Mi a mesterséges intelligencia, és tudnak-e a gépek gondolkodni?

Dunaújvárosi Főiskola Informatikai Intézet

Mi a mesterséges intelligencia, és tudnak-e a gépek gondolkodni? Dr. Seebauer Márta főiskolai tanár [email protected]

Ez egy vázlat, ami csak kiegészíti, de nem helyettesíti a kötelező jegyzetet!

Irodalmi források Kötelező jegyzet: –

Sántáné-Tóth Edit: Tudásalapú technológia, szakértői rendszerek. DF jegyzet. Dunaújváros, 1997.

Ajánlott irodalom: –

Futó Iván szerk.: Mesterséges intelligencia. - Aula Kiadó, 1999.

–

Stuart J. Russel - Peter Norwig: Mesterséges intelligencia. Modern megközelítésben. - Panem-Prentice Hall, 2000.

–

Alison Cawsey: Mesterséges intelligencia. Alapismeretek. – Panem, 2002.

–

Borgulya István: Szakértői rendszerek, technikák és alkalmazások. ComputerBooks, 1995.

–

Fekete István - Gregorics Tibor - Nagy Sára: Bevezetés a mesterséges intelligenciába. - LSI Oktatóközpont, Budapest, 1990. Peter Flach: Logikai programozás. Az intelligens következtetés példákon keresztül. – Panem, 2001.

–

Egyéb források: – –

Roger Penrose: A császár új elméje. Számítógépek, gondolkodás és a fizika törvényei. - Akadémiai Kiadó, Budapest, 1993. Mérő László: Észjárások. A racionális gondolkodás korlátai és a mesterséges intelligencia. – Tericum Kiadó, 1997.

–

O:meghajtó IN-801 könyvtárban elhelyezett anyagok

–

Visual Rule Studio: http://www.rulemachines.com

Dr. Seebauer Márta Mesterséges intelligencia

Mesterséges intelligencia - MI Mi is az az intelligencia? Tudnak-e a gépek gondolkodni? Milyen gépekről beszélünk? Mit jelent gondolkodni? Akkor mi is az a gépi intelligencia?


Kempelen Farkas (1734-1804) sakkozó automatája

Az automata 1854-ben Philadelphiában egy tűz során megsemmisült.


IBM Deep Blue

1996 Az IBM Deep Blue 1997 májusában legyőzte a sakkvilágbajnok Garri Kasparovot.


Kempelen Farkas beszélő gépe

A gépet, amely franciául beszélt, 1773-ban mutatták be.


Az ember és környezete

A emberi intelligencia – az ember érzékeli a környezete ingereit – ebből tapasztalatokra tesz szert, összefüggéseket fedez fel – tanul és felejt – érzelmeket fejez ki – a problémák megoldására képes hatékonyan beavatkozni a környezetébe – alkalmazkodik a változó szituációkhoz


Környezet észlelése, ingerek feldolgozása és cselekvés

Látás

Tapintás

Hallás Ízlelés

Olvasás Emlékezés Dr. Seebauer Márta Mesterséges intelligencia

Mozgás Tevékenységtervezés

Szaglás

Emberi képességek

Vajon a szemünkkel vagy az agyunkkal látunk?


Kép- és hangfelismerés


Az intelligencia meghatározása Jelentése latinul: Felfogó képesség „Alkalmazkodó válaszadási képesség új szituációkban.” (Cambridge Enciklopédia ) „Az értelmi működés fokmérője. Elsősorban mint az egyénnek új körülményekhez való alkalmazkodó képessége mutatkozik meg, amely szorosan összefügg az előzőleg szerzett tapasztalati anyag alkalmazásával, a helyzet mozzanatainak széleskörű figyelembe vételével és a gondolkodóképességgel.” (Új Magyar Lexikon)


Mennyi intelligenciát várhatunk el egy géptől? Természetes nyelvfeldolgozás - Natural Language Processing Tudásreprezentáció - Knowledge Representation Automatizált következtetés - Automated Reasoning Gépi tanulás - Machine Learning Gépi látás - Computer Vision Robotika - Robotics


Az MI különböző meghatározásai „Olyan számítógépes rendszerek tanulmányozását és alkalmazását jelölő kifejezés, amelyek a köztudatban az emberi intelligenciának tulajdonított jellemzőket képesek szimulálni, mint pl. a tanulás, a következtetés, az intuíció és az önkorrekció. Ebbe a tárgykörbe tartozik a számítógép-tudomány több ága, pl. a kibernetika, az ismeretbázison alapuló rendszerek, a számítógépes nyelvészet, az alakfelismerés és a robotika. ...” (Cambrige Enciklopédia) „The theory and development of computer systems able to perform tasks normally requiring human intelligence, …” (Oxford Dictionary) "Die KI hat sich zum Ziel gesetzt, Aufgaben, die nach allgemeinem Verständnis Intelligenz erfordern, vom Computer erledigen zu lassen“ (Kaltenbach, Reetz, Woerrlein: Das große Computer Lexikon) “Teildisziplin der Informatik, die so unterschiedliche Problembereiche wie Bildverarbeitung, Robotik, Fließtext- und Spracherkennung, mechanische Beweise und anderes umfasst und auch die Konstruktion von Wissensbasierten Systemen einschließt.“ (Heinrich-Roithmayr: Wirtschaftsinformatik-Lexikon) Dr. Seebauer Márta Mesterséges intelligencia

