Intelligens Rendszerek I. Alkalmazási területek



Hasonló dokumentumok
Kétszemélyes játékok

Mesterséges intelligencia 3. laborgyakorlat

Kétszemélyes játékok Gregorics Tibor Mesterséges intelligencia

V. Kétszemélyes játékok

Mesterséges Intelligencia. Csató Lehel. Csató Lehel. Matematika-Informatika Tanszék Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2007/2008

Mesterséges Intelligencia MI

Figyelem!!! Ezen kérdések megtanulása nem garantálja a sikeres vizsgát!

Neurális hálózatok bemutató

Mesterséges Intelligencia. Csató Lehel. Csató Lehel. Matematika-Informatika Tanszék Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2010/2011 1/363

Mit látnak a robotok? Bányai Mihály Matemorfózis, 2017.

ULTIMATE TIC TAC TOE. Serfőző Péter

Mesterséges Intelligencia Elektronikus Almanach. Konzorciumi partnerek

Mesterséges Intelligencia. Csató Lehel. Csató Lehel. Matematika-Informatika Tanszék Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2007/2008

SZOFTVERES SZEMLÉLTETÉS A MESTERSÉGES INTELLIGENCIA OKTATÁSÁBAN _ Jeszenszky Péter Debreceni Egyetem, Informatikai Kar jeszenszky.peter@inf.unideb.

Mesterséges Intelligencia MI

Mesterséges Intelligencia. Csató Lehel. Csató Lehel. Matematika-Informatika Tanszék Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2007/2008

Predikátumkalkulus. 1. Bevezet. 2. Predikátumkalkulus, formalizálás. Predikátumkalkulus alapfogalmai, formalizálás, tagadás, logikailag igaz formulák.

CARE. Biztonságos. otthonok idős embereknek CARE. Biztonságos otthonok idős embereknek Dr. Vajda Ferenc Egyetemi docens

SZTE Eötvös Loránd Kollégium. 2. Móra György: Információkinyerés természetes nyelvű szövegekből

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Programozási nyelvek a közoktatásban alapfogalmak I. előadás

Elektronikus Almanach

Komputeralgebra rendszerek

Dunaújvárosi Főiskola Informatikai Intézet. Intelligens ágensek. Dr. Seebauer Márta. főiskolai tanár

Keresés képi jellemzők alapján. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Önálló labor feladatkiírásaim tavasz

Objektumorientált paradigma és a programfejlesztés

Programozási nyelvek 6. előadás

Összeállította Horváth László egyetemi tanár

Statisztikai eljárások a mintafelismerésben és a gépi tanulásban

Fuzzy rendszerek és neurális hálózatok alkalmazása a diagnosztikában

A programozás alapjai előadás. Amiről szólesz: A tárgy címe: A programozás alapjai

Számítógépes döntéstámogatás. Genetikus algoritmusok

1. AZ MI FOGALMA. I. Bevezetés. Tulajdonságok. Kezdet ELIZA. Első szakasz (60-as évek)

The nontrivial extraction of implicit, previously unknown, and potentially useful information from data.

Problémamegoldás kereséssel. Mesterséges intelligencia március 7.

Számítógépes képelemzés 7. előadás. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Megerősítéses tanulás 2. előadás

BEKE ANDRÁS, FONETIKAI OSZTÁLY BESZÉDVIZSGÁLATOK GYAKORLATI ALKALMAZÁSA

Az Országos kompetenciamérés (OKM) tartalmi kerete. a 20/2012. (VIII. 31.) EMMI rendelet 3. melléklete alapján

Mesterséges intelligencia. Gregorics Tibor people.inf.elte.hu/gt/mi

Mesterséges Intelligencia. Csató Lehel. Csató Lehel. Matematika-Informatika Tanszék Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2010/2011 1/363

ALGEBRAI KIFEJEZÉSEK, EGYENLETEK

Alkalmazott Informatikai Intézeti Tanszék MŰSZAKI INFORMATIKA Dr.Dudás László 0. A Wolfram Alpha tudásgép.

