AS F
Transkrypt
AS F
2016 © Adam Meissner Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej Politechniki Poznańskiej Adam Meissner [email protected] http://www.man.poznan.pl/~ameis SZTUCZNA INTELIGENCJA Problematyka sztucznej inteligencji Literatura [1] Flasiński M., Wstęp do sztucznej inteligencji, PWN, 2011. [2] Marciszewski W. (red.), Logika formalna; zarys encyklopedyczny z zastosowaniem do informatyki i lingwistyki, PWN, Warszawa, 1987. [3] Martinek J., Materiały do wykładów z przedmiotu sztuczna inteligencja, prowadzonych w latach 1998 - 2008 na Wydz. Elektrycznym Politechniki Poznańskiej. [4] Nilsson N.J., Artificial Intelligence: A New Synthesis, Morgan Kaufmann Pub.,1998. [5] Russell S.J., Norvig P., Artificial Intelligence: A Modern Approach, Prentice Hall, New Jersey, 2003. 1 2016 © Adam Meissner Tematy wykładów 1. Problematyka sztucznej inteligencji 2. Podstawy logiki pierwszego rzędu 3. Problemy o modelu w postaci grafu stanów i metody ich rozwiązywania poprzez przeszukiwanie 4. Architektury systemów eksperckich 5. Elementy logik deskrypcyjnych 6. Reprezentowanie i przetwarzanie wiedzy o czasie 7. Elementy uczenia maszynowego 8. Podstawy sztucznych sieci neuronowych 2 2016 © Adam Meissner Znaczenie terminu sztuczna inteligencja (SI) Sztuczny Przymiotnik określający substancje, przedmioty lub zjawiska stworzone przez człowieka w celu zastąpienia odpowiedników naturalnych [za: Słownik języka polskiego PWN]. Inteligencja (a) Zespół zdolności umysłowych umożliwiających jednostce korzystanie z nabytej wiedzy przy rozwiązywaniu nowych problemów i racjonalne, skuteczne zachowanie się wobec nowych zadań i warunków życia” [Encyklopedia PWN] (b) Zdolność do postrzegania, wnioskowania, uczenia się, porozumiewania się i działania w złożonym środowisku” [3 na podstawie 4]. Sposoby klasyfikowania metod i systemów SI [4, 5] • „przejawianie się” SI we wnioskowaniu lub w działaniu • SI jako naśladowanie postępowania człowieka lub jako postępowanie racjonalne • forma reprezentowania wiedzy − metody symboliczne - przetwarzanie wiedzy reprezentowanej za pomocą symboli (ciągów znaków) − metody niesymboliczne - inne metody reprezentowania i przetwarzania wiedzy (np. sygnały w sztucznych sieciach neuronowych) 3 2016 © Adam Meissner Rys historyczny • IV w. p.n.e., Arystoteles – wnioskowanie za pomocą sylogizmów • XIV w., Ramon Llull – dzieło Ars Magna, „generator idei” • przełom XVI i XVII w., rabin Jehuda Loew ben Bazalel z Pragi – Golem • XVII w., Gottfried Leibniz – zamysł skonstruowania uniwersalnego rachunku logicznego • XVIII w., Adam Smith – sformułowanie podstaw ekonometrii • połowa XIX w., George Boole – podstawy rachunku zdań • koniec XIX w., Gottlieb Frege – podstawy logiki I rzędu • pierwsza połowa XX w., Kurt Goedel, Stephen Kleene, Emil Post, Alonzo Church, Alan Turing – badania nad własnościami logiki I rzędu, sformułowanie teorii wnioskowania automatycznego • rok 1943, Warren McCulloch i Walter Pitts – proste modele neuronów, system SNARC (Marvin Minsky i Dean Edmonds, 1950) • lata 40-te XX w., Alan Turing, John von Neumann, John Mauchly, John Atanasoff, Konrad Zuse – pierwsze maszyny liczące • lata 50-te XX w. – pierwsze programy wnioskujące • rok 1956, konferencja w Dartmouth 4 2016 © Adam Meissner • Okres wielkich oczekiwań (1956-1975) − system GPS oraz system LT (Newell, Simon) − język LISP, system Advice Taker (John McCarthy, 1958) − system MACSYMA (Carl Engelman, 1968) − język Prolog (Alain Colmerauer, R. Kowalski, 1971) − system SHRDLU (Terry Winograd, 1972) • Początki systemów z wiedzą (1970-1980) − DENDRAL (Buchanan et al., 1969) − MYCIN (Ed Feigenbaum, 1976) • Okres dojrzały (od 1980) − zastosowanie systemów eksperckich w przemyśle (np. PROSPECTOR, G2) − projekt „maszyn piątej generacji” − wpływ SI na inne nauki: logika formalna (np. logiki deskrypcyjne), probabilistyka (np. formalizm sieci Bayesa) 5 ! !∀#∃%∀%&∋ ∋ ∀#∃ %&∋ ∋()∗∋( ∋+,,− ∀+∃ (./∋ ∋()∋( ∋#012 ∀3∃ )4∋56∋78∋8 8 8.+/∋6(9:7∋#00; ∀<∃ (= > ∋∋ >)∋ #010 ()∗+∗,−+,(. ∗/. .012!034 ?? ∋=8≅Α≅ Β ? # :5 #∋+∋ + Χ #∋+∋ 3 : ?&8 .>,/ #∋+∋ < : ? &8 .≥,/ #∋+∋ ; : ?8 • =∼.8/∋∧./∋∨. /∋ ←. /∋↔.= ∆Ε/∋ • ∀.8=/∋∃.8=5 / − : ? ∋ .012%35 54 Χ?= = ? 5≅ Β # :5 ≅ + Χ ≅ 3 6 &8 ? #∋∋≅ ∋.