Emberi módon

Racionálisan

G o n d o l k o d ó

„Izgalmas újszerű kísérlet, hogy a számítógépet gondolkodásra késztessük ... tudatos gépek, e fogalom teljes és szószerinti értelmében.” (Haugeland, 1985)

C s e l e k v ő

“Az olyan funkciókat teljesítő gépi rendszerek létrehozásának a művészete, amikhez az intelligencia szükséges, ha azt emberek teszik.” (Kurzweil, 1990)

„ Egy olyan kutatási terület, amely a számítási folyamatok segítségével megkísérli megmagyarázni és emulálni az intelligens viselkedést.” (Schalkoff, 1990)

“Annak tanulmányozása, hogy hogyan lehet a számítógépekkel olyan dolgokat művelni, amiben pillanatnyilag az emberek a jobbak.” (Rich and Knight, 1991)

“A számítógépes tudományok egy ága, amely az intelligens viselkedés automatizálásával foglalkozik.” (Luger and Stubblefield, 1993)

“Az emberi gondolkodással asszociálható olyan aktivitások [automatizálása], mint pl. a döntéshozatal, a problémamegoldás, a tanulás,…” (Bellman, 1978)


„A mentális képességek tanulmányozása számítási modellek segítségével.” (Charniak and McDermott, 1985) “Az észlelést, a következtetést és a cselekvést biztosító számítási mechanizmusok tanulmányozása.” (Winston, 1992)

Hardver és szoftver ágensek


A számítástudomány, számítástechnikai eszközök és az MI fejlődése Mechanikus számológépek

Számolótáblák

0

1000


Elektromechanikus és analóg gépek

Neumann elvű digitális számítógépek

2000

A számítástudomány, számítástechnikai eszközök és az MI fejlődése Nagygépes rendszerek

1946

1960

1970

Személyi számítógépek

1980

Lokális hálózatok és Internet

Mobil kommunikáció

1990

2000

1956 Matematikai modellek

Kezdeti lelkesedés

Kudarcok


Mikrorendszerek

Ipari alkalmazások

Intelligens ágensek

Ambiens rendszerek

Milyen eszközről legyen szó? Az emberi idegrendszert szimuláló mesterséges neurális hálózat, amely képes – minták alapján tanulni – analóg módon következtetni

Neumann architektúrájú digitális számítógép, amely képes nagymennyiségű adatot


– korlátlan ideig tárolni – azokon matematikai és logikai műveleteket gyorsan végrehajtani – kulcs alapján gyorsan keresni – kommunikációs hálózaton megbízhatóan továbbítani – …

Erős és gyenge MI


Szükség van-e gépi intelligenciára? Az MI célkitűzései Újszerű és hatékony problémamegoldás Folyamatos, monoton munkavégzés kiváltása Veszélyes vagy ember számára elérhetetlen helyeken történő problémamegoldás Fogyatékosok életminőségének javítása


Turing teszt 1950 Alan Turing A

C A férfi? B nő?

B


A

C A férfi? B nő?

B


Turing-teszt általánosítása A

C A ember? B MI program?

B

1990-ben Hugh Loebner 100 000$ pénzjutalmat ajánlott a Turing tesztet kiálló, és 2 000$-t az évente legjobbnak minősített számítógépes programnak. Dr. Seebauer Márta Mesterséges intelligencia

Az MI elméleti alapjai Az Mi nem rendelkezik saját elmélettel Filozófia (i.e. 428 – napjainkig) Matematika (i.e. 800 – napjainkig) – – – – – –

Algoritmusok Logika Boole-algebra Gráf-elmélet Döntéselmélet Bizonytalanságelmélet

Orvostudomány, pszichológia (1879 - napjainkig) – Kognitiv pszichológia – Neurológia

Számítógéptudomány(1940 - napjainkig) Nyelvészet (1957 – napjainkig) – Természetes nyelvek – Számítógépes nyelvészet Dr. Seebauer Márta Mesterséges intelligencia

