Intelligens Rendszerek Elmélete

Intelligens Rendszerek Elmélete 9

A mesterséges intelligencia jövője, további fontos fejlesztési területei http://nik.uni-obuda.hu/mobil

2012. ősz

Óbudai Egyetem, NIK

Dr. Kutor László

IRE 9/40/1

2012. ősz

A „mozgó célpont” probléma a mesterséges intelligencia kutatásban • Gyors, pontos számolás, • Nagy mennyiségű adat kikeresése, • Beszéd előállítás, • Természetes nyelv megértés, • Gépi fordítás, • Alak (arc) felismerés, • Zeneszerzés, • Robot vezérlés. …… A megoldott problémák nem értékeltek intelligenciát igénylő feladatnak! 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/3


Dr. Kutor László

IRE 9/40/2

A fejlődés jellege „exponenciális „! Változó

Változó

Lineráris skála !

Logaritmikus skála 1000

A görbe „könyöke” 100

100

10 10 1

1

idő 2012. ősz


idő Dr. Kutor László

IRE 9/40/4

A számítási kapacitás fejlődése

Mit értünk szingularitás alatt?

The exponential growth of computing

„egyedi, kivételes, különleges-, vagy szabálytalanságot mutató viselkedést”

is a marvelous quantitative example of the exponentially growing returns from an evolutionary process. We can express the exponential growth of computing in terms of its accelerating pace: it took 90 years to achieve the first MIPS per 1000 dollars; now we add 1.2 MIPS per 1000 dollars every hour. Logarithmic Plot

Matematikában: a függvény szakadási helye, ahol nem értelmezett. Kozmológiában: a Világegyetem térbeli és időbeli kiindulópontját, amelyben egykor minden létező egy pontban sűrűsödött össze. A szingularitásban a téridő és a fizika törvényei is érvényüket vesztik.

Fizikában: a szingularitásban az anyag kiterjedése a nullához, sűrűsége a végtelenhez közelít. Ilyen a „fekete lyuk”, mely állapot az ember számára nem fogható fel..

Neumann János: szerint fundamentális, a Homo sapiens lényegét alaptermészetét - megváltoztató történelmi diszkontinuitást

Technológiában: azt az eseményt nevezzük szingularitásnak, melyet emberi ésszel követni, felfogni nem lehet.

Ray Kurzweil: szerint amikor a gépi intelligencia meghaladja az emberit. 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/5

Year

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/66

Az elosztott (MI) rendszerekben megoldandó problémák

További fontos területek  Az információ feldolgozó paradigmák csoportosítása Koncentrált (MI)



  

↔

Elosztott (EMI)

- Holland-féle osztályozó rendszer - Tábla paradigma - Ambiens (Ambient) intelligencia Nyelvtechnológia: - Beszéd generálás - Beszéd felismerés - Gépi fordítás Gépi látás (képfeldolgozás, alakfelismerés, képfelismerés) Robotok (intelligens?) : inkrementálisan létrehozott intelligencia Ágens paradigma

2012. ősz


IRE 9/40/7

Dr. Kutor László

• Hogyan írjuk le, bontsuk fel és rendeljük hozzá a problémákat a feladat megoldására szerveződő külön-külön intelligens alrendszerek között, valamint a részeredményeket hogyan szintetizáljuk? • Hogyan biztosítsuk az alrendszerek kommunikációját és interakcióját? • Milyen nyelvet protokollt használjanak és mikor kommunikáljanak? • Hogyan biztosítsuk az alrendszerek koherens viselkedését, és hogyan kerüljük el az esetlegesen káros összeütközéseket? • Hogyan jön létre az alrendszerek működésének ütemezése? • Milyen technikai megoldásokat használjunk az elosztott mesterséges intelligencia rendszerek tervezésére és építésére, optimalizálására? 2012. ősz

Elosztott rendszerek optimalizálása


IRE 9/40/8

Dr. Kutor László

A Holland-féle osztályozó rendszer hierarchikus szerkezete

(Siker –büntetés- elosztása) Visszacsatolás!! „Credit assignment”

