Matcher centrale ord i spørgsmålet mod ord i en database. Anna (IKEA): Q: Er IKEA billigere end ILVA? A: IKEAs koncept er lave priser... Q: Er øl billigere end vin? A: IKEAs koncept er lave priser... Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 11/32
Chatbots i vores nære omgivelser Eva (SAS): Q: Er SAS billigere end Air France? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 12/32
Chatbots i vores nære omgivelser Eva (SAS): Q: Er SAS billigere end Air France? A: Jeg kan forstå, at du gerne vil vide noget om kampagner og specialpriser... Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 12/32
Chatbots i vores nære omgivelser Eva (SAS): Q: Er SAS billigere end Air France? A: Jeg kan forstå, at du gerne vil vide noget om kampagner og specialpriser... Q: Er øl billigere end vin? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 12/32
Chatbots i vores nære omgivelser Eva (SAS): Q: Er SAS billigere end Air France? A: Jeg kan forstå, at du gerne vil vide noget om kampagner og specialpriser... Q: Er øl billigere end vin? A: Jeg tror, at du spørger om, hvad du må medbringe i bagagen... Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 12/32
Turing-testen og dens relevans Konklusion: At bestå Turing-testen er stadig ikke lige rundt om hjørnet Men hvor relevant er den overhovedet? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 13/32
Lidt historie: Den tidlige optimisme Den kunstige intelligens historie er næsten lige så lang som computerens egen: startende i de tidlige 1950 ere. Den tidlige periode (50 ere og 60 ere) karakteriseret ved: Meget høje forventninger Kraftig undervurdering af kompleksiteten af den menneskelige hjerne. It is not my aim to surprise or shock you but the simplest way I can summerize is to say that there are now in the world machines that think, that learn and that create. Moreover, their ability to do these things is going to increase rapidly until in a visible future the range of problems they can handle will be coextensive with the range to which the human mind has been applied (Herbert Simon, 1957). Denne visible future trækker øjensynligt ud... Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 14/32
Landvindinger i 50 erne og 60 erne Den grænseløse optimisme i 50 erne og 60 erne kom ikke ud af ingenting. Computere overvandt mange problemer som tilsyneladende krævede rigtig intelligens : 1. Spille skak (bedre end de fleste amatører). Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 15/32
Landvindinger i 50 erne og 60 erne Den grænseløse optimisme i 50 erne og 60 erne kom ikke ud af ingenting. Computere overvandt mange problemer som tilsyneladende krævede rigtig intelligens : 1. Spille skak (bedre end de fleste amatører). 2. Bevise geometriske sætninger (bedre end de fleste matematikstuderende). Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 15/32
Landvindinger i 50 erne og 60 erne Den grænseløse optimisme i 50 erne og 60 erne kom ikke ud af ingenting. Computere overvandt mange problemer som tilsyneladende krævede rigtig intelligens : 1. Spille skak (bedre end de fleste amatører). 2. Bevise geometriske sætninger (bedre end de fleste matematikstuderende). 3. Løse geometriske analogi-problemer (IQ-tests). Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 15/32
Landvindinger i 50 erne og 60 erne Den grænseløse optimisme i 50 erne og 60 erne kom ikke ud af ingenting. Computere overvandt mange problemer som tilsyneladende krævede rigtig intelligens : 1. Spille skak (bedre end de fleste amatører). 2. Bevise geometriske sætninger (bedre end de fleste matematikstuderende). 3. Løse geometriske analogi-problemer (IQ-tests). 4. Det første elektroniske menneske, Shakey the Robot. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 15/32
Landvindinger i 50 erne og 60 erne Den grænseløse optimisme i 50 erne og 60 erne kom ikke ud af ingenting. Computere overvandt mange problemer som tilsyneladende krævede rigtig intelligens : 1. Spille skak (bedre end de fleste amatører). 2. Bevise geometriske sætninger (bedre end de fleste matematikstuderende). 3. Løse geometriske analogi-problemer (IQ-tests). 4. Det første elektroniske menneske, Shakey the Robot. Vi har ræssonering (alle), planlægning (1 & 4), abstrakt tænkning (2 & 3), læring (4). Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 15/32
Maskinoversættelse De tidlige succeser i kunstig intelligens skabte en stemning af: Hvis vi kan gøre dette, kan vi gøre hvad som helst. Og det forsøgte de så... Maskinoversættelses-projekt: fra russisk til engelsk. Reaktion på den succesfulde opsendelse af Sputnik (1957). Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 16/32
Maskinoversættelse De tidlige succeser i kunstig intelligens skabte en stemning af: Hvis vi kan gøre dette, kan vi gøre hvad som helst. Og det forsøgte de så... Maskinoversættelses-projekt: fra russisk til engelsk. Reaktion på den succesfulde opsendelse af Sputnik (1957). De var for naive: Oversættelse ved simple syntaks-transformationer. Oversættelse engelsk russisk engelsk: The spirit is willing but the flesh is weak The vodka is good but the meat is rotten. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 16/32
Maskinoversættelse De tidlige succeser i kunstig intelligens skabte en stemning af: Hvis vi kan gøre dette, kan vi gøre hvad som helst. Og det forsøgte de så... Maskinoversættelses-projekt: fra russisk til engelsk. Reaktion på den succesfulde opsendelse af Sputnik (1957). De var for naive: Oversættelse ved simple syntaks-transformationer. Oversættelse engelsk russisk engelsk: The spirit is willing but the flesh is weak The vodka is good but the meat is rotten. Maskinoversættelse i dag med Google Translate: Pilots are flying planes Piloter flyver fly. Men are flying planes Mænd er flyvende fly. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 16/32
Den kunstige intelligens storhed og fald Slut 60 ere: Færre succeser. Stadig ingen tænkende maskiner i den stærke betydning som forventet/lovet. Resultat: Stor skuffelse! Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 17/32
Den kunstige intelligens storhed og fald Slut 60 ere: Færre succeser. Stadig ingen tænkende maskiner i den stærke betydning som forventet/lovet. Resultat: Stor skuffelse! I 1973 sløjfede den britiske stat al støtte til kunstig intelligens baseret på en rapport som konkluderede: in no part of the field have discoveries made so far produced the major impact that was then promised. Så kan man lære ikke at love for meget! Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 17/32
Nyt liv til kunstig intelligens Fra slutningen af 80 erne: Kunstig intelligens vækkes til live igen. Nu mere en mere realistisk stemning: Vi tager hvad vi kan få. 1991. USAs forsvar bruger et planlægningssystem til at håndtere Golfkrigs-logistikken. Besparelse større end samlet sum investeret i kunstig intelligens i årene 1950 1991. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 18/32
Nyt liv til kunstig intelligens Fra slutningen af 80 erne: Kunstig intelligens vækkes til live igen. Nu mere en mere realistisk stemning: Vi tager hvad vi kan få. 1991. USAs forsvar bruger et planlægningssystem til at håndtere Golfkrigs-logistikken. Besparelse større end samlet sum investeret i kunstig intelligens i årene 1950 1991. 1994. Førerløs bil kører 1000 km på offentlige veje i Frankrig. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 18/32
Nyt liv til kunstig intelligens Fra slutningen af 80 erne: Kunstig intelligens vækkes til live igen. Nu mere en mere realistisk stemning: Vi tager hvad vi kan få. 1991. USAs forsvar bruger et planlægningssystem til at håndtere Golfkrigs-logistikken. Besparelse større end samlet sum investeret i kunstig intelligens i årene 1950 1991. 1994. Førerløs bil kører 1000 km på offentlige veje i Frankrig. 1997. IBMs skakcomputer Deep Blue slår verdensmesteren Gary Kasparov. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 18/32
Nyt liv til kunstig intelligens Fra slutningen af 80 erne: Kunstig intelligens vækkes til live igen. Nu mere en mere realistisk stemning: Vi tager hvad vi kan få. 1991. USAs forsvar bruger et planlægningssystem til at håndtere Golfkrigs-logistikken. Besparelse større end samlet sum investeret i kunstig intelligens i årene 1950 1991. 1994. Førerløs bil kører 1000 km på offentlige veje i Frankrig. 1997. IBMs skakcomputer Deep Blue slår verdensmesteren Gary Kasparov. 2001. En computer vinder en konkurrence i aktiehandel. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 18/32
Nyt liv til kunstig intelligens Fra slutningen af 80 erne: Kunstig intelligens vækkes til live igen. Nu mere en mere realistisk stemning: Vi tager hvad vi kan få. 1991. USAs forsvar bruger et planlægningssystem til at håndtere Golfkrigs-logistikken. Besparelse større end samlet sum investeret i kunstig intelligens i årene 1950 1991. 1994. Førerløs bil kører 1000 km på offentlige veje i Frankrig. 1997. IBMs skakcomputer Deep Blue slår verdensmesteren Gary Kasparov. 2001. En computer vinder en konkurrence i aktiehandel. 2011. IBMs Jeopardy-computer Watson slår verdensmestrene i Jeopardy. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 18/32
Deep Blue Men: 90 ernes og 00 ernes kunstig intelligens-systemer er ikke mere tænkende maskiner i den stærke betydning end systemerne fra 50 erne og 60 erne. Deep Blue er baseret på nøjagtig samme strategi som skakcomputerne fra 50 erne. Forskellen er primært en dramatisk øgning i beregningskraft: 500 specialdesignede skakprocessorer beregner 200 millioner træk i sekundet. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 19/32
Kasparov om Deep Blue Gary Kasparov om Deep Blue i Huffington Post, 2010: The AI crowd, too, was pleased with the result and the attention, but dismayed by the fact that Deep Blue was hardly what their predecessors had imagined decades earlier when they dreamed of creating a machine to defeat the world chess champion. Instead of a computer that thought and played chess like a human, with human creativity and intuition, they got one that played like a machine, systematically evaluating 200 million possible moves on the chess board per second and winning with brute number-crunching force. Deep Blue was only intelligent the way your programmable alarm clock is intelligent. (Not that losing to a $10 million alarm clock made me feel any better). Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 20/32
Modstridende følelser Succeser i kunstig intelligens leder ofte til modstridende følelser: Vi er imponerede over hvad kunstig intelligens-systemerne kan. Vi er skuffede over hvordan de gør det. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 21/32
Intelligens og skak Kan man spille skak perfekt uden at have nogen form intelligens overhovedet? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 22/32
Intelligens og skak Kan man spille skak perfekt uden at have nogen form intelligens overhovedet? Db6 Dd8+.. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 22/32
Hvis Turing-testen bliver bestået Men hvad hvis et kunstig intelligens-system til sidst består Turing-testen? Formodentlig vil det samme ske: Computer: En maskine som kan flippe bits i henhold til en strengt defineret opskrift. Kan simuleres af et menneske: Manuelt og mekanisk benyttede papir, blyant og et stykke (meget stort) papir. Hvor er tænkningen og forståelsen? Vi mennesker må da være mere end det? Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 23/32
Karakteristika ved kunstig intelligens-systemer i dag Domæne-specifikke fremfor generiske. Simple algoritmer fremfor højere kognitive evner. En masse rå beregningskraft. Kunstig intelligens er os overlegen på rå beregningskraft, men ikke på højere kognitive evner. Wired Magazine, January 2011 Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 24/32
Kort sagt: Karakteristika ved kunstig intelligens i dag Kunstig intelligens har haft enorm både kommerciel og akademisk succes hvad angår løsning af specifikke velafgrænsede problemer (svag KI). Kunstig intelligens har stort set (endnu) ikke haft nogen succes overhovedet hvad angår dynamisk og fleksibel intelligens, som selvstændigt kan lære vilkårlige nye opgaver som mennesker kan (stærk KI). Formodning: Givet et vilkårligt konkret velafgrænset problem, er det kun et spørgsmål om tid før vi kan få en computer/robot til at løse dette specifikke problem. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 25/32
Den kunstige intelligens fremtid Betyder dette at højere kognitive evner er irrelevante i forhold til kunstig intelligens? Nej, bestemt ikke! Eksempel. Menneske + skakcomputer spiller meget bedre end to skakcomputere. Højere kognitive evner er essentielle for den kunstige intelligens hellige gral: generisk kunstig intelligens. Men vi er ikke helt der endnu... + > + Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 26/32
Vil robotter overtage verden? Måske, men ikke lige med det første. Bevis: Ikke ét eneste kunstig intelligens-system har endnu klaret at løse problemer som er signifikant forskellige fra dem det var programmeret til. Watson spiller ikke skak og Deep Blue ikke Jeopardy. Og de vil heller ikke være i stand til at lære det. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 27/32
Grænserne for kunstig intelligens Er der fundamentale grænser for graden af kunstig intelligens som kan opnås? Endnu ikke noget uafviseligt bevis for hverken ja eller nej. Nogen vil måske sige: Kunstig intelligens vil aldrig løse problemer som kræver rigtig intelligens. Men vi kan ikke finde ud af hvad rigtig intelligens er. Selv en computer som består Turing-testen vil vi måske ende med at opfatte som at snyde sig til resultatet. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 28/32
Eksempler: Lokal forskning i kunstig intelligens lige nu IT-universitetet: Kunstig intelligens til container shipping i samarbejde med Maersk. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 29/32
Eksempler: Lokal forskning i kunstig intelligens lige nu IT-universitetet: Kunstig intelligens til container shipping i samarbejde med Maersk. DTU Informatik: Software til kategorisering af musik. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 29/32
Eksempler: Lokal forskning i kunstig intelligens lige nu IT-universitetet: Kunstig intelligens til container shipping i samarbejde med Maersk. DTU Informatik: Software til kategorisering af musik. DTU Informatik: Theory of Mind i kunstig intelligens. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 29/32
Eksempler: Lokal forskning i kunstig intelligens lige nu IT-universitetet: Kunstig intelligens til container shipping i samarbejde med Maersk. DTU Informatik: Software til kategorisering af musik. DTU Informatik: Theory of Mind i kunstig intelligens. DTU Informatik: Kunstig intelligens til Ørsted Satelliten. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 29/32
Eksempler: Lokal forskning i kunstig intelligens lige nu IT-universitetet: Kunstig intelligens til container shipping i samarbejde med Maersk. DTU Informatik: Software til kategorisering af musik. DTU Informatik: Theory of Mind i kunstig intelligens. DTU Informatik: Kunstig intelligens til Ørsted Satelliten. DTU Elektro: Intelligente robotter til legetøjsindustrien (intelligente LEGO-klodser). Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 29/32
Eksempler: Lokal forskning i kunstig intelligens lige nu IT-universitetet: Kunstig intelligens til container shipping i samarbejde med Maersk. DTU Informatik: Software til kategorisering af musik. DTU Informatik: Theory of Mind i kunstig intelligens. DTU Informatik: Kunstig intelligens til Ørsted Satelliten. DTU Elektro: Intelligente robotter til legetøjsindustrien (intelligente LEGO-klodser). Maersk-instituttet: Robotter til ældrepleje. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 29/32
Kunstig intelligens i kursus på DTU Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 30/32
Kunstig intelligens i den nærmeste fremtid Følgende er de mest oplagte: Mere fritid: Flere service-robotter i vores omgivelser, som kan hjælpe med de daglige gøremål på mere fleksibel og intelligent vis end nutiden støvsugerrobotter. Mere automation: førerløse biler, flere robotter i industrien, flere hospitalsrobotter, osv. Mere underholdning: bedre og mere realistiske computer-styrede medspillere og modspillere i computer-spil. Bedre udnyttelse af ressourcer: intelligent energi-forbrug, intelligente hjem. Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 31/32
Afsluttende bemærkninger Tilbage til det oprindelige spørgsmål: Vil vi nogensinde få kunstig intelligens på science fiction-niveau? Godt spørgsmål! I det mindste er følgende relativt sikkert: Kunstig intelligens vil gå i retningen af at opnå (simulere) højere kognitive evner. Kunstig intelligens vil med sikkerhed ændre vores daglig. I mindst samme omfang som computeren og internettet allerede har gjort det. tidlig computer tidligt internet tidlig robot Thomas Bolander, FU Aalborg, 12/4-12 p. 32/32