Intelligens Rendszerek Elmélete

Átírás

1 Intelligens Rendszerek Elmélete 1 A biológiai és mesterséges intelligencia fogalom gyökerei, intelligencia elméletek. Az intelligencia mérése. A mesterséges intelligencia klasszikus és újabb területei. IRE 1/45/1 IRE 1/45/2 Követelmények (Nappali tagozat) Vizsgakövetelmény: évközi jegy Zh időpontok: Október 16., december 4., december 4. Az évközi jegy ponthatárai: % jeles (5) 76-88% jó (4) 63-75% közepes (3) 51-62% elégséges (2) 0-50% elégtelen (1) Egy elmulasztott zh pótlási időpontja: december 11. Az évközi jegy pótlási időpontja: december 19. IRE 1/45/3 Követelmények (Esti tagozat) Vizsgakövetelmény: évközi jegy Előadások: szept. 20, okt. 4, 18, 25, nov Zh időpontok: október 25., december 13 Az évközi jegy ponthatárai: % jeles (5) 76-88% jó (4) 63-75% közepes (3) 51-62% elégséges (2) 0-50% elégtelen (1) Az első elmulasztott zh pótlási időpontja: december 13. Az évközi jegy pótlási időpontja: december 19. IRE 1/45/4 Tanulási javaslatok. 1. Az előadásokon vetített ábrák csak a tananyag vázlatául szolgálnak, ezért az előadásokon célszerű részt venni és jegyzetelni. A jegyzetekhez a vetített ábra jobb alsó sarkában lévő számot érdemes felírni. 2. A javasolt olvasmányokat érdemes feldolgozni. 3. A felkészülést segítő kérdéseket célszerű önállóan kidolgozni. 4. Az előadás végén feltett kérdésekkel kapcsolatban javasolt saját véleményt kialakítani. Mars Science Lab (Curiosity) leszállása IRE 1/45/5 IRE 1/45/6

2 Első képek a Curiosityról Marsi látkép a Curiosityról IRE 1/45/7 IRE 1/45/8 Az intelligencia fogalma A szó eredete: Latin intellegere = megértés Rokon fogalmak: okos, értelmes, ésszerűen cselekvő Értelmezése: az intelligencia az egyénnek az az összesített vagy globális képessége, amely lehetővé teszi, hogy célszerűen cselekedjék, hogy racionálisan gondolkodjék, és eredményesen bánjék környezetével. Többek között magába foglalja a következőket: következtető képesség, tervezés, problémamegoldó képesség, absztrakt gondolkodás, összetett gondolatok megértése, gyors tanulási képesség, tanulási képesség a tapasztalatokból. A fenti folyamatok lényege: információ feldolgozás!!! Intelligence = government intelligence!!!!!! IRE 1/45/9 Az információ feldolgozás fejlődése 1. Moore törvény IRE 1/45/10 Az információ feldolgozás fejlődése 2. Az információ-feldolgozó gépek teljesítménye meghaladja az emberi feldolgozást? Singularity = rendkívüli, különleges helyzet (melyen nem látunk túl?) Ray Kurzweil: The Singularity is Near (2005) IRE 1/45/11 IRE 1/45/12