#∋∋/ ∗ ?88 Β Α .0120 ∋6 4 6 &8 ? #∋∋≅ ∋.#∋∋/. / .012%350 ∋670 ∋6%684 Χ?= ? 5≅ Β # Φ 5 ≅ 5 + 6 5≅∋ 5≅∼ 3 6 ≅ 5 ∋≅ ∧ ∋ ∨ ∋ ←∋↔ < 6 5≅∋ ≅∋ 5≅= . / Φ 5?Α≅ ∆Α .012%&∀# 0#4 6 5≅∋ ≅∋ 5Α Α ! Β . /Χ5Α ∋ Β Α Α88 ≅8 5 5 .012% !7% %9%4 ) Γ. / = Α∋ ∀ ( ≅ Α ∋∆ ∆Α 6 ≅ ∋ = Β Α≅ ∋ Β ≅ ≅ .012∀5!7 %:%∀56 % #&: 0 ∋6 7 0 ∋6% #&4 ) ?Α 5≅∋ ∆ #∋∋ ≅ Φ 5Α 2∀4111 2∀ 4∋ ≅ 2∀4∋ Α # ! ∋∆ 5Α 2∃41112∃ 4∋Β ≅ 2∃4∋ Α #! ∃! . /Β 5∋= )∗ .012∃:;0 ∋6 ;4 % ΑΑ.&∋ Φ/∋ 8 & ./ ? ∋ ∆ Φ ≅≅ ≅≅5 ? Β Α≅ ∆∋8Β Α≅ 85 # Η ? 5 & + Η &8 ? ≅ & & 3 Η &8 ? & ≅ ?=Φ./?Α≅ ? & .012<:% :=4 ∋( ) % Γ.&∋Φ/ ∗ ∆? Β ∋ ∋∗./∈ &)+,.%/ ?Α? ∆ Β % +,∗−.%/ ⊂ +,.%/?= ∆ ∋=≅Α 5= ∗ .012<> ∋4 )?Α ∋(. ∀∃%∋∗ % ∆ ∗∈+,.%/∆ΑΑ≅ # ∀∃%−∗ = Φ(/∋ + ∀∃%−∗ = ∗(/∋ 3 ∀.#∋∋/∃ %−∗ = Φ(/.∀#∃%−∗∋∋∀∃%−∗/ .012<>!∀:%4 (8 8Α =Α ∆Β 8( 5 Α .012<>0 ∋6 4 6 %Γ.&∋Φ/ ≅ ≅∋ ∗∈+,.%/ ∆ ∋ = ∆Ε 5 ∀.#∋∋/∃∆ΑΑ≅ ∋.∀#∃%−∗∋∋∀∃%−∗/∈Φ./ ∀.#∋∋/∃%−∗Γ ∋.∀#∃%−∗∋∋∀∃%−∗/∉Φ./ (∆ 55≅85 ∋∀∃%−∗Γ ∀∼ ∃%−∗Γ ∋∀∃%−∗Γ ∋∀∃%−∗Γ8∗∈+,∗−.%/ ∀.∀/∃%−∗Γ ∋∗∈+,∗−.%/∋∀∃%−∗Γ ∋∗∈+,∗−.%/∋∀∃%−∗Γ ∀.∃/∃%−∗Γ ∋∀∃%−∗Γ8∗∈+,∗−.%/ ∧ Ι ∨ ←↔ Ι Ι Ι .012∃67∃6!<>7∃%<>7 ? !7∋!∀4 # Φ 5 % Β ∆ ∗∈+,.%/ ∋8∀∃ %−∗Γ Φ 5 8 % ∆ ∗∈+,.%/∋∀∃%−∗Γ + Φ 5 % .% ∋% / ∋8∀∃ %−∗Γ8 ∆ ∗∈+,.%/ 3 Φ 5 ./ ∋8 5 .0120! 0#!<>706% <>7#∋!∀4 # Φ 5 Α % ∋ 8 ∆ ∗∈+,.%/∋∀∃%−∗Γ + Φ 5 % ∋8∀∃ %−∗Γ 8 ∆ ∗∈+,.%/ 3 Φ 5 . ∋ / ∋85 .012##:;!∀:%4 ) ΨΓϑ#∋∋Κ ?Α ? 5 Φ 5 ? 5 Ψ .Ψ /∋ 5#∧∧ Β 6 ΨΓϑΚ∋ 8Β Α 5 )∗+)+≅..∗)) .0127%4 / ! / . = / Α ?= Α 8ΑΑ 8∋ 8∋/ ∈ / Η Α .012%35#; 54 Χ? = + / Α?= /? 5∆∋/ΓϑΛ+ Κ Χ?= = 8=∆Β Ε 5≅? .+/ 5Α #)∋8Μ8 ?=.+,/ ≅ ∋ /Ν≅8 ∆∋=8Α .012∀∋6#4 0 Α 5 5 1#∋Ο∋ 1∋ 5 ∋#∋Ο∋ ∋∋∋ϑ1#∋Ο∋ 1Κ ∋#∧Ο∧ ∋Π85Α Α 1#∋∋1 ∋#∋∋∋ Φ 51#, Ο,1 Α ∋ Β 5∋#, Ο, ∋∆Α .012 54 ) , ?Α ? 5 ∋ ? 2, Α ≅8Β 5∋ =8 5 = .#/∈ +∋.+/∈ ,∋.3/ Β Ε ∆85 Β 5?Α≅ 5 ≅ ≅8 .012 50 ∋6 7 ∃%!<>4 ∋ 2: Α Β =?,∋=8 5 ∋Α, Ν = Α∋ ? ? ,∋ ΑΒ 5≅? , .01250 ∋6 70 ∋6!4 & / Α = 5 ? = ∋+, ∃ Ν = Α∋ / .012∃∃<>∃6<>4 ) ?Α ≅ 5≅/ ?Α ≅ ≅ ? = +, 78 8Α.+, +, / .+, +, / .012∃%:%<>4 / / ∋8 55Β / .0125∃4 & / Α Β = 55 ?/∪ϑ!Κ .012∃6<>%3∋∀∋6#4 )/?Α≅0?Α? 85 Β Ν?0 = Α∋5∋Β / Ε 5≅ ≅85≅?0 % #625=∃% 4 %:%Α • • • • Θ 5∋ Θ ∋ 1− Θ 5∋ 1./Θ 51∋ = Α ∋ • 1.Λ/Θ 51∋ = ≅Β ≅ ∀∋6 Α Π# 1∋1→ ∀∋6∃Α Π+ .∀/1./ 1.Λ/ Α #.∀Ρ/.5 .Ρ/→ .Ρ// +5 ./ =∃%Α ./ 5Α Μ#5 ./→ ./ϑΠ+#Κ Μ+ ./ϑΠ#+Μ#Κ