Kaleidoscoop Kunstmatige Intelligentie

Kaleidoscoop Kunstmatige Intelligentie 2003-2004 PRAKTISCHE INFORMATIE Looptijd:

Het vak wordt gegeven in blok 2 (de tweede helft van het eerste semester).

Tijd 1e hoorcollege:

Het eerste college is op woensdag 5 november 2003.

Plaats 1e hoorcollege: zaal 074 van het Muntinggebouw. Plenaire bijeenk.:

In de eerste, tweede en derde week van het blok zijn er plenaire bijeenkomsten op woensdag van 11:15 tot 13:00 uur in zaal 074 van het Muntinggebouw en op vrijdag van 11:15 tot 13:00 uur in zaal 136 van het Boumangebouw (Gadourekzaal). Aanwezigheid bij deze bijeenkomsten is verplicht.

Bibl. Instructie:

In de tweede week van het blok vindt er in vier groepen een bibliotheekinstructie plaats. Aanwezigheid bij de bibliotheekinstructie is verplicht.

Werkgroepen:

Vanaf de vrijdag in week 47 (dat is dus vanaf 21 november) wordt de groep in tweeën gesplitst. Er zijn dan geen plenaire bijeenkomsten meer, maar wel werkgroepen op de volgende tijden: • GROEP 1 (Gineke ten Holt): Woensdag 11:15 tot 13:00 uur in Munting 127 en Vrijdag 11:15 tot 13:00 uur in Munting 127. • GROEP 2 (Elske van der Vaart): Woensdag 13:15 tot 15:00 uur in Munting 127 en Vrijdag 13:15 tot 15:00 uur in Munting 127.

Literatuur:

artikelen, zelf te kopiëren.

Aanbev. literatuur:

Leren Communiceren: Handboek voor mondelinge en schriftelijke communicatie. Auteur: M. Steehouder e.a. Uitgeverij: Wolters-Noordhoff Groningen

Studiepunten:

5 ECTS

Doelen:

Het eerste doel is vaardigheid verkrijgen in het zoeken van literatuur, het schrijven van een werkstuk en het houden van een referaat (presentatie). Het tweede doel is een overzicht te krijgen van de onderzoeksonderwerpen en –methoden over het hele spectrum van de kunstmatige intelligentie en de cognitiewetenschap.

Docent:

Karin Zondervan ([email protected])

Assistent-docenten:

Gineke ten Holt en Elske van der Vaart

Eisen voor het voldoende afronden van dit vak: •

•

•

•

•

Aanwezigheid: aanwezigheid bij de hoorcolleges en de werkcolleges is verplicht. Er mogen in totaal maximaal 3 colleges worden gemist. Indien je om een of andere reden bij meer dan 3 colleges niet aanwezig kunt zijn, neem dan zo spoedig mogelijk contact op met de docent (Karin Zondervan, [email protected]). Bibliotheekinstructie: deelname aan de bibliotheekinstructie is ook verplicht. Deze is op 7 november 2003. Er zijn vier groepen. Plaats: de bibliotheek van PPSW, op de eerste etage van het Heymansgebouw. De bibliotheekinstructie bestaat uit een rondleiding. Daarna krijg je een computeropdracht die je in je eigen tijd moet uitvoeren. Werkstuk: iedere student schrijft een werkstuk. Dit werkstuk bestaat uit een kort betoog van 3 - 4 (maximaal 5) pagina's in het Nederlands, op basis van twee wetenschappelijke artikelen. Een van die artikelen krijg je toegewezen tijdens het eerste college. De ander moet je er zelf bij zoeken. Als je als eerste artikel een combi-pakket hebt van twee artikelen, dan moet je er dus een derde artikel bijzoeken. Referaat: Vanaf de vrijdag in week 47 (dat is vanaf 21 november) is er twee keer per week werkcollege. Deze colleges worden gevuld met referaten (presentaties). Elke student dient een referaat te houden van ongeveer 20 minuten (minimaal 15 minuten, maximaal 25 minuten) over het aan hem of haar toegewezen artikel. De student mag ervoor kiezen het referaat over beide artikelen te houden, dus over het toegewezen plus het erbij gezochte artikel. Als je als eerste artikel een combi-pakket hebt, dan moet het referaat in ieder geval over de beide artikelen uit het combi-pakket gaan. Commentaar op andere werkstukken: iedere student dient 2 andere werkstukken van ongeveer een halve pagina aan commentaar te voorzien.

