Kafli 10 - notendur.hi.ishh/kennsla/tos/slides10_isl.pdf · © 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-2 Kafli 10: Gervigreind (artificial intelligence) • 10.1 Greind

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?


Greindur gerandi

• Gerandi (agent): “tæki” sem svarar áreiti fráumhverfi sínu– Skynjarar (sensors)– Þreifarar (actuators)

• Markmið gervigreindar er að smíða gerendur sem hegða sér skynsamlega


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)


Mynd 10.1 Átta-þrautin í leystri stöðu


Mynd 10.2 Vél til að leysa þrautina


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


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?


Tækni til að skilja myndir

• Myndmátspörun (template matching)• Myndvinnsla (image processing)

– útlínugeining– finna svæði– mýking

• Myndgreining


Tungutækni (languageprocessing)

• Málskipunargreining (syntactic analysis)• Merkingargreining (semantic analysis)• Samhengisgreining (contextual analysis)


Mynd 10.3 Merkingarnet


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


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)


Mynd 10.4 Lítill hluti stöðunets átta-þrautarinnar


Mynd 10.5 Útleiðsla ályktana (deductive reasoning) í samhengi rökfærslukerfa


Mynd 10.6 Óleyst átta-þraut


Mynd 10.7 Dæmi um leitartré


Mynd 10.8 Reglum staflað fyrir framkvæmd síðar


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


Mynd 10.9 Óleyst átta-þraut


Mynd 10.10 Reiknirit fyrir stjórnkerfi með brjóstvitsaðferð


Mynd 10.11 Upphaf brjóstvitsleitar


Mynd 10.12 Leitartréð eftir tvær umferðir


Mynd 10.13 Leitartréð eftir þrjár umferðir

Mynd 10.14 Allt leitartréð sem brjóstvitsaðferðin býr til


Meðhöndlun raunþekkingar

• Táknun og geymsla• Mat á viðeignadi upplýsingum

– Yfirrökfærsla (meta-reasoning)– Gert ráð fyrir lokuðum heimi (closed-world)

• Rammavandamálið (frame problem)


Lærdómur

• Eftirhermun (imitation)• Þjálfun undir eftirliti (supervised training)• Styrking (reinforcement)• Þróunartækni (evolutionary)


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


Mynd 10.15 Taugafruma í lifandi líffræðilegu kerfi


Mynd 10.16 Verkþættir innan reiknieiningar


Mynd 10.17 Táknun reiknieiningar


Mynd 10.18 Tauganet með tvömismunandi forrit


Mynd 10.19 Einfalt tauganet


Mynd 10.20 Þjálfun tauganets


Mynd 10.20 Þjálfun tauganets (framhald)






Mynd 10.21 Skipulag ALVINN


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


Mynd 10.22 Gervitauganet sem útfærir tengið minni


Mynd 10.23 Skrefin sem leiða til stöðugrar uppstillingar


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


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?

Documents

Kafli 10 - notendur.hi.ishh/kennsla/tos/slides10_isl.pdf · © 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved 0-2 Kafli 10: Gervigreind (artificial intelligence) • 10.1 Greind