Künstliche Intelligenz. GK Info 13 (Hö)Künstliche Intelligenz Einführung Einsatzfelder der KI E- Shopping Medizinische Diagnoseprogramme Deep Blue Unterhaltungsmedien

Künstliche Intelligenz

GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Einführung Einsatzfelder der KI

E- Shopping

Medizinische Diagnoseprogramme

Deep Blue

Unterhaltungsmedien


Einführung Aufgaben der KI

- Wissensrepräsentation und Wissensrepräsentationssprachen

- Lernen

- Logisches Schließen

- Automatisches Beweisen

- Problemlösen

- Planen und Entscheiden

- Kommunikation und Sprache

- Anwendung


Einführung Karikatur (Stein)


Einführung Karikatur (Stein)


Was ist KI überhaupt?Vier verschiedene Definitionen

Rational denkendes System

Menschenähnlich denkendes System

Rational handelndes System

Menschenähnlich handelndes System

KI Definition


Agenten Definition

Aufgabe der Künstlichen Intelligenz:

Konstruktion eines Systems, das menschenähnlich

denken und handeln kann.

Ein derartiges System heißt Agent.


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


Agenten Verhaltensweisen

Mögliche Verhaltensweisen von Agenten:

Reaktives Verhalten

Deliberatives Verhalten

Reflektives Verhalten


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


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.


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.


Grundlegende Frage

Können Maschinen denken???

Grundlegende Frage

Denkende Computer Grenzen der KI


Können Maschinen denken?

• Schwache KI Menschenähnlich

• Starke KI Menschlich

• Tests und Experimente Turing Test Chinesischer Raum





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


Künstliche Intelligenz: Gegenwart und Zukunft

• Wie sieht die Zukunft aus?

KI in Zukunft Formen und Möglichkeiten


Künstliche Intelligenz:

Probleme von heute

am Beispiel der Sprache

KI heute


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


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“


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.


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.“



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.



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.“


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


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


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.

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