3 12 esemény ami mindent megváltoztat(hat) Nagyon valószínűtlen Valószínűtlen ~ biztos Várható IRE 1/45/13 A Föld 4.6 milliárd éves története Egysejtűek Fotoszintetizáló növények Első halak és gerincesek Rovarok Hüllők Dinoszauruszok Emlősök Első majmok Főemlősök Emberek A mezőgazdaság feltalálása Az írás feltalálása Szakértői tudás intelligencia? Rodney A. Brooks MIT) 3.5 milliárd év 2.5 milliárd év 550 millió év 450 millió év 370 millió év 330 millió év 250 millió év 120 millió év 18 millió év 2.8 millió 19 ezer év 5 ezer év Néhány száz éve IRE 1/45/14 Az intelligencia fejlődése Óriás szitakötő (Jura korból!) Intelligencia=információ-feldolgozó-, probléma-megoldó képesség Intelligencia..növények, állatok emberek Az élőlények fejlődése IRE 1/45/15 IRE 1/45/16 Az intelligencia meghatározás története 1575 Juan Huarte: intelligencia = tanulási képesség, képzeleterő és döntési képesség 1839 George Morton: Craniometry koponya mérettan képviselője 1859 Charles Darvin: Az intelligencia részben örökletes 1904 Charles Sperman: az intelligencia G faktorának felfedezése 1905 Alfred Binet: Az első intelligencia teszt kidolgozása 1912 W. Stern: Javaslat az intelligencia hányados bevezetésére IQ= Mk/Ék * Jean Piaget: Az intelligencia öröklött és környezeti tényezőktől függ 1939 D. Wechsler Az IQ mérése felnőtteknél IQ=Pont/csoportátlag * Richard Herrnstein: az IQ különbségek oka örökletes tényezőkre vezethető vissza 1990 Thomas Buchard: minnesotai iker vizsgálatok IRE 1/45/17 Intelligencia összehasonlító vizsgálatok NLSY (National Longitudinal Survey of Youth) fiatal felmérése éves korig Eredmények: Szegénység: 8-szor gyakoribb a szegénysorból kikerülők között 15-ször gyakoribb az alacsony IQ-s csoportban Törvényen kívüli gyermekek száma: 2-szer gyakoribb a szegények között 8-szor gyakoribb az alacsony IQ-s csoportban Börtönsors: Az IQ alsó felébe eső csoport tagjai 10-szer gyakrabban kerülnek börtönbe mint az IQ felső felébe esők Erős vitákat kiváltó eredmények: A Wecshler teszt alapján a fehérek átlag IQ-ja 102, a feketéké 87???????? IRE 1/45/18

4 Az intelligencia mérése, az intelligencia hányados (IQ) értelmezése E.G.Boring (~ 1920) Az intelligencia az amit az intelligencia teszt mér Binet-féle IQ értelmezés mentális kor 1. IQ 100 életkor Wechsler-féle IQ értelmezés 2. vizsgálatban elért pont IQ 100 korcsoport átlaga IRE 1/45/19 Az intelligencia hányados szokásos osztályai <68 Értelmi fogyatékos 2.15% Igen alacsony IQ 6.72% Átlag alatti IQ 16.13% Átlagos normális IQ 50 % Átlag feletti IQ 16.13% Kiemelkedő IQ 6.72% >131 Extrém 2.15% A Flynn hatás szerint a IQ érték 10 évente 3 ponttal növekszik!!! IRE 1/45/20 Hiányok ellensúlyozása Helen Keller író Journal My Later Life My religion The story of my Life The World I Live in Teacher: Anne Sullivan Macy Barátság - emberi kapcsolat Ha a lehetőségek boldogság egy kapuja bezárul, akkor egy másik kapu kinyílik, de mi gyakran annyira el vagyunk foglalva a zárt kapuval, hogy nem vesszük észre a nyitottat IRE 1/45/21 IRE 1/45/22 Beszéddel vezérelhető élettér electronic Voice-activated Assistant (eva) Az egy gombbal történő vezérlés előnyei IRE 1/45/23 IRE 1/45/24

5 Gyógyszer-azonosítás mobiltelefonnal Használat közben a gyógyszertárban IRE 1/45/25 IRE 1/45/26 Thorndike intelligencia értelmezése Emberi intelligencia típusok: Absztrakt vagy verbális intelligencia Praktikus intelligencia, amely a tárgyakkal kapcsolatos manipulációk ügyességét jelzi. Szociális intelligencia IRE 1/45/27 Wechsler féle intelligencia értelmezés: Az intelligencia az egyénnek az az összetett vagy globális képessége, amely lehetővé teszi, hogy célszerűen cselekedjék, hogy racionálisan gondolkodjék, és eredményesen bánjék a környezetével Verbális próbák: Cselekvés próbák: ismeretek rejtjelezés - próba helyzetek megértése képrendezés számismétlés képkiegészítés számolási feladat mozaik próba összehasonlítás szintézis próba (főfogalom megnevezés) IRE 1/45/28 A WAIS (Wechsler Adult Intelligence Scale) IV. teszt skálái (2008) Szóértés index Verbal Comprehension Index (VCI) Hasonlóságok vizsgálata: (absztrakt szóbeli következtetés) Szókincs (szóbeli kifejezőkészség) Tudás (általános ismeret) Szövegértés (szabályok kifejezések értelmezése) Érzékszervi következtetés index Perceptual Reasoning Index (PRI) Blokk tervezés (térérzékelés, vizuális problémamegoldás) Mátrix következtetés (nonverbális absztrakt problémamegoldás, indunktív-, téri következtetés) Vizuális rejtvények (non-verbális következtetés) Képkiegészítés Mennyiségi és analógiás gondolkodás IRE 1/45/29 A WAIS (Wechsler Adult Intelligence Scale) IV. teszt skálái (2008) Munka memória index Working Memory Index (WMI) Számterjedelem (figyelem, koncentráció, önuralom) Számolási készség Betű-szám sorozatok kezelése Feldolgozási sebesség index Processing Speed Index (PSI) Szimbólum keresés (vizuális érzékelés sebessége) Kódolás (szem-kéz koordináció, gondolati sebesség) Visszavonás (kiegészítő) látás-érzékszervi sebesség IRE 1/45/30

6 Intelligencia elméletek 1. Két faktor elmélet (Sperman): Minden intellektuális képesség mint funkció- két faktorra bontható szét Az általános (General) faktor, amely közös a különböző intellektuális képességekben A specifikus (Specific) faktor, amely minden képesség számára különböző, és ez a faktor különbözteti meg a funkciókat egymástól. IRE 1/45/31 Intelligencia elméletek 2 Sok faktor elmélet. (Thurstone): Az intelligencia több alapvető faktor kombinációjából jön létre. Alapvető faktorok: Nyelvi megértés (V) Téri viszonyok felfogása (S) Szótalálás gyorsasága (W) Észlelési képesség (P) Számolás(N) Emlékezés(M) Következtetés(R) IRE 1/45/32 Mesterséges Intelligencia meghatározások Az MI kifejezés első alkalmazója Edward Feigenbaum (1978) Az MI olyan gépek kutatásával foglalkozik, melyek az emberi megítélés szerint intelligenciát megoldó feladatok megoldására készülnek. Az MI azoknak a problémáknak számítógépes megközelítésével foglalkozik, melyek megoldásában jelenleg az emberek jobbak. Alaine Rich Az MI kutatás elsődleges célja, hogy a gépeket okosabbá tegye, másodlagosan pedig, hogy közelebb vigyen az intelligencia megértéséhez. P.H Winston Az MI tágabb értelemben az érzékelést a célszerű cselekvéssel összekötő információ-feldolgozással foglalkozó tudomány. R.Kurzweil IRE 1/45/33 Turing teszt Alan Turing ( ) Célja: egy számítógépről eldönteni, hogy intelligens-e ember Bíró számítógép Beszéd alapú kommunikáció IRE 1/45/34 Jeopardy (kockázat) játék eredménye febr. 16 A mesterséges intelligencia klasszikus területei 1. Produkciós rendszerek Keresési stratégiák A predikátum kalkulus az MI-ben Cáfolással megoldható rendszerek Szabály alapú következtető rendszerek Alapvető terv-generáló rendszerek Strukturált objektumok reprezentációja N. J. Nilson IRE 1/45/35 IRE 1/45/36

7 A mesterséges intelligencia klasszikus területei 2. Problémák számítógépes reprezentációja Keresési technikák Problémamegoldás felbontással (dekompozícióval) A problémamegoldás vezérlése Mesterséges intelligencia nyelvek Tudásreprezentáció és tudásfelhasználás Az emberi intelligencia nyomában A keret probléma Következtetés a józan ész alapján Tudásgyűjtés A környezetre vonatkozó tudás Yoshaki Shirai-Jun-Ichi Tsujii IRE 1/45/37 Tankönyvek: Mesterséges intelligencia Szerk: Futó Iván, 1999 Kereső rendszerek Gépi tanulás Keresési stratégiák Ismeretalapú technológia, Nevezetes gráfkereső eljárások szakértői rendszerek Ismeretprezentáció Ágens és multi-ágens rendszerek Kétszemélyes játékok Természetes nyelvek Fejlett kereső algoritmusok Beszédfelismerés Korlátozás kielégítés Látás Bizonytalanság kezelés Robotika, fizikai ágensek Programozási nyelvek Cselekvési tervek generálása IRE 1/45/38 Tankönyvek: Mesterséges intelligencia modern megközelítésben Russel-Norvig, 2000 Mesterséges intelligencia Tervkészítés Intelligens ágensek Tervkészítés a gyakorlatban Problémamegoldás kereséssel Tervkészítés és cselekvés Informált keresési módszerek Bizonytalanság Kétszemélyes játékok Valószínűségi következtető rendszerek Logikusan gondolkozó ágensek Döntések meghozatala Elsőrendű logika Megfigyelés alapján történő tanulás A tudásbázis építése Neurális és valószínűségi hálók tanulása Következtetés az elsőrendű logikában, Kommunikáló ágensek Logikai következtető rendszerek Nyelv feldolgozás, Észlelés, Robotika IRE 1/45/39 A mesterséges intelligencia klasszikus alkalmazási területei Számítógép-tudomány: következtető rendszerek, tételbizonyítás, játékok Szakértői rendszerek Döntéstámogató rendszerek Nyelvfeldolgozás beszédtechnológia (beszédanalízis szövegfelismerés, gépi fordítás), beszédszintézis, beszédfelismerés nyomtatott és kézírás felismerés Robotika Alakfelismerés (képfeldolgozás) Gépi tanulás IRE 1/45/40 Az intelligencia alapvető tényezői Érzékelő képesség (érzékszervek) Információ feldolgozó képesség (processzor, feldolgozási módszer) Tudás (emlékezet, tapasztalat) Tanulási képesség Kommunikációs képesség Mennyiségi és minőségi mutatók!!! pl. sebesség A tantárgy bemutatásra kerülő témái Az emberi intelligencia és a mesterséges intelligencia alapfogalmai, mérése Érzékelők az élővilágban Technikai érzékelők Problémamegoldó rendszerek (klasszikus, elosztott, ambiens) Klasszikus és új kereső algoritmusok Tudásalapú rendszerek: szakértői rendszerek, döntéstámogató rendszerek A biológiai indíttatású információ feldolgozás elvei: mesterséges neurális hálózatok genetikus algoritmusok fuzzy logikára épülő rendszerek Az ágens technológia elvei IRE 1/45/41 IRE 1/45/42

8 Nézőpontok Nézőpontok IRE 1/45/43 IRE 1/45/44 Kérdések: Hogyan értelmezzük az informatikai szingularitást? A fejlődés jelenlegi (exponenciális) jellegét folytatva milyen lesz a mesterséges intelligencia 40 év múlva? a.) Tudnak-e és milyen feladatokban versenyképesek maradni az emberek a számítógépekkel? b.) Meghúzható lesz-e a határvonal az ember és gép között? c.) Lehet-e, (és ha igen,) hogyan lehet lépést tartani a fejlődéssel? IRE 1/45/45