Inteligentne Systemy Autonomiczne Inteligentne
advertisement
2008-9-14 Inteligentne Systemy Autonomiczne Definicje Inteligentne Systemy Autonomiczne Janusz A. Starzyk Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania w Rzeszowie EE141 Wykorzystano materiał materiały do wykł wykładu Sztuczna Inteligencja Prof. W. Ducha Katedra Informatyki Stosowanej UMK EE141 Janusz Inteligencja Organizacja Pattie Maes MIT Media Lab A. Starzyk Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania w Rzeszowie “…Perhaps the last frontier of science – its ultimate challenge- is to understand the biological basis of consciousness and the mental process by which we perceive, act, learn and remember..” z ksiązki Principles of Neural Science, E. R. Kandel i inni. E. R. Kandel otrzymał nagrodę Nobla w 2000 za prace nad fizjologicznymi podstawami pamięci w sieciