Künstliche Intelligenz. GK Info 13 (Hö)Künstliche Intelligenz Einführung Einsatzfelder der KI E-...

Künstliche Intelligenz

GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Einführung Einsatzfelder der KI

E- Shopping

Medizinische Diagnoseprogramme

Deep Blue

Unterhaltungsmedien

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Einführung Aufgaben der KI

- Wissensrepräsentation und Wissensrepräsentationssprachen

- Lernen

- Logisches Schließen

- Automatisches Beweisen

- Problemlösen

- Planen und Entscheiden

- Kommunikation und Sprache

- Anwendung

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Einführung Karikatur (Stein)

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Einführung Karikatur (Stein)

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Was ist KI überhaupt?Vier verschiedene Definitionen

Rational denkendes System

Menschenähnlich denkendes System

Rational handelndes System

Menschenähnlich handelndes System

KI Definition

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Agenten Definition

Aufgabe der Künstlichen Intelligenz:

Konstruktion eines Systems, das menschenähnlich

denken und handeln kann.

Ein derartiges System heißt Agent.

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Agenten Definition

- Leben in einer sich verändernden Welt.

- Besitzen ein internes, mentales Modell der Umwelt, in der sie sich befinden.

- Können lernen und logisch folgern und dadurch ihr internes Modell erweitern.

- Haben Ziele, die sie verfolgen.

- Besitzen eine begrenzte Anzahl an Aktionen um auf ihre Umwelt einzuwirken.

- Sind autonom. Sie besitzen ihre eigenen Weisen, ihre Aktionen derart anzuordnen, dass ihr Ziel erreicht werden kann.

- Können Strategien benützen.

- Arbeiten meistens nicht alleine. Deshalb haben sie zumeist die Fähigkeit der

Kommunikation und Kooperation.

Was zeichnet einen Agenten aus?

Agenten

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Agenten Verhaltensweisen

Mögliche Verhaltensweisen von Agenten:

Reaktives Verhalten

Deliberatives Verhalten

Reflektives Verhalten

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Verhaltensweisen Reaktives Verhalten

Reaktive Agenten

- Verhalten sich basierend auf festen Regeln.

- Handeln ohne explizite Denkprozesse.

- Besitzen eine Regelbasis:

- Besteht aus ‚wenn-dann-Regeln“

- Beispiel: WENN (Agent sieht Nahrung UND interner Zustand = ‚hungrig‘)

DANN gehe einen Schritt in Richtung der Nahrung

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Verhaltensweisen Deliberatives Verhalten

Deliberative Agenten

- Besitzen ein Ziel, das durch die Ausführung der

möglichen Handlungen erreicht werden soll.

- Können einzelne Aktionen am Umweltmodell durchführen und diese zu

Handlungsplänen zusammenfügen, die zum Ziel führen sollen.

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Verhaltensweisen Reflektives Verhalten

Reflektive Agenten

- Können eigene Ziele neu bestimmen.

- Verfügen über ein Selbstmodell, das über

den eigenen internen Zustand Auskunft gibt.

- Können ihre eigenen Motive wahrnehmen und versuchen, diese

zu regulieren: Das ermöglicht Selbstkontrolle.

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Grundlegende Frage

Können Maschinen denken???

Grundlegende Frage

Denkende Computer Grenzen der KI

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Können Maschinen denken?

• Schwache KI Menschenähnlich

• Starke KI Menschlich

• Tests und Experimente Turing Test Chinesischer Raum

Denkende Computer Grenzen der KI

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Denkende Computer Grenzen der KI

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Künstliche Intelligenz: Gegenwart und Zukunft

• Was haben wir für Formen der künstlichen Intelligenz?

• Was ist bislang möglich?

Computerspiele

logische Schlussfolgerungen

Planung

medizinische Diagnostik

KI in Zukunft Formen und Möglichkeiten

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Künstliche Intelligenz: Gegenwart und Zukunft

• Wie sieht die Zukunft aus?

KI in Zukunft Formen und Möglichkeiten

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Künstliche Intelligenz:

Probleme von heute

am Beispiel der Sprache

KI heute

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Künstliche Intelligenz soll Technik menschenfreundlicher machen!

Speziell: Der Mensch soll sich nicht dem Computer anpassen müssen, sondernumgekehrt soll sich der Computer dem Menschen anpassen!

Bisher:

Für den Mensch schwer zu erzeugen: Für den Computer leicht zu verstehen:

for ( int i = 2; i < finalBit; i++ ) if ( sieve.get( i ) ) for ( int j = 2 * i; j < size; j += i ) sieve.clear( j );

Künstliche Sprache, z.B. Java

Für den Computer schwer zu verstehen: Für den Mensch leicht zu erzeugen:

Neu:

Ist 677 eine Primzahl?

Natürliche Sprache, z.B. Deutsch

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Warum ist Sprachverstehen für den Computer so schwer?

Wortgrenzen gehen im Sprachfluss unter:

Der Mensch spricht „ohne Punkt und Komma“

Bedeutung (1) So machen wir das. Vielleicht klappt es.

oder (2) So machen wir das vielleicht. Klappt es?

Beispiel: „So machen wir das vielleicht klappt das“

„am Montag“Beispiel: „amontag“

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Warum ist Sprachverstehen für den Computer so schwer?

Gleiche Schallwellen werden je nach Kontext zu verschiedenen Wörtern

Beispiel: „Urlauber wollen wieder me:r ans me:r“

Urlauber wollen wieder mehr ans Meer.

Viele Menschen sprechen Dialekt

Beispiel: „Isch find das nätt“

Bedeutung (1) Ich finde das nett.

oder (2) Ich finde das nicht.

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Warum ist das Sprachverstehen für den Computer so schwer?

Bei spontaner Rede entstehen viele Versprecher

Beispiel: „Wir treffen uns dann am Mon, äh, am Dienstag.“

Dialogpartner fallen dem Sprecher oft „ins Wort“

Beispiel: System: „Können wir dann am Mittwoch zusammen zum Essen...“

Sprecher: „Da kann ich nicht.“

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Warum ist das Sprachverstehen für den Computer so schwer?

Der Redefluss leitet häufig in die Irre

Beispiel: „Die Staatssekretärin lobt...

Subjekt: Staatssekretärin Prädikat: lobt Objekt: ??

Viele Formulierungen sind mehrdeutig

Beispiel: „Wir telefonierten mit Freunden in Japan.“

Subjekt: Ministerpräsident Prädikat: lobt Objekt: Staatssekretärin

der Ministerpräsident.“

Bedeutung (1) Wir telefonierten (mit Freunden in Japan).

oder (2) (Wir telefonierten mit Freunden) in Japan.

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Warum ist das Sprachverstehen für den Computer so schwer?

Wortbedeutungen hängen von der Umgebung abBeispiel: „Philip rennt zum Ball.“

? Ball = Fußball oder Tanzfest

Seine Freundin wartet schon am Eingang.

Vorsitzender Mao: „Analysiere stets die Umgebung.“

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Drei Stufen der Sprachverarbeitung

Akustische

Sprachanalyse

Wortlisten

Grammatik

Wortbe-

deutungen

Gesprächs-Kontext

Wissen über das Gesprächs-

thema

Was hatder Sprecher

gesagt?100

Alternativen

Was hatder Sprecher

gemeint?10

Alternativen

Was willder Sprecher?

Eindeutiges Verstehenim Gesprächs-

zusammenhang

Red

uktio

n vo

n U

nsic

herh

eit

Sprachanalyse

Spracherkennung

Gesprochene Eingabe

Sprachanalyse

Sprach-

ver-

stehen

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Wann fährt der nächsteZug nach Hamburg ab?

When does the next train to Hamburg depart?

Wo befindet sichdas nächste

Hotel?

Where is the nearest

hotel?

Verbmobil-Szenario Hotel- und Reiseinformation

VerbmobilServer

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Grenzen der heutigen Sprachtechnologie

Umgebungsgeräusche, Stimmengewirr oder Übertragungsstörungen können zur Rückweisung der Eingabe oder zu Missverständnissen führen

Abweichungen von vorgegebenen Gesprächsthemen führen zu Fehlerkennungen

FAZIT:

Erste Produkte der Sprachtechnologie werden erfolgreich vermarktet, aber es ist noch viel Forschung notwendig, um das maschinelle Sprachverstehen besser dem Menschen anzupassen.