kafli 10 - notendur.hi.ishh/kennsla/tos/slides10_isl.pdf · © 2007 pearson addison-wesley. all...
TRANSCRIPT
Kafli 10
Gervigreind
© 2007 Pearson Addison-Wesley.All rights reserved
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-2
Kafli 10: Gervigreind (artificial intelligence)
• 10.1 Greind og vélar• 10.2 Skilningur á myndum• 10.3 Ályktunarkerfi (reasoning)• 10.4 Önnur rannsóknarsvið• 10.5 Gervitauganet (neural networks)• 10.6 Vélmenni (robotics)• 10.7 Hverjar eru afleiðingarnar?
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-3
Greindur gerandi
• Gerandi (agent): “tæki” sem svarar áreiti fráumhverfi sínu– Skynjarar (sensors)– Þreifarar (actuators)
• Markmið gervigreindar er að smíða gerendur sem hegða sér skynsamlega
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-4
Nokkur greindarlög í hegðun
• Viðbragð (reflex): hegðun er fyrirfram ákveðið svar við inntaksgögnum
• Skynsamleg svörun (intelligent response): þekking á umhverfinu hefur áhrif á hegðun
• Markmiðsleit (goal seeking)• Lærdómur (learning)
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-5
Mynd 10.1 Átta-þrautin í leystri stöðu
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-6
Mynd 10.2 Vél til að leysa þrautina
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-7
Sjónarmið í gervigreindar-rannsóknum
• Árangursbeindar (performance oriented): Rannsakandi reynir að hámarka árangur gerenda
• Hermibeindar (simulation oriented): Rannsakandi reynir að skilja hvernig gerendur búa til svör
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-8
Turing prófið (Turing test)
• Sett fram af Alan Turing árið 1950• Mælikvarði fyrir framfarir í gervigreind• Uppsetning prófs: Mannlegur spyrill hefur
samskipti við próftaka í gegnum lyklaborð.• Próf: Getur mannlegi spyrillinn ákvarðað hvort
próftakinn sé maður eða tölva?
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-9
Tækni til að skilja myndir
• Myndmátspörun (template matching)• Myndvinnsla (image processing)
– útlínugeining– finna svæði– mýking
• Myndgreining
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-10
Tungutækni (languageprocessing)
• Málskipunargreining (syntactic analysis)• Merkingargreining (semantic analysis)• Samhengisgreining (contextual analysis)
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-11
Mynd 10.3 Merkingarnet
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-12
Eintakir þættir í raunverulegum kerfum
1. Stöðusafn– Upphafsstaða– Lokastaða (eða lokastöður)
2. Safn reglna: færslur á milli staða– Hver regla getur haft forskilyrði
3. Stjórnkerfi: ákveður hvaða reglu á að beyta næst
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-13
Rökfærsla með leit
• Stöðunet (state graph): allar stöður og reglur• Leitartré (search tree): yfirlit yfir stöðufærslur
sem hafa verið reyndar þegar leitað er að lokastöðu– Breiðleit (breadth-first search)– Djúpleit (depth-first search)
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-14
Mynd 10.4 Lítill hluti stöðunets átta-þrautarinnar
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-15
Mynd 10.5 Útleiðsla ályktana (deductive reasoning) í samhengi rökfærslukerfa
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-16
Mynd 10.6 Óleyst átta-þraut
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-17
Mynd 10.7 Dæmi um leitartré
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-18
Mynd 10.8 Reglum staflað fyrir framkvæmd síðar
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-19
Brjóstvitsaðferðir (heuristics)
• Brjóstvitsaðferð: byggir á tölulegri ágiskun áfjarlægð til markmiðs
• Kröfur fyrir góðar brjóstvitsaðferðir– Verður að vera auðveldari að reikna út en fullkomin
lausn– Verður að gefa sæmilega ágiskun um nálægð
markmiðs
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-20
Mynd 10.9 Óleyst átta-þraut
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-21
Mynd 10.10 Reiknirit fyrir stjórnkerfi með brjóstvitsaðferð
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-22
Mynd 10.11 Upphaf brjóstvitsleitar
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-23
Mynd 10.12 Leitartréð eftir tvær umferðir
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-24
Mynd 10.13 Leitartréð eftir þrjár umferðir
Mynd 10.14 Allt leitartréð sem brjóstvitsaðferðin býr til
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-26
Meðhöndlun raunþekkingar
• Táknun og geymsla• Mat á viðeignadi upplýsingum
– Yfirrökfærsla (meta-reasoning)– Gert ráð fyrir lokuðum heimi (closed-world)
• Rammavandamálið (frame problem)
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-27
Lærdómur
• Eftirhermun (imitation)• Þjálfun undir eftirliti (supervised training)• Styrking (reinforcement)• Þróunartækni (evolutionary)
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-28
Tauganet
• Gervitaugafruma (artificial neuron)– Hvert inntak er margfaldað með vægi– Úttakið er 1 ef summa vegins inntaks fer yfir
þröskuldsgildi; 0 annars• Netið er forritað með því að stilla vægin með
niðurstöðum úr dæmum
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-29
Mynd 10.15 Taugafruma í lifandi líffræðilegu kerfi
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-30
Mynd 10.16 Verkþættir innan reiknieiningar
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-31
Mynd 10.17 Táknun reiknieiningar
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-32
Mynd 10.18 Tauganet með tvömismunandi forrit
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-33
Mynd 10.19 Einfalt tauganet
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-34
Mynd 10.20 Þjálfun tauganets
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-35
Mynd 10.20 Þjálfun tauganets (framhald)
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-36
Mynd 10.20 Þjálfun tauganets (framhald)
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-37
Mynd 10.20 Þjálfun tauganets (framhald)
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-38
Mynd 10.21 Skipulag ALVINN
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-39
Tengið minni
• Tengið minni (associative memory): heimt upplýsinga sem tengjast þeim upplýsingum sem þekktar eru
• Hópur vísindamanna hefur reynt að smíða tengin minni úr tauganetum, þannig að þegar þau fá gefinn hluta úr mynstri þá breyta þau sér yfir í að tákna allt mynstrið
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-40
Mynd 10.22 Gervitauganet sem útfærir tengið minni
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-41
Mynd 10.23 Skrefin sem leiða til stöðugrar uppstillingar
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-42
Vélmenni (robotics)
• Raunverulega sjálfstæð (autonomous) vélmenni krefjast framfara í skynjun og rökfærslu
• Miklar framfarir eru að gerast í hreyfileika• Áætlunargerð (plan development) eða
viðbragðssvörun (reactive responses)• Þróunarvélmenni
© 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-43
Nokkrar spurningar sem gervigreind vekur upp
• Hvenær á að treysta niðurstöðu tölvu betur en niðurstöðu manns?
• Ef tölva getur gert eitthvað verk betur en maður, hvenær ætti maðurinn samt að framkvæma verkið?
• Hver yrðu samfélagslegu áhrifin ef “greind”tölva yrði meiri en flestra manna?