L.B.Booker, D.E. Goldberg, J.H. Holland, (1982) Szabálykereső rendszer (GA)

bemenetek

Súlyozó (tanító) rendszer

kimenetek

Bemeneti intefész

Osztályozó rendszer

Kimeneti intefész

Főbb elvek: 1. „siker” elosztás a közreműködés arányában (globális) 2. Adaptálás a helyi információk alapján 2012. ősz


(lokális) IRE 9/40/9

Dr. Kutor László

2012. ősz

Az osztályozó rendszer részei osztályozók tárolója

feltétel


Dr. Kutor László

IRE 9/40/10

A „tűzoltóbrigád” algoritmus (Bucket brigade)

válasz

Célja : elosztott , inkrementális tanulás korábbi sikeresség

Bemenet

Bemeneti intefész

Kimeneti intefész

Válasz

Bemeneti interfész: a környezet aktuális állapotát szabványos üzenetté alakítja át. Az osztályozók tárolója: a rendszer információ feldolgozó eljárásait leíró szabályokat tartalmazza. Üzenet lista: egyrészt a bemeneti interfésztől, másrészt az aktivizált és engedélyezett szabályoktól érkező üzeneteket tartalmazza. Kimeneti interfész: alakítja át az üzenetek egy részét olyan rendszer-válaszokká, melyek módosítják a környezet állapotát. 2012. ősz


Dr. Kutor László

Az osztályozó (szabály) felépítése:

Ha (feltétel) akkor (következmény,hatás,üzenet) erősség(s(t))

Üzenetlista

IRE 9/40/11

A szabály aktivizálásában szerepet játszó tényezők: feltétel megfelelés (relevance) R(c) korábbi sikeresség (strength) S(c,t) A szabályok az aktivizálásukért versenyeznek. A verseny a felajánlás (bid) alapján dől el B(c)

B(c,t)=k*R(c)*S(c,t)

A győztes a felajánlást átadja annak a szabálynak, ahonnan az üzenet kapta. 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/12

A Holland-féle osztályozó rendszer főbb jelemzői

 Párhuzamos rendszer.  Üzenet-továbbításos rendszer.  Szabály alapú tudásábrázolás.  Adaptív, a tanulás az un. Bucket brigade algoritmusra épül.  Folyamatos szabálykereső mechanizmussal rendelkezik, mely a genetikus algoritmusokra épül. 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/13

A tábla (Blackboard) paradigma Newel (1963), Simon (1975) Elosztott inkrementális problémamegoldó rendszer Tábla Szakértők (tudásforrások)

2012. ősz

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/15

Dr. Kutor László

IRE 9/40/14

 INKREMENTÁLIS PROBLÉMAMEGOLDÁS  TUDÁSFORRÁSOK (szakértők) FÜGGETLENSÉGE



   

Moduláris rendszer, az újabb szakértők adhatók a rendszerhez a korábbiak módosítása nélkül. A gyengén szereplő szakértők munkája javítható, vagy eltávolíthatók a rendszerből. KÜLÖNBÖZŐ PROBLÉMA-MEGOLDÓ TECHNIKÁK EGYIDE-JŰLEG ALKAZMAZHATÓK Minden szakértő fekete doboznak tekinthetők, csak a kommunikációs nyelvük közös. FLEXIBILIS TUDÁS ÁBRÁZOLÁS Nincsenek korlátozások, hogy milyen információk kerülhetnek a táblára KÖZÖS INTERAKCIÓS NYELV A szintakszis és a szemantika előre meghatározott ESEMÉNY ALAPÚ AKTIVÁCIÓ Célvezérelt aktivitás. Minden szakértő keresi a lehetőséget, hogy közreműködjön a feladat megoldásában A VEZÉRLÉS SZÜKSÉGESSÉGE Ki írhat a táblára? Mi a közreműködés ára?

2012. ősz

A nyevtechnológia területei 1. Beszéd előállítás


A tábla paradigma jellemzői

A tábla paradigma komponensei Komponensei: Tudás források  független alrendszer  belső tudásábrázolása és következtető mechanizmusa rejtett  minden kommunikáció csak „táblán” keresztül jöhet létre Tábla  kommunikációs interfész  általános hozzáférhető adatbázis (kollektív emlékezet)  átmeneti tároló és indító (trigger) mechanizmus Ütemező  mint felügyelő és ütemező irányítja a problémamegoldás menetét figyelembe véve az egyes tudás források közreműködéséből eredő várható hasznot  nyomon követi a problémamegoldás menetét

Ütemező


Dr. Kutor László

IRE 9/40/16

Gépi fordítással kapcsolatos oldalak Gépi fordít tás tudás központ

kötött-szavas ↔ kötetlen szótáras (Text To Speech)

http://www.etranslate.com/en/index.know.html

Google keresési példa

http://www.google.com/search?q=web+site+localization

Tőrvényi szabályozás

http://www.wmcd.com/articles/international/interarticle8.html

Tárolt mintákból építkező Szintetizált beszéd

Fejlesztési tanácsok többnyelvű oldakhoz

http://www.microsoft.com/mind/0100/internat/internat.asp

KANT Honlap

2. Beszéd felismerés

Személyfüggő Személyfüggetlen Izolált szavakat felismerő: 1 2 Folyamatos beszédet felismerő: 3 4

3. Gépi fordítás

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/17

http://www.lti.cs.cmu.edu/Research/Kant/ Translator’s Workbench (www.trados.com) Gépi fordítással kapcsolatos szabadalmak: 5,677,835 Integrated authoring and translation system 5,995,920 Computer-based method and system for monolingual document development U.S. Patent and Trademark Office http://www.uspto.gov/patft/index.html 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/18

A gépi látás területei, megoldandó feladatai és jellemzői 





2012. ősz

Képfeldolgozás: digitális kép létrehozása, a leképezési hibák kijavítása, jellemző tulajdonságok kiemelése, kép átalakítása (kép-kép leképzés) Alakfelismerés: a képen előforduló alakzatok, képet jellemző sajátságok felismerése (jellemzők meghatározása, azonosítás) Képfelismerés: a képen rögzített objektumok felismerése adatbázis alapján (leírás, értelmezés, azonosítás) Óbudai Egyetem, NIK

Dr. Kutor László

IRE 9/40/19

Beágyazott rendszerek meghatározásai

Beágyazott (ambiens) információs rendszerek: • a befogadó fizikai/kémiai/biológiai környezetükkel intenzív, valós idejű információs kapcsolatban álló, • autonóm működésű, • szolgáltatás-biztos (dependable), • “láthatatlan”számítógépes rendszerek, melyek • lokálisan (általában) korlátozott, • globálisan (általában) bőséges erőforrásokkal (idő, adat, tápellátás, memória, ...) rendelkeznek. Dr. Péceli Gábor BME MIT

Megoszlás: 10% PC  90% beágyazott rendszer ! 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/20

Az európai populáció megoszlása 30 év múlva

Beágyazott rendszereknek nevezzük azokat a processzoralapú eszközöket, ill. az ezekből alkotott rendszereket, amelyek a befogadó fizikai / kémiai / biológiai környezetüket autonóm módon képesek érzékelők segítségével megfigyelni és beavatkozók segítségével befolyásolni. Olyan informatikai alkalmazások ezek, amelyek rendeltetésüknél fogva nagyfokú szolgáltatásbiztonsággal jellemezhetők. Egyéb meghatározások: An embedded system is a special-purpose computer-controlled electromechanical system in which is completely encapsulated by the device it controls. An embedded system has specific requirements and performs predefined tasks, unlike a general-purpose personal computer. Wikipedia Embedded systems are specialised computers used in larger systems or machines to control equipment such as automobiles, home appliances, communication, control and office machines. ARTEMIS Strategic Research Agenda A sötét sáv a segítségre szorultak arányát mutatja 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/21

„Ambient Assisted Living (AAL) „ Informatikával támogatott életvitel ? © Risto Karlsson Carolien Koning, Eeva Päivärinta, Niilo Saranummi,

2012. ősz

VDE/VDE AAL Ambient Assiste living


Dr. Kutor László

IRE 9/40/22

Fontos, hogy a technológia egyszerűen legyen kezelhető Feltételei: • Nagy beépített tudás

• Kényelmi szolgáltatások • Gondosan tervezett felhasználói felület

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/23

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/24

Ambiens rendszerek értelmezése

Intelligens robotok

„ A mesterséges intelligencia kutatás szerelemgyerekei” (Vámos Tibor)

Ambiens rendszereknek nevezzük azokat a beágyazott rendszereket, amelyek az emberi (pl. otthoni vagy munkahelyi) környezet részévé válva elsősorban az életvitel és az életminőség szolgálatában állnak. Ennek megfelelően az ambiens rendszerek legfőbb tulajdonsága az emberközpontúság, mégpedig úgy, hogy a működésük a lehető legkevesebb terhet jelentse azoknak, akiknek az érdekében létrehozták őket.

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/25

„Mozgásképes önműködő berendezések” Első generáció: kizárólag vezérléssel működtethetők, a környezet változásait nem érzékelik. A második generáció: környezetüket szenzorokkal vizsgálják, az így szerzett és a saját működésükről nyert információk alapján a számítógép bármikor képes módosítani a robot mozgását, például kikerüli a váratlanul útjába került akadályokat. Feladataikat magas szintű programnyelven határozzák meg. A harmadik generáció: alkalmazkodnak a környezet változásaihoz, alakokat és helyzeteket ismernek fel, hanggal is vezérelhetők, esetenként hanggal tudnak válaszolni, önálló döntéseket hoznak, bonyolult feladatokat oldanak meg, tanuló mechanizmusokkal is rendelkeznek. 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/26

Robotok várható fejlődése

Mobil „Robot” USA 2008 nov.

2016-ig

Forrás: Kömlődi Ferenc Mobil robotok 2006 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/27

2012. ősz

A robotpiac fejlődési tendenciái


Dr. Kutor László

IRE 9/40/28

A robotfejlesztés főbb területei

1995 - 2025

 Mozgató mechanizmusok (mi adja a mozgató energiát?)

 Érzékelők (a belső és külső környezet figyelésére)  Energia ellátás  Önálló működés  Kommunikáció  Együttműködő képességek (rajok?)  Tanuló képesség Forrás: Kömlődi Ferenc Mobil robotok 2006 Japan Robot Association: http://www.jara.jp/e. 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/29

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/30

Rodney Brooks új vállalkozása: az emberi „robotmunkát” helyettesítő olcsó humanoid robot építése

Az inkrementális-, („alulról építkező”) robotépítés célja, elvárásai és javasolt módja Cél:

Olyan autonóm és intelligensnek tekinthető lény létrehozása, amely az emberekkel együtt létezik (él?).

Elvárások az autonóm és intelligens viselkedésű lényekkel szemben:  Megfelelően és időben reagáljon a dinamikusan változó környezeti hatásokra.  Robusztus legyen : a környezet kisebb nagyobb változása ne okozhassa a viselkedés összezavarodását.  Célokkal kell rendelkeznie. „szerepe van a földön”

Megvalósítás javasolt módja:  Inkrementális építkezés  Minden egyes részfunkció megvalósításánál biztosítjuk a rendszer teljes működését  Minden alrendszer önálló érzékelő és vonatkozó képességgel rendelkezzen  Az alrendszerek üzenetekkel tartják egymással a kapcsolatot, egymást serkentik vagy gátolják. 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/31

A Brooks féle magába foglaló architektúra jellemzői (Rodney Brooks, MIT)

2012. ősz

 Minden rétegnek önálló szerepe van  Az összetett rendszer építése inkrementálisan, lépésről lépésre

Érzékelő

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/33

Ágens Orientált Programozás (AOP) Új programozási paradigma (…strukturált, OOP) Lehetséges tudományintegráló szerep (?)

2012. ősz

Természettudományok - Biológia - Etológia - Matematika - Fizika,….

Társadalomtudományok - Kognitív tudomány - Pszichológia - Szociológia - Menedzsment,….

Informatika - Szoftvertechnológia - Számítógép hálózatok …

Mesterséges intelligencia - Alap paradigmák - Szakértői rendszerek - Robotika (..gépi látás) - Beszédfelismerés,…


Dr. Kutor László

IRE 9/40/35

időzítés

Véges állapotú alrendszer

történik, a magasabb rétegek építik az alacsonyabb rétegeket

valamilyen központi eljárás választana. Minden alrendszer végzi a feladatát  Az alrendszerek tesztelése mindig a valóságos helyzetben történik. Így elkerülhető, hogy csak leegyszerűsített un. játék problémákkal foglalkozzon  A rétegek az elnyomás és a tiltás-gátló mechanizmusokon keresztül működnek együtt

IRE 9/40/32

gátlás

Érzékelő

 A céloknak nincs központi reprezentációja, amelyek közül

Dr. Kutor László

A magába foglaló architektúra vázlata és jellemzői gátlás

 A részfunkciók önálló megvalósítása, az alrendszereknek

nincs szüksége a felettük levő rendszerek kontrolljára


A véges állapotú alrendszer részei:  regiszterek (üzenetek fogadására, belső állapotok tárolására)  véges állapotú gép egyszerű információ feldolgozó  kapacitással belső időzítők Az alrendszerek jellemzői:  rögzített hosszúságú üzeneteket fogad és küld  aszinkron 2012. ősz Óbudai Egyetem, NIK Dr. Kutor László IRE 9/40/34

Az ágens paradigma értelmezése, tipikus ágens feladatok, alkalmazások Az ágensek esemény vagy célvezérelt autonóm programok, amelyek valaki érdekében cselekszenek. „soft botok” Tipikus ágens feladatok: A bejövő információk szűrése, megválaszolása Döntéstámogatás (különböző adatbázisok alapján) Ismétlődő feladatok elvégzése (pl: rendszergazdai munkák) Titkári feladatok (program szervezés) Ágens alkalmazások: szakértői ágensek, oktató ágensek, interfész ágensek bevásárló ágensek, kereskedő ágensek 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/36

Ágensek tulajdonságai           2012. ősz

beágyazottság reaktivitás tudás helyzetfüggőség autonómia kezdeményező képesség célvezérelt viselkedés tanuló képesség, adaptivitás időbeni állandóság kommunikációs képesség Óbudai Egyetem, NIK

Ágensek részei, kapcsolatos problémák

Antropomorf tulajdonságok (mentális állapotok): ♦ racionalitás ♦ szándék ♦ megbízhatóság ♦ igazmondás ♦ vélekedés ♦ elkötelezettség ♦ érzelmek ♦ személyiség

Dr. Kutor László

IRE 9/40/37

   

Célok illetve a felhasználói igények tárolása A feladat végrehajtásához szükséges ismeretek tárolása, kezelése A cél eléréséhez szükséges erőforrások elérhetőségének leírása Költség és időhatárok Megoldandó problémák  Platform-független nyelv (JAVA, Applescript, TeleScript)  számlázás (adók)  információ védelem  információforrás megkeresése  kommunikáció  felelősség 2012. ősz

Nézőpontok


Dr. Kutor László

IRE 9/40/38

Kérdések  Milyen terülteken haladták meg a mesterséges informatikai rendszerek az emberi képességeket, és az emberek miben és hogyan maradhatnak versenyképesek?  Miért késik a beszédfelismerő rendszerek általános elterjedése?  Miért kiemelkedő fontosságú az AAL (beágyazott informatikai rendszerekkel támogatott életvitel) kutatása innovációja?

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/39

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 9/40/40

Intelligens Rendszerek Elmélete

Recommend Documents