Intelligens Rendszerek I. Tudásábrázolás szemantikus hálókkal, keretekkel és forgatókönyvvel

Gépi tanulás a gyakorlatban. Bevezetés

Intelligens Rendszerek Elmélete. Párhuzamos keresés genetikus algoritmusokkal

Logikai ágensek. Mesterséges intelligencia március 21.

Objektumorientált paradigma és programfejlesztés Bevezető

HELYI TANTERV MATEMATIKA (emelt szintű csoportoknak) Alapelvek, célok

EMMI kerettanterv 51/2012. (XII. 21.) EMMI rendelet 2. sz. melléklet Matematika az általános iskolák 5 8.

Navigáci. stervezés. Algoritmusok és alkalmazásaik. Osváth Róbert Sorbán Sámuel

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MATEMATIKAI INTÉZET SZAKDOLGOZATI TÉMÁK

Modellezés és szimuláció. Szatmári József SZTE Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék

Adaptív menetrendezés ADP algoritmus alkalmazásával

Predikátumkalkulus. Predikátumkalkulus alapfogalmai, formalizálás, tagadás, logikailag igaz formulák. Vizsgáljuk meg a következ két kijelentést.

Számítógép architektúra

1. Az informatika alapjai (vezetője: Dr. Dömösi Pál, DSc, egyetemi tanár) Kredit

Kutatás-fejlesztési eredmények a Számítógépes Algoritmusok és Mesterséges Intelligencia Tanszéken. Dombi József

Mesterséges Intelligencia Elektronikus Almanach. MI Almanach projektismertetı rendezvény április 29., BME, I. ép., IB.017., 9h-12h.

Tartalomjegyzék. Köszönetnyilvánítás. 1. Az alapok 1

Kvantitatív módszerek

Modellellenőrzés. dr. Majzik István BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Cselekvési tervek generálása. Máté Annamária

Regresszió. Csorba János. Nagyméretű adathalmazok kezelése március 31.

Bevezetés az informatikába

Szoftverminőségbiztosítás

A TANTÁRGY ADATLAPJA

A modellellenőrzés érdekes alkalmazása: Tesztgenerálás modellellenőrzővel

TARTALOMJEGYZÉK. TARTALOMJEGYZÉK...vii ELŐSZÓ... xiii BEVEZETÉS A lágy számításról A könyv célkitűzése és felépítése...

Számítógépes döntéstámogatás. Bevezetés és tematika

Vizuális adatelemzés - Gyakorlat. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Nyerni jó évfolyam

Termék modell. Definíció:

Bevezetés a kvantum informatikába és kommunikációba Féléves házi feladat (2013/2014. tavasz)

Új műveletek egy háromértékű logikában

Előfeltétel: legalább elégséges jegy Diszkrét matematika II. (GEMAK122B) tárgyból

Matematika évfolyam. tantárgy 2013.

za TANTÁRGY ADATLAPJA

Beltéri autonóm négyrotoros helikopter szabályozó rendszerének kifejlesztése és hardware-in-the-loop tesztelése

Mély neuronhálók alkalmazása és optimalizálása

Mesterséges Intelligencia MI

Tartalomjegyzék. Tartalomjegyzék... 3 Előszó... 9

Teljesítmény Mérés. Tóth Zsolt. Miskolci Egyetem. Tóth Zsolt (Miskolci Egyetem) Teljesítmény Mérés / 20

A modellellenőrzés érdekes alkalmazása: Tesztgenerálás modellellenőrzővel

Grafikonok automatikus elemzése

Dr. habil. Maróti György

A nyelvtechnológia alapjai

Matematika helyi tanterv 5 8. évfolyam számára Alapelvek, célok

Mesterséges Intelligencia. Csató Lehel. Csató Lehel. Matematika-Informatika Tanszék Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2007/2008

Osztályozóvizsga és javítóvizsga témakörei Matematika 9. évfolyam

Kurzuskód Kurzus címe, típusa (ea, sz, gy, lab, konz stb.) Tárgyfelelős Előfeltétel (kurzus kódja) típusa

Programozás alapjai (ANSI C)

Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Informatikai Intézet Alkalmazott Informatikai Intézeti Tanszék

Követelmények Motiváció Matematikai modellezés: példák A lineáris programozás alapfeladata 2017/ Szegedi Tudományegyetem Informatikai Intézet