Az MI előzményei (1943-1956) 1943 1949 1950 1951 1953 1956

Warren McCulloch und Walter Pitts: Mesterséges neuron modell Donald Hebb: Mesterséges neurális háló tanítási modellje Claude Shannon : Sakkprogram Neumann-típusú számítógépre Marvin Minsky und Dean Edmonds: SNARC az első neurális számítógép Alan Turing: Sakkprogram Neumann-típusú számítógépre Dartmouth College Russell und Whitehead: Principia Mathematica – az automatikus tételbizonyítás elméleti alapjai Newell und Simon: Logic Theorist – „nemnumerikusan gondolkodó” program John McCarthy: Mesterséges intelligencia elnevezés


Korai lelkesedés, nagy elvárások (1952-1969) 1952

1958

1959 1963 1965

Arthur Samuel: Dámajáték programok – öntanuló technika kifejlesztése 1956 februárjában bemutatták a TV-ben Newell és Simon: GPS – általános problémamegoldó program A nyitott világ problémája kombinatorikus robbanáshoz vezet John McCarthy: LISP az MI egyik magasszintű programnyelve (List Processing) Cikk „Programs with Common Sense” – Advice Taker - egy hipotetikus problémamegoldó program Friedberg: Genetikus algoritmusok Herbert Gelernter: Geometriai tételbizonyító program Marvin Minsky: Microworld Terry Winograd: SHRDLU természetes nyelvfeldolgozó program (1972) Joseph Weizenbaum: Eliza társalkodó program


A kombinatorikus robbanás az MI réme Kétszemélyes játékok

5 4 X O

6 1 8

O X

7 3 2

O Sakk


X

Tic-Tac-Toe

3x3

Problémamegoldás az állapottérben

Célállapotok

Jól definiált állapotátmenetek – műveletek Műveletek költsége

Kiindulási állapot Dr. Seebauer Márta Mesterséges intelligencia

Weizenbaum ELIZA programja Patient: I am so sad. Eliza: Why do you say you are so sad? Patient: My mother is ill. Eliza: Tell me something about your family. Patient: My father is a teacher, my mother too. Eliza: You seem to dwell on your family. Patient: My mother is in a hospital. Eliza: Are you hung up on your family? Patient: No, I tell you, why I’m sad. Eliza: Is it because you are sad that you came to me? Patient: I hope you can help me. Eliza: Earlier you said you are sad. Dr. Seebauer Márta Mesterséges intelligencia

Ha magyarul válaszolunk, kiderül a turpisság Patient: Az anyam beteg.. Eliza: Why do you say az anyam beteg? Patient: Korhazban fekszik. Eliza: Is it because your plans you say korhazban fekszik? Patient: ….


Egy adag realitás (1966-1974) 1966

1969 1973

Orosz-angol fordítóprogram kudarca: Shakespeare: Hamlet „The spirit is willing but the flesh is week“ „The vodka is good but the meat is rotten“ „A szellem készséges, de a test gyenge” „Jó a vodka, de romlott a hús” Bryson és Ho: Neurális hálózatok Backpropagation tanulási algoritmusa Lighthill-tanulmány következtében a brit kormány visszavonta a kutatási támogatást


Tudásalapú rendszerek – a hatalom kulcsa? (1969-1979) 1969 Buchanan: DENDRAL – kémiai szakértői rendszer, az első szabályalapú rendszer Feigenbaum, Buchanan, Shrotliffe: MYCIN – vérrel kapcsolatos fertőzéseket diagnosztizáló szakértő rendszer Certainty factor – bizonyossági tényező Colmerauer: PROLOG első verziója - "Marseille Prolog" – PROgramming in LOGic 1973 William Woods: LUNAR – Információ lekérdezése az Apollo holdexpedíció kőzetmintáiról természetes nyelven 1975 Minsky – a frémek ötlete 1979 Duda: PROSPECTOR – molibdén kutatási szakértői rendszer


Az MI iparrá válik (1980-napjainkig) 1981 1982

1980 1984

Japán 5. generációs projektje McDermott: R1 – DEC számítógépkonfiguráló szakértői rendszere 1986-ra évi 40 millió dollár megtakarítást hozott a DEC-nek Új ipari robot projektek 1988-ra az MI-ipar forgalma 2 milliárd dollárra nőtt Douglas Lenat Cyc programja www.cyc.com


Az MI alkalmazási területei Fejlesztési területek – – – –

Logikai programozás Tudásalapú technológia Robotika Mesterséges látás/alakfelismerés – Természetes nyelvmegértés és beszédgenerálás – Gépi tanulás – Mesterséges neurális hálók


Alkalmazások – – – – – – – – –

Automatizált gyártás Biztonságtechnika Űrkutatás Tudásalapú rendszerek Döntéstámogató rendszerek Tervezés Orvosi rendszerek Automatikus programozás Játékprogramok

Mi a mesterséges intelligencia, és tudnak-e a gépek gondolkodni?

Recommend Documents