AI Kaleidoscoop College 1 Huishoudelijke zaken Overzicht van cursus College 1: Definitie van AI Overzicht van AI Leeswijzer: Hoofdstuk 1 1 2 Huishoudelijke Zaken Docent: Frank van Harmelen email: Frank.van.Harmelen@cs.vu.nl WWW: http://www.cs.vu.nl/~frankh Werkcolleges 4 groepen, vanaf volgende week Donderdag 15.30-17.15 Indeling wordt nog bekend gemaakt (BlackBoard) Docent: Stefan Schlobach email: schlobac@few.vu.nl WWW: http://www.few.vu.nl/~schlobac College: Ma 15.30-17.15, Q1.05 Vr 11.00-13.45, KC1.59 Werkcolleges Do 15.30-17.15: week 2,3,4 deze week nog niet, dus! 3 Studietip: Kom naar de werkcolleges, en doe de opdrachten van te voren 4 Huishoudelijke Zaken 1 tentamen, 22 Oktober, 15.15 Herkansing: Jan 2009? 5 Huishoudelijke Zaken Boek Artificial Intelligence, Structures and strategies for complex problem solving Luger (5th edition) Gebruik de studie-handleiding (zie Blackboard) Aanwezigheid: Niet verplicht, dus kom alleen als je ook echt mee doet Vragen stellen:? tijdens college (aangemoedigd) Blackboard: discussion board (aangemoedigd) Email: Frank.van.Harmelen@cs.vu.nl 6 In de pauze 1
On-line communicatie http://bb.vu.nl Announcements = officieel kanaal! Course documents: Studietip: BB-aankondiging niet gelezen = eigen schuld, dikke bult College rooster, slides, werkboeken, oude tentamens Discussion board: stel een vraag! beantwoord een vraag! Course information: studiehandleiding External links: software Studietip: Schrijf je in ( enroll ) op blackboard. (handig voor email alerts etc. 7 Overzicht van semester zoeken stellingen bewijzers kennis representatie kennis systemen AI = machine learning programmeer talen per college 1 onderwerp neurale netwerken natuurlijke taal planning 8 Overzicht van cursus 1. AI overzicht 2. Zoeken zonder heuristieken 3. Zoeken met heuristieken 4. Zoeken met meer spelers 5. Productie regels 6. Kennis systemen 7. Kennis representatie ti 8. Kennis representatie 9. Natuurlijke taal 10.Stellingen bewijzers 11.Machinaal leren 12.Neurale netwerken - - Tentamen Order nader te bepalen... 9 10 AI: Sluitende definitie AI (Kunstmatige Intelligentie) is de wetenschap die probeert menselijke intelligentie / denken redeneren zo goed te begrijpen dat we het ook op een computer kunnen uitvoeren AI: twee smaken AI: Voorbeeld vragen Hoe kunnen computers alledaagse taal begrijpen? Hoe kunnen computers leren van hun vergissingen Welke kennis gebruikt een menselijke expert cognitief psychologie technisch informatica 11 Hoe kunnen we die kennis representeren in een computer 12 2
AI: De Buren Psychologie: bestuderen van menselijk denken Logica: de wiskundige wetten van het denken Informatica: Het bouwen van computer programma s Filosofie: Relatie tussen geest en brein Biologie: biologisch geinspireerde rekenmethoden Taalkunde: bestuderen van strukturen in taal AI: Wat is het niet AI is niet: t nabouwen van de menselijke hersenen AI is niet: slim knutselen aan computer programma s AI AI is niet: ontestbare theorieën 13 14 AI: Praktisch Nut Vervangen van bestaand mensen werk (nut?) Verhogen van bestaande kwaliteit (samenwerken ipv vervangen) Nieuwe taken mogelijk maken (als ondoenlijk voor mensen) Vb: - proces-besturing - zoeken in grote databases 15 AI: Resultaten Computers die vaag kunnen redeneren Computers die experts bijstaan of vervangen in: medische diagnose financieel advies besturen van fabrieken ontwerpen van producten Computers die foto s analyseren van zieke cellen weer-satelieten 169 Overzicht van de AI Zoeken Stellingenbewijzers Kennissystemen Natuurlijke taal Machinaal leren Kennisrepresentatie Planning Neurale Netwerken Programmeertalen Modelleren,Simuleeren zoeken stellingen bewijzers kennis representatie kennis systemen neurale netwerken machine learning programmeer talen natuurlij taal planning 17 18 3
Redeneren als zoeken Gegeven:- begin toestand - gewenste eindtoestand - mogelijke overgangen Zoek: serie overgangen van begin- naar eindtoestand Vb: - zoeken in een doolhof - zoek snelste treinverbinding Maar ook: Vb: 8 puzzle 2 8 3 4 1 6 7 5 begin overgangen (schuif blokjes) 1 2 3 4 5 6 7 8 eind 19 6U Redeneren als zoeken 2 8 3 4 1 6 7 5 1R 6D 3D 1D 4U 5R 1R 4D 7R 2D 1L 7U 6R 8D 1 2 3 4 5 6 7 8 (7L) 20 Denkspelen Boter-kaas-en-eieren Vier-op-een-rij Dammen Schaken Bid Bridge Machinaal leren Leren = systeem gaat door ervaring beter werken Essentieel voor intelligent gedrag Vb: leren van algemene regels uit specifieke voorbeelden Go Goed gedefinieerde regels Geen ambiguiteit Makkelijk in een computer te representeren (vaak) geen externe expert nodig 21 22 Machinaal leren: een voorbeeld. Voorspellen van mortaliteit (bv in Intensive Care Units) Voorbeeld: Hepatitis patienten. 39,1,1,1,1,1,2,2,1,2,2,2,2,2.3,280,98,3.8,40,1,'DIE' 39,1,1,1,2,2,2,1,1,2,2,2,2,1.3,78,30,4.4,85,1,'LIVE'... Machinaal leren: hoe werkt het C Poort = delen A,B,C A B + blok(a),blok(b),blok(c) - A B + A&B steunen C C C A B + -blok(c) C A B - + A raakt-niet B 23 Poort = delen A,B,C + blok(a),blok(b) + A & B steunen C + A raakt-niet B 24 4
Modeleren en simuleeren Sommige problemen kunnen niet in de echte wereld woorden geoefend. Evacuatie van vliegtuig (te gevaarlijk) Population of species in Nature Reserves Flocking of birds (te ingewikkeld). Flock_ of_ Starlings -> model nodig en simulatie NetLogo model Albert Einstein: "Make your theory as simple as possible, but no simpler." Goede modellen maken is een belangrijke tak van AI, in zamenwerking met domain experts... Natuurlijke taal Taal begrijpen = tekst opsplitsen in delen (grammatica) +betekenis van delen (woordenboek) +betekenissen samenstellen Echter: Te koop: Duitse herdershond. h d Eet alles. Is vooral dol op kinderen Dus: heel veel wereldkennis nodig (tot nu toe) alleen doenlijk in beperkte domeinen (bijv. vragen over spoorboekje) 26 Natuurlijke taal: taal analyseeren. My AI teacher wrote unreadable stuff on the board with chalk. My AI teacher wrote unreadable stuff on the board with the green palen Een tak van KI: Agenten Agents = Reagerend op omgeving Samenwerkend 1. reflex agents directe actie-reactie koppeling 2. Geheugen agents actie gebaseerd op eerdere ervaringen 3. Doel-gerichte agents acties om (indirect) doelen te bereiken 4. Sociale agents redeneren over elkaars doelen 27 Neurale Netwerken menselijk brein: 10 miljard (10 10 ) neurons ( 1000 gigabyte) en 10 biljoen (10 13 ) verbindingen ( 1000 verbindingen/neuron) Letter herkenning 29 Input = patroon van geschreven pixels (hier: M ) Output = lampje dat aangeeft welke letter 30 5
AI: Toepassingen Belief Nets in Microsoft paperclip Spraak herkenning gaming software Voorbeelden van AI toepassingen FraudWatch (Barclay Card, Schotland): detecteren van credit-card fraude Univ. Hospital Londen: ontwerpen van gebitsprothesen (later hergebruikt voor ontwerpen van been-prothesen voor kinderen) Nepal: locatie-keuze voor kleine waterkracht stations ti Zuid-Afrika: ondersteuning voor veldverplegers Engeland: beheren van kankerbehandelingen Fiat: zelf-diagnose van auto s 31 32 AI toepassingen (NL) AEGON: accepteren van autoverzekeringen Unilever: ontwerpen van nieuwe margarines KLM: opstellen van vlieg-schema s Hoogovens & DSM: procesbewaking 06-11: beslissing over sturen van ambulance Gem. Sociale Dienst: bepalen van uitkering Min. van Justitie: bepalen van strafmaat bij verkeersovertredingen 33 34 AI aan de VU: Zoeken met betekenis AI aan de VU: Collective Intelligence Google E-culture 35 36 6
AI aan de VU: Human Ambience 37 38 Kunnen computers Vrije wil hebben? Zelfbewustzijn hebben? Creatief zijn? Zouden Computers ooit? Turing test 39 Alan Turing 40 AI: Wat is I? Bezwaren tegen de Turing test? AI = alles wat computers nog niet kunnen = Horizon effect Teveel op mensen gericht Vergelijk met vliegtuigen 41 42 7
Wat hebben wij vandaag gezien Sluitende definitie bestaat niet, maar wel: menselijke intelligentie / denken redeneren zo goed te begrijpen dat we het ook op een computer kunnen uitvoeren Bestaat t uit verschillende onafhankelijke delen (leren, representeren,. Staat in relatie verschillende disciplines (Informatica, Psychologie, Wiskunde, Biologie, Taalkunde etc). Heeft coole toepassingen... Volgende week State space search = Hoofdstuk 3 ( 2) 43 44 8