Követelmények Motiváció Matematikai modellezés: példák A lineáris programozás alapfeladata 2017/ Szegedi Tudományegyetem Informatikai Intézet

Mérnök informatikus mesterszak mintatanterve (GE-MI) nappali tagozat/ MSc in, full time Érvényes: 2011/2012. tanév 1. félévétől, felmenő rendszerben

Funkcionális és logikai programozás. { Márton Gyöngyvér, 2012} { Sapientia, Erdélyi Magyar Tudományegyetem }

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MATEMATIKAI INTÉZET SZAKDOLGOZATI TÉMÁK

Megerősítéses tanulási módszerek és alkalmazásaik

Átírás:

Intelligens Rendszerek I. Alkalmazási területek 2007/2008. tanév, I. félév Dr. Kovács Szilveszter E-mail: szkovacs@iit.uni-miskolc.hu Miskolci Egyetem Informatikai Intézet 106. sz. szoba Tel: (46) 565-111 / 21-06 mellék

Mesterséges intelligencia alkalmazási területek logikai játékok (logical games) tételbizonyítás (theorem proving) szimbolikus számítás (symbolic algebraic computation) robotika (robotics) látás, képfeldolgozás (vision) beszédfelismerés (voice recognition) természetes nyelvek feldolgozása (natural language processing) korlátozás kielégítés (constraint satisfaction) cselekvési tervek generálása (planning) adatbányászat (data mining) mesterséges neurális hálózatok (artificial neural nets) szakértőrendszerek (expert systems) automatikus programozás (automated programming) ágensek, multi-ágensek (agents, multi-agents). Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 2.

Logikai játékok (logical games) Ellenérdekű résztvevők felváltva érvényesített stratégiái a végső nyerés érdekében Pl: Sakk: Kempelen Farkas: sakkautomatája, a Török 1769 Leonardo Torres y Quevedo: működő mechanikus sakk-végjátékautomata 1890!! Nemes Tihamér: cikk sakkozó gépről, 1949 Alan Turing: sakkalgoritmus, 1951 Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 3.

Kétszemélyes zérusösszegű játékok Egyik nyer, másik veszít, egyes játékokban döntetlen is lehet. MAX, MIN, a két játékos elnevezése Teljes információjú: mindkét játékos számára ugyanazok az információk állnak rendelkezésre a játékról táblás játékok: igen kártyajátékok: nem Diszkrét: a játékban az állapotok véges számú előfordulása létezik Végteszt: nyert-e valamelyik? Döntetlen? Nyerő stratégia: kényszerítve nyer Tökéletes definiáltság és kevés szabály miatt ideális MI tesztterületnek Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 4.

A játék szemléltetése Irányított gráffal Hálós gráf: egyféle állás ugyanazon csomópont S Fagráf: ugyanazon állásnak több csomópont felel meg (leggyakoribb, jól kezelhető) A B C ÉS/VAGY gráf : az egyik játékos szemszögéből. Saját lépések között : VAGY elég ha egy is nyer Az ellenfél lépései között: ÉS mindegyiknél (bármelyiknél) nyerni kell G S A B C VAGY G G S G A B C ÉS ÉS ÉS Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 5.

Gráfjellemzők S A B C Csomópont játékállás Élek lehetséges lépések Fagráf-jellemzők: G G Gyökér csomópont a kiértékelésre kerülő állás Szintek, mélység, (depth, d) váltakozva MAX, MIN, gyökér: d=0 Levél csomópontok: az egyes játszmák vége, valaki nyer, vagy döntetlen; nyereségérték. Elágazási tényező: a csomópontnak megfelelő állásból tehető engedélyezett lépések száma, branching factor (b) G Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 6.

Pl: Aki az utolsót húzza, az veszít Minimum egyet, maximum hármat kell húzni két játékos (MAX és MIN) diszkrét és teljes információjú játék Stratégia: rekurzív MINIMAX algoritmus (Neumann János 1928) ismertetés: MAX szemszögéből Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 7.

Az állás értéke Az állás értéke: A teljes játékfára elvégzett minimax algoritmus eredménye. Egyértelműen megmondja, a kezdő játékos nyeri-e a játékot hibátlan lépésvezetés esetén, és ha igen, azt milyen lépések választásával teheti meg. A nyerés független az ellenérdekű játékos lépéseitől ilyenkor. Ez az algoritmus NEM épít a játékosok szerencséjére, azaz az ellenfél hibázására. A játék teljes fája és a játék értéke csak kis egyszerű játékok (pl. TicTacToe) esetén határozható meg a gyakorlatban. Gond: a játék állásainak száma a mélységgel (d) exponenciálisan nő, közelítőleg b d Kombinatorikus robbanás: sok a lehetőség, illetve kis teljesítményű a fa kiértékelése. Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 8.

Az aktuális állapot értékének meghatározása MINIMAX algoritmussal Input: az aktuálisan kézben lévő pálcák száma és a lépésben következő játékos neve (MAX, vagy MIN) az aktuális állapotból kiinduló játékfa kifejtése érték hozzárendelése a 0 végállapotokhoz: +1, ha MAX-nak maradt 0 (MIN húzta az utolsót) -1, ha MIN-nek maradt 0 (MAX húzta az utolsót) más játékban más érték-hozzárendelés is elképzelhető lentről felfelé haladva az egyes csomópontok értékeinek meghatározása: a közvetlenül alatta levő és hozzá kapcsolódó értékek: Maximuma, ha a vizsgált szinten MAX következik a játékban Minimuma, ha a vizsgált szinten MIN következik a játékban Output: a jelenlegi állapot értéke = a legfelső szinten levő "gyökér csomópont" értéke Értelmezés: ha az eredmény -1, akkor MAX csak MIN hibázása esetén nyerhet ha az eredmény +1, akkor MAX biztosan nyerhet Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 9.

Feladat értékek felterjesztése a fán +1-1 -1 +1 +1-1 +1-1 +1 +1 +1-1 -1-1 +1 érték hozzárendelése a 0 végállapotokhoz: +1, ha MAX-nak maradt 0 (MIN húzta az utolsót) -1, ha MIN-nek maradt 0 (MAX húzta az utolsót) ha az eredmény -1, akkor MAX csak MIN hibázása esetén nyerhet +1, akkor MAX biztosan nyerhet Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 10.

Feladat értékek felterjesztése a fán 6 Max 3 3 6 Min 8 3 11 7 3 9 6 6 Max Min A fenti ábra alján láthatóak a HKF (heurisztikus kiértékelő függvény) által előállított értékek a horizonton. Határozzuk meg az aktuális állapot (gyökér) értékét az alap MiniMax algoritmussal Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 11.

Kombinatorikus robbanás A lehetséges helyzetek száma a játék szintjeinek (lépéseinek) számával hatványozottan nő (exponential explosion). Sakk esetén a teljes játékfa játékhelyzeteinek száma 10 120 nagyságrendű, azaz ha szekvenciálisan minden µsec-ben ki lehetne elemezni egy helyzetet, akkor 3 * 10 106 évet kellene várni az első lépésre A MINIMAX algoritmus összetettebb játékok fájának kielemzésére csak elvileg alkalmas, gyakorlatilag kivitelezhetetlen az elemzés Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 12.

A MiniMax algoritmus hatékonyságának növelése Alfa-béta nyesés Heurisztikus kiértékelő függvény (heuristic evaluation function) Az elemzés mélységének egy adott szintre korlátozása Iteratív mélyítés (bővebben a kereséseknél) Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 13.

A MiniMax algoritmus hatékonyságának növelése: Alfa-béta nyesés a fa egyes ágainak levágása csökkenti a számításigényt mélyebb fa elemezhető ki, még jobb ha a játékfa rendezett alfa: a MIN alatt nyesünk béta: a MAX alatt nyesünk a gyakorlatban sokszor még ez is kevés Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 14.

Alfa-béta nyesés Max Min Max 1 4 9 1 2 Min alfa: a MIN alatt nyesünk béta: a MAX alatt nyesünk Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 15.

Az elemzett lépések számának korlátozása egy adott számra, adott mélységre Gyakorlati megoldás összetett játékok esetében Gond: a játéklefolyások teljességükben ismeretlenek, a végződések nincsenek kiértékelve, nincs a MiniMax algoritmussal felterjeszthető érték Megoldás (közelítő, nem ad feltétlenül azonos eredményt, mint a MiniMax): az elvágással keletkezett leveleknek megfelelő állásokhoz tapasztalati nyerési esélyértékek rendelése heurisztikus kiértékelő függvények (HKF) révén Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 16.

Heurisztikus kiértékelő függvény Tapasztalati úton meghatározott függvény, mely az állás jellemzőiből számít egy, az állás jóságát megítélő értéket A MiniMax algoritmus (és az alfa-béta nyesés) alkalmazása a HKF értékekre alapozva A kapott játékérték (a játékfa gyökér csomópontjához rendelt érték), annyira közelíti a teljes fa esetére adódó pontos értéket, amennyire jó, kifinomult a HKF Probléma a fa elvágása miatt: Horizont effektus: az elvágás alatti részen bekövetkező kedvező, vagy kedvezőtlen hatások nem látszanak (pl. sakk esetén sorozatos sakkadással lemehetünk a horizont alá, és nem láthatjuk, hogy a játék a sakkot kapó számára esetleg kedvezőbb állású) Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 17.

Horizont effektus Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 18.

Pl: Amőba Heurisztikus kiértékelő függvény X X XOX X OOO O XO Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 19.

Mesterséges intelligencia alkalmazási területek logikai játékok (logical games) tételbizonyítás (theorem proving) szimbolikus számítás (symbolic algebraic computation) robotika (robotics) látás, képfeldolgozás (vision) beszédfelismerés (voice recognition) természetes nyelvek feldolgozása (natural language processing) korlátozás kielégítés (constraint satisfaction) cselekvési tervek generálása (planning) adatbányászat (data mining) mesterséges neurális hálózatok (artificial neural nets) szakértőrendszerek (expert systems) automatikus programozás (automated programming) ágensek, multi-ágensek (agents, multi-agents). Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 20.

Tételbizonyítás Matematikai tételek bizonyítása az alapaxiómákból kiindulva, pl. kijelentés (propozíciós, nulladrendű predikátum-) kalkulust, illetve elsőrendű predikátumkalkulust használó MI programokkal, a rezolúció módszerével Rezolúció: lássuk be, hogy a tényekből, szabályállításokból és a bizonyítandó állítás negáltjából álló halmaz kielégíthetetlen, ellentmondásos. Ha sikerül, akkor a bizonyítandó állítás csak igaz lehet. Nem csak az állítás helyességét bizonyítja, hanem megadja a megoldás menetét is Konkrét alkalmazások: QA1, QA2, QA3 programnyelvek, a QA4 programnyelv procedúrális reprezentációt is alkalmaz Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 21.

Szimbolikus számítás Matematikai levezetések, algebrai manipulációk, deriválás, integrálás azonosságainak, trigonometrikus, logaritmikus, stb. azonosságoknak az alkalmazása szimbolikus alakban adott feladatok megoldására. Ismertebb szimbolikus algebrai szoftverek: MACSYMA, REDUCE, CAMAL, LAM, ALTRAN, FORMAC, SYMBOL, MATHEMATICA Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 22.

Robotika Robotok érzékelő rendszereinek, beavatkozó szerveinek, tanítási lehetőségeinek, adaptív képességeinek fejlesztése tartozik ide, szoros kapcsolatban a mesterséges látással a robot témakör azért fontos a MI számára, mert a robot rendelkezik az ágenstől is elvárt érzékelés, beavatkozás képességekkel a szenzorai, manipulátor-karjai, kezei révén. Boilerplate, mechanikus robot, 1879 Sprawlita lépegető bogár-robot 6 lábbal három testhossz/másodperc sebességgel mászik, akár akadályokon át is Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 23.

Boadicea: Kisméretű pneumatikus mászó robot, hat lába egyenként három szabadságfokú Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 24.

Autonóm jármű A vezető ébrenlétének figyelése Automatikus útkövetés Automatikus akadályérzékelés és kikerülés Autonóm vezérlés egy úttalan vidéken Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 25.

CONRO miniatűr újrakonfigurálható robot azonos modulokból áll, amelyeket arra lehet programozni, hogy megváltoztassák a topológiájukat a környezetben adódó olyan kihívásokhoz, mint például egy akadály az alaptopológia egyszerű kígyó alak, de a rendszer képes újrakonfigurálni magát hogy lábakat növesszen, vagy egyéb speciális nyúlványokat minden egyes modul tartalmaz egy CPU-t, memóriát, elemet, micro-motort és változatos szenzorokat és képességeket, köztük látást, huzalnélküli kapcsolatot és a dokkolás szenzorait Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 26.

A HONDA humanoid robot igen fejlett mozgásképességek humanoid robotok labdarúgó világbajnoksága Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 27.

Bűvös kocka kitekerő robot Lego robot alkatrészekből készült maximum 40 lépésből megoldja a feladatot Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 28.

Gépi látás, képfeldolgozás Feladat: adott egy kétdimenziós bittérkép, ebből kiindulva meg kell adni a kép leírását, beleértve az alakzatok, méretek, színek, helyzetek paramétereit; a nagyon alacsony szintű vizuális adatból egy magas szintű absztrakciót kell elérni, mely megfelel a képen látható objektumoknak A képfeldolgozás lépései: élek detektálása mélység meghatározása alak meghatározása az árnyékoltságból vonalak címkézése objektum beazonosítás, helyzet meghatározás Eredmények: neurális hálók (pl. PERCEPTRON, Rosenblatt kísérlete; karakterfelismerő programok) elektronikus recehártya, mely a recehártya sok funkcióját, köztük a látvány elsődleges feldolgozását is modellezi; létrehozása megkönnyíti a mesterséges neurális hálózatok bemenőjeleinek előállítását Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 29.

Beszédfelismerés Cél: az emberi beszéd gép által kezelhető, szöveges formára alakítása, végső célként, a nyelvfeldolgozással egyesítve a beszélt nyelv gépi megértése céljából (Beszélő felismerés a beszélőkre jellemző paraméterek kinyerése és azonosítása) Kezdeti eredmények: szűk szókincs, vagy ugyanazon beszélő esetén nagyobb szókincs felismerése. Az emberi nyelvek kb. 50 fonémát, beszédhangot különböztetnek meg. Nehézségek: a beszéd szavai egybefolynak a fonémák és a szavak leírására használt betűk között nincs teljesen egyértelmű megfeleltetés Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 30.

A hangjel feldolgozása Cél: az információ csökkentése és a jellemzők kiemelése Lépések: mintavételezés, kvantálás jellemzők kinyerése, keretekben, azonos időintervallumokban vektorkvantálás: a keretek jellemzővektorait a jellemzők hiperterének régióihoz rendelik A szavak egyértelmű felismeréséhez további statisztikai, valószínűségi adatok szükségesek Ezeket általában betanítással adják meg A legjobb rendszerek a szavak több mint 95%-át jól ismerik fel Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 31.

Természetes nyelvek feldolgozása Cél: az emberi nyelv (írott formájának) megértése Természetes nyelvű interfészek számítógépes alkalmazások kezelése szavakkal, mondatokkal jól strukturált adatbázisokhoz, szimulációs modellekhez, szakértői rendszerekhez, helybiztosító rendszerekhez és szöveges adatbázisokhoz (Pl. Telefonon, telefonkönyv - hívás szavakkal) Gépi fordítás ELIZA (Joseph Weizenbaum, MIT, 1966) a program egy pszichológust utánoz, aki megpróbálja megérteni az ember problémáit az ember válaszainak kulcsszavait érzékelve típusszöveget, egyszerű mintaillesztésen alapuló szövegrész-cserét alkalmaz csak szintaktikai szinten értette a páciens válaszait SHRDLU (Terry Winograd, 1972) egy mértani testekből (kockák, gúlák, stb.) álló mikrovilág, melynek elemeit egy robot az ember írásos parancsainak megfelelően manipulálhatta Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 32.

Eliza egyszerű mintaillesztés Orvos: Hogyan tudnék segíteni? Páciens: Nem tudom. Orvos: Próbáljon mondani róla valamit! Páciens: Nem tudok. Orvos: Ki tudná ezt fejteni részletesebben? Páciens: Beteg vagyok és fáradt. Orvos: Van elképzelése, hogy miért? Páciens: Igen, öreg vagyok. Orvos: Folytassa, kérem! Páciens: Úgy érzem, elvesztettem minden érdeklődésemet. Orvos: Mondjon többet ezekről az érzésekről! Páciens: Van arról is elképzelésem, miért érzek így. Orvos: Biztosan van. Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 33.

SHRDLU erősen korlátozott kocka mikrovilág Ember: "Keress egy hasábot, amelyik magasabb, mint az, amelyiket a dobozba raktál!" Robot: "Rendben." Ember: "Megérintettél egy gúlát, mielőtt a zöld hasábot a kis kockára tetted?" Robot: "Igen, a piros színűt." Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 34.

Természetes nyelvek feldolgozása Loebner - díj Hugh Loebner 1990-ben 100 000 $-os díjat és egy arany medált tűzött ki annak a nyertesnek, akinek a beszélgető-programja elsőként teljesíti a Turing tesztet. Egy 2 000 $-os kisebb díjat és egy bronz medált minden évben elnyer az a program, amely a legszínvonalasabb párbeszédet folytatja emberrel. chat-robot Magyarnyelvű fordítóprogram fejlesztése: Morphologic (ők írták az MS Windows magyar nyelvi elemzőjét is) Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 35.

Egy mondat értelmezésének 4 szintje Szintaktikai (formailag) Szemantikai (tartalmilag) Pragmatikus (valóságosan) Intencionális (szándékoltan) pl. Éva: Tudod, hogy Viktor ugyanúgy dohányzott, mint te? Imre: Nem. Miért, mi van vele? Éva: Tüdőrák. Feldobta a bocskorát. Imre: Szomorúan hallom. Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 36.

"Feldobta a bocskorát" Szintaktikailag (formailag) egy múlt idejű állítmány és egy tárgy Szemantikailag (tartalmilag): felhajította a lábbelijét Pragmatikusan (valóságosan): meghalt Intencionálisan (szándékoltan): célja a szövegkörnyezettel együtt Imre figyelmét felhívni, hogy ne dohányozzon annyit Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 37.

A gépi fordítás értékelése A fordítás minősége szerint: tájékozódó fordítás (information acquisition) tényszerű közlésekre vonatkozó fordítás (denotative translation) igényes fordítás (connotative translations). Az automatizáltság szintje szerint: teljesen automatikus (fully automatic machine translation) emberi segítséggel készülő (human assisted machine translation) gépi segítséggel készülő (machine assisted human translation) Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 38.

Korlátozás kielégítés A korlátozás kielégítési feladat a benne szereplő változók értékeit korlátozza. A korlátok megadhatók az értékek felsorolásával, explicit módon, vagy egy kifejezéssel, implicit módon. A változók által felvehető értékek száma véges. Megoldás: a változók olyan értékhalmazát keressük, melyek kielégítik az összes korlátozást Jellegzetes feladat Pl: a 8 vezér probléma: úgy helyezzünk el a sakktáblán 8 vezért, hogy ne üssék egymást. Megoldó módszer pl. a lehetőségtér állapotait tartalmazó fagráf mélységben először technikával történő bejárása A megoldáskeresés gyorsítható a korlátozás propagáló, azaz a korlátokon kívül eső, megoldást biztosan nem adó pontok kizárásával Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 39.

Cselekvési tervek generálása Hatékony célirányos tevékenységsorozat generálása valamilyen feladat megoldására A problémától független vagy alkalmazás-specifikus módszerek közül választhatunk Megoldási módszerek: Keresés - nehezíti a nagy elágazási tényező, s a talált megoldások a cselekvések egyszerű szekvenciái lehetnek csak Szituációkalkulus - nehezen irányítható és könnyen adódnak nem megfelelő lépések is (a szituációkalkulus az elsőrendű logika módszerét alkalmazza a világ egy adott állapotára, azaz egy szituációra) A cselekvési terv a két módszer együttes alkalmazásával áll elő, a finomító tervezési szakasz előre/hátra láncoló technikájánál a keresés jut szerephez. Egy olyan cselekvés együttes jön létre, amely végrehajtható és a világot a megadott korlátokat kielégítő új állapotba viszi Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 40.

Adatbányászat Rejtett összefüggések, mintázatok után kutat nagy adathalmazokban (nemcsak új reprezentáció). Pl., segíti a szolgáltató vállalatoknak megtalálni az azonos érdeklődésű vevőket Alkalmazott módszerek: Felügyelt Regressziós technikák Legközelebbi szomszéd módszere Mesterséges neurális hálózatok Következtető (indukciós) szabályok Döntési fák Felügyelet nélküli Klaszterezés Önszervező neurális hálózatok Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 41.

Mesterséges neurális hálózatok Az emberi agy neuronjainak (mint építőelemnek) modellezése Erős párhuzamos működés Képességek: Alkalmazási példák: mintafelismerés tengeralattjárók felismerése (sonar) általánosítás a valós állapot felbecsülése trendek megjóslása döntés részvényvásárlásról, vagy eladásról viselkedés, kimenetel a műtét kimenetelének megjóslása kiértékelés kölcsönigények elfogadása, elutasítás nem pontos adatok elfogadása optikai karakterfelismerés szűrés videojelek zavarmentesítése gyors működés robotkar vezérlése szövevényes viszonylatok felfogása gyógyászati "szakértő rendszer" optimalizáló képesség repülőjáratok ütemezése hatalmas adatmennyiség elemzése biztosítási igények összevetése extrapolálás termelési problémák diagnózisa Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 42.

Szakértő rendszer Problémaspecifikus ismeret megértésére képes, és intelligensen használja a tématerület ismeretanyagát egy tevékenység különböző megvalósítási útjainak felvetéséhez Nemcsak az ismeretátadás technikáit alkalmazzák, hanem analitikus, elemző eszközöket is az ismeret kiértékelésére, valamint tanulási technikákat Példák olyan területekre, ahol szakértő rendszert alkalmaznak: Repülés: repülőgépmotor-diagnosztika: helikopter javítás, Pl.: NAVEX, Mezőgazdaság: Almáskertek gondozása (POMME), Kémia: Kémiai reakciók tervezése (SYNCHEM), Szerkezetértelmezés (DENDRAL), Számítógépek és kommunikáció: VMS dump fájlok elemzése rendszerkiakadás után (CDX), Oktatás: Tervezők oktatása konstrukciós tervezés ellenőrzésére (DECGUIDE), Vállalatvezetés: Üzlet hatékonyságelemzése (GURU), Egészségügy: Fertőző betegségek diagnózisa (MYCIN), Mérnöki technika, gépészet: Motoralkatrészek tervezése, stb. Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 43.

Automatikus programozás Cél: a szoftverkészítés munkájának automatizálása, olyan eszközök létrehozásával, melyeknél elegendő a megoldandó feladatot specifikálni, a megoldás algoritmusa és programja automatikusan készül el A szoftver specifikációja kisebb és könnyebben megadható, mint maga a program lenne valamilyen programnyelven Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 44.

Automatikus program-előállítás genetikus algoritmussal Véletlenszerűen generált ezernyi ősprogram halmazából indulva, a programok populációja folyamatosan javulva fejlődik sok generáción át. Az evolúciós keresés a legrátermettebb és természetesen felbukkanó mintázatokkal rendelkező műveletek túlélésének darwini elméletét alkalmazza, köztük a keresztezést (rekombinációt), a mutációt, génduplikációt, géntörlést, valamint bizonyos fajtáit a fejlődési folyamatnak amelyek által az embriók kifejlett organizmusokká váltak. Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 45.

Ajánlott irodalom Jelen előadás fóliái részben az alábbi források alapján készültek: Dr. Dudás László: Mesterséges Intelligencia Módszerek, Miskolci Egyetem, Alkalmazott Informatikai Tanszék, http://www.ait.iit.uni-miskolc.hu/~dudas/mieaok Stuart J. Russel Peter Norvig: Mesterséges Intelligencia modern megközelítésben, Panem- Prentice-Hall, Budapest, 2000, ISBN 963 545 241 1 Dr. Kovács Szilveszter M.I. 2. / 46.