Deadlines • • • •

WOENSDAG 12 NOVEMBER 2003 (tot 17:00 uur): uitwerking bibliotheekopdracht inleveren bij de bibliotheek. WOENSDAG 19 NOVEMBER 2003 (tot 17:00 uur): artikelen voor werkstuk ter goedkeuring voorleggen aan de docent (Karin Zondervan). VRIJDAG 9 JANUARI 2004 (tot 17:00 uur): inleveren werkstuk (in drievoud) bij de docent. VRIJDAG 23 JANUARI 2004 (tot 17:00 uur): inleveren 2 commentaren (in enkelvoud) bij de docent.

Collegerooster (wijzigingen voorbehouden) Week 45 45 46 46 46 47 47 47 48 48 49 49 50 50 51 51 51

2 3 4

Datum Woe 5 november Vrijd 7 november Woe 12 november Woe 12 november 2003 (tot 17:00 uur) Vrijd 14 november Woe 19 november Woe 19 november 2003 (tot 17:00 uur) Vrijd 21 november Woe 26 november Vrijd 28 november Woe 3 december Vrijd 5 december Woe10 december Vrijd 12 december Datum volgt!!! Woe 17 december Vrijd 19 december

Vrijd 9 januari 2004 (tot 17:00 uur) Woe 14 januari 2004 (TIJD volgt nog!!) Vrijd 23 januari 2004 (tot 17:00 uur)

Inhoud college Hoorcollege 1: Toewijzen artikelen en uitleg opzet college. Bibliotheekinstructie, verdeeld in vier groepen. Hoorcollege 2: zoeken van een bijpassend artikel. DEADLINE INLEVEREN BIBLIOTHEEKOPDRACHT BIJ DE BIBLIOTHEEK Hoorcollege 3: Eisen werkstuk en presentatie. Tips werkstuk. Hoorcollege 4: Tips presentatie. DEADLINE GOEDKEURING TWEEDE ARTIKEL Presentatie-werkcollege 1 Presentatie-werkcollege 2 Presentatie-werkcollege 3 Presentatie-werkcollege 4 Presentatie-werkcollege 5 Presentatie-werkcollege 6 Presentatie-werkcollege 7 Presentatie-werkcollege 8 Presentatie-werkcollege 9 Presentatie-werkcollege 10

DEADLINE INLEVEREN WERKSTUK BIJ DE DOCENT College, gesplitst in groep 1 en groep 2: uitwisselen werkstukken (tentamenperiode!) DEADLINE INLEVEREN COMMENTAREN BIJ DE DOCENT

$57,.(/(1 *HVFKLHGHQLVYDQGHNXQVWPDWLJHLQWHOOLJHQWLHHQGHFRJQLWLHZHWHQVFKDS 1. Alan Turing, 1950. Computing machinery and intelligence. Mind 59. Dit is het artikel waarin de uitvinder van de computer, Alan Turing, uitlegt hoe hij denkt dat we kunnen testen of computers intelligent zijn, nl. door de Turingtest. 2. Newell & Simon, 1976. Computer science as empirical enquiry: Symbols and search. In het boek: The Philosophy of Artificial Intelligence, pp. 105-132). London: Oxford University Press. Dit artikel gaat in op het uitgangspunt de menselijke geest te zien als een computersysteem. 3. Alan Newell, 1973. You can't play 20 questions with nature and win. In het boek Visual Information Processing, W.G. Chase (ed.), Academic Press. Dit bekende artikel gaat over de vraag hoe onderzoek in de cognitiewetenschap gedaan moet worden.

3V\FKRORJLH 4. Burrhus Skinner, 1950. Are theories of learning necessary? Psychological Review 57, 193-216. Het meest beroemde artikel van de behaviorist Skinner. Een goede vertaling (met commentaar) staat in: Over Gedrag, B.F. Skinner van uitgeverij Boom (1984). 5. George Miller, 1956. The magical number 7, plus or minus 2: Some limitations on our capacity for information processing. Psychological Review 63: 81-97. Dit artikel gaat over een van de bekendste weetjes over ons geheugen. 6. N. Cowan, The magical number 4 in short-term memory, 2001. Behavioral & Brain Sciences 24, 87-114. Dit artikel gaat over het geheugen, naar aanleiding van het artikel van George Miller. 7. Tversky & Kahneman, 1983. Extensional versus Intuitive Reasoning: The conjunction fallacy in probability judgment. Psychological Review 90: 293-315. In experimenten laten deze auteurs zien dat mensen niet altijd logisch denken. 8. Phillip N. Johnson-Laird, 2001. Mental models and Deduction. Trends in Cognitive Sciences 5 (10): 434442. Dit artikel probeert aan te tonen dat het menselijk logisch denken gebaseerd is op mentale modellen, in plaats van op formele regels. 9. COMBIPAKKET: Stuart C. Shapiro, 2003 Knowledge Representation. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Arthur B. Markman, 2003, Psychology of Knowledge Representation. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan over het representeren van kennis in mensen en machines. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent.

&RPSXWDWLRQHHOPRGHOOHUHQ

10. COMBIPAKKET: Dedre Gentner, 2003 Psychology of analogical reasoning. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Boicho Kokinov & Robert M French, 2003, Computational models of analogy making. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan over het trekken van anlogieën. Hoe doen mensen dat en hoe kun je daar een computermodel van maken? Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 11. COMBIPAKKET: Daniel Gopher & Christina Iani, 2003 Attention. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Rajesh P.N. Rao, 2003, Models of attention. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan over één van de basisaspecten van de menselijke cognitie: de aandacht ergens op richten. Hoe doen mensen dat en hoe kun je daar een computermodel van maken? Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 12. COMBIPAKKET: H. Plotkin, 2003 Human Cognition. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Denis Mareschal, 2003, Computational models of cognitive development. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan over de ontwikkelingen die we als kind meemaken op het gebied van denken en redeneren. Hoe kun je daar computermodellen van maken en hoe zit de menselijk cognitie eigenlijk in elkaar? Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 13. COMBIPAKKET: A. S. Reber, 2003 Implicit Learning. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Axel Cleeremans, 2003, Implicit Learning Models. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Mensen kunnen leren, terwijl ze niet doorhebben dat ze iets geleerd hebben. Hoe kan dat en hoe kan je met behulp van computermodellen proberen deze vaardigheid te verklaren? Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 14. COMBIPAKKET: David M. Eagleman & P. Read Montague, 2003, Models of learning and memory. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Bennet B. Murdock, 2003,Memory models. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan over het leren en herinneren van dingen. Hoe doen mensen dat en wat kunnen simulatiemodellen op de computer ons hierover vertellen? Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent.

)LORVRILH

15. John Searle, 1980. Minds, brains and programs. Behavioral & Brain Sciences 3, 417-424. Kunnen computers eigenlijk denken? John Searle beweert dat ze dat nooit zullen kunnen, met behulp van zijn Chinese kamer experiment. 16. Paul Churchland, 1989. Hoofdstuk 1 van A neurocomputational perspective: the nature of mind and the structure of science. MIT Press. Paul Churchland beweert dat we geen gedachten hebben, alleen hersenactiviteit. 17. Stevan Harnad, 1990. The symbol grounding problem. Physica D 42, 335-346. Computatie is simpelweg het manipuleren van interpreteerbare symbolen. Cognitie is meer dan dat. Artikel verkrijgbaar bij docent. 18. David J. Chalmers, 1995. Facing up to the Problem of Consciousness. Journal of Consciousness Studies, 2(3): pp. 200-219. Dit artikel gaat over het bewustzijn. Artikel verkrijgbaar bij docent. 19. COMBIPAKKET: Eric Dietrich, 2003 Philosophy of Artificial Intelligence. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Peter Slezak, 2003, Gödelian arguments against Artificial Intelligence. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan in op de achtergronden en achterliggende filosofie van KI. Ook worden er argumenten tegen KI gegeven: mensen zijn geen machines, omdat ze niet aan dezelfde beperkingen gebonden zijn. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 20. COMBIPAKKET: Georges Rey, 2003 Philosophy of Mind. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Ian Gold, 2003, Philosophy of Neuroscience. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan in op de filosofische achtergrond van de geest. Is ons denken te reduceren tot slechts hersenactiviteit? Ook wordt er gekeken naar de filosofische achtergrond van neuro-wetenschappen en hersenonderzoek. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent.

7DDO 21. Noam Chomsky, 1949. A review of B.F. Skinner's Verbal Behavior. In het boek The Structure of Language, J. Fodor & J. Katz, Prentice Hall. Hierin kraakt Chomsky Skinner's idee dat taal door behavioristen verklaard kan worden helemaal af. 22. Sue Savage-Rumbaugh, 1996. Apes with language, Critical quarterly 38, 45-57. Over apen die een taal leren. 23. Luc Steels, 2000. Language as a complex adaptive system. Lecture notes in Computer Science, vol. 1917, 17-28. Luc Steels doet onderzoek naar taal bij robots en laat zijn robots taal leren als onderdeel van een taalspel.

24. S. Pinker & P. Bloom, 1990. Natural language and natural selection. Behavioral & Brain Sciences 13(4): pp. 707-784. Dit artikel geeft argumenten voor de stelling dat de evolutie van menselijke taal niet door Darwiniaanse natuurlijke selectie verklaard kan worden. 25. Elissa Newport, 1990. Maturational constraints on language learning. Cognitive Science 14, 11-28. In dit artikel wordt empirisch bewijs gegeven voor het feit dat de normale manier van taal leren alleen kan aan het begin van het leven. 26. COMBIPAKKET: Michael P Maratsos, 2003 Language Acquisition. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Michael Gasser, 2003, Computational models of language learning. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan in op hoe mensen taal leren en hoe je dat kunt modelleren met behulp van de computer. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 27. COMBIPAKKET: Catherine L. Harris, 2003 Language and Cognition. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Mark Steedman, 2003, Connectionist and Symbolic Representations of Language. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen bespreken de overeenkomsten tussen taal en algemene cognitie en gaan in op hoe je taal in connectionistische en in symbolische systemen zou kunnen representeren. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 28. COMBIPAKKET: Caroline Palmer & Melissa K. Jungers, 2003 Music Cognition. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Catherine L. Harris, 2003, Language and Cognition. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Het eerste artikel gaat in op de muzikaliteit van onze cognitie. Hierin worden overeenkomsten gevonden tussen muziek en taal. Voor meer achtergrond is dit gecombineerd met een artikel over de overeenkomsten tussen taal en algemene cognitie. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 29. COMBIPAKKET: Morton Ann Gernsbacher & Michael P. Kaschak, 2003 Psycholinguistics. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Richard L. Lewis, 2003, Computational psycholinguistics. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan over de psychologische aspecten van taal, dus over taalgebruik en taalverwerving bij kinderen. Ook gaan ze in op computationele modellen van taalgebruik en taalverwerving. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 30. COMBIPAKKET: Dominic W. Massaro, 2003 Theories and Models of Speech Perception and Recognition. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en:

Hynek Hermansky & David P. Vinson, 2003, Automatic Speech Recognition. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan over hoe mensen spraak begrijpen en herkennen en hoe een computer dat zou kunnen doen. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent.

.XQVWPDWLJH,QWHOOLJHQWLH 31. John McCarthy, 1989. Artificial Intelligence, logic and formalizing common sense. In het boek: Philosophical Logic and Artificial Intelligence, R. Thomasen (ed.) Kluwer. Over hoe je het gezond verstand, dat mensen hebben, kunt implementeren met behulp van logica in artificiële systemen. 32. Rodney Brooks, 1991. Intelligence without representation. Artificial Intelligence 47, 139-159. Een nieuw uitgangspunt voor het bouwen van autonome systemen: niet de representatie staat centraal, maar verschillende actie- en perceptiemodules die samenwerken. Artikel verkrijgbaar bij de docent. 33. David Kirsch, 1991. Today the earwig, tomorrow man? Artificial Intelligence 47, 161-184. Reactie op Rodney Brooks. 34. COMBIPAKKET: Thomas G. Dietterich, 2003, Machine Learning. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Geoffrey Hall, 2003, Psychology of learning. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Het eerste artikel gaat in op welke methodes er zijn waarmee een machine kan leren. Het tweede artikel inventariseert juist de menselijke methoden van leren. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent.

5RERWLFD 35. K. Sims, 1994. 3D Morphology and behavior by competition. In: Artificial Life IV Proceedings, R. Brooks & P. Maes (Eds.), MIT Press. Dit artikel beschrijft een systeem voor de evolutie van virtuele wezens die een overlevingsstrijd voeren in een gesimuleerde 3D-wereld. Artikel verkrijgbaar bij de docent. 36. Stefano Nolfi (2002). Evolving robots able to self-localize in the environment: The importance of viewing cognition as the results of processes occuring at different time-scales. Connection Science, 14 (3): 231-244. In dit artikel wordt gekeken hoe je mobiele robots kunt ontwerpen die niet alleen moeten reageren op waarnemingen, maar die ook een interne staat bij moeten houden. Artikel verkrijgbaar bij de docent. 37. D.A. Cartwright & T.S. Collett, 1983. Landmark Learning in Bees. Journal of Computational Physiology 151, 521-543. Dit artikel gaat in op hoe bijen navigeren. Veel van deze kennis diende als basis voor toepassingen in de robotica. Artikel verkrijgbaar bij de docent.

38. Michael F. Land & Thomas S. Collett, 1997. A survey of active vision in invertibrates. In het boek: From living eyes to seeing machines (16-36), M.V. Srinivasan (Ed.), London: Oxford University Press. In dit artikel wordt een actieve manier van kijken geinventariseerd, die onder andere door insecten wordt gebruikt. Er wordt kort ingegaan op de gevolgen die deze kennis kan hebben voor het ontwerpen van kunstmatige systemen die op een actieve manier moeten kunnen kijken. Artikel verkrijgbaar bij de docent.

6\PEROLVPHHQFRQQHFWLRQLVPH 39. McClelland & Rumelhart, 1986. The appeal of PDP. In het boek Parallel Distributed Processing, Rumelhart & McClelland (eds.). MIT Press. Dit artikel gaat in op de basis en de voordelen van kunstmatige neurale netwerken. 40. Paul Smolensky, 1989. Connectionist modeling: Neural computation / mental connections. In Neural connections, mental computations, Nadel (ed.), MIT Press. Dit artikel bekijkt een aantal KI-gerelateerde onderwerpen zowel vanuit de traditionele symbolische hoek als vanuit de nieuwere connectionistische hoek. 41. M.A. Boden, 1991. Horses of a different color? In het boek: Philosophy and Connectionist Theory. W. Ramsey, S.P. Stich & D.E. Rumelhart (eds.). Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates. Dit artikel legt de nadruk op de relatie tussen connectionistische modellen en andere manieren van cognitief modelleren. 42. Jeffrey Elman. Finding structure in time. Cognitive Science 14, 179-211. Tijd is een interessante onderliggende factor bij menselijk gedrag. Hoe je tijd kunt representeren in een connectionistisch model is dan ook een belangrijke vraag. 43. COMBIPAKKET: Jerome A. Feldman & Lokendra Shastri, 2003 Connectionism. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Robert M. French, 2003, Catastrophic forgetting in connectionist networks. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Dit pakket van twee artikelen geeft een algemene inleiding in connectionisme en concentreert zich op één van de grootste problemen van connectionistische netwerken: het catastrofale vergeten. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent.

&RJQLWLHYHHUJRQRPLH 44. COMBIPAKKET: Peter A. Hancock & Raja Parasuraman, 2003 Human Factors & Ergonomics. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: John M. Carroll, 2003, Human-Computer Interaction. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen geven een algemene inleiding in het gebied van de cognitieve ergonomie en de menscomputer-interactie. Het eerste artikel gaat ook in op de vraag hoe je dit kunt combineren met informatie uit de neurowetenschappen en richt het vizier op wat er mogelijk zal zijn in de toekomst. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent. 45. COMBIPAKKET: Andrew Dillon, 2003 User Interface Design. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. en: Alan Lesgold, 2003, Intelligent Tutoring Systems. In: L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science. London: MacMillan. Deze artikelen gaan ook in op mens-computer interactie. Het eerste artikel gaat over het ontwerpen van interfaces, die aangepast zijn aan de gebruiker. Het tweede artikel gaat in op het ontwerpen van applicaties die leerlingen kunnen ondersteunen in het onderwijs. Beide artikelen verkrijgbaar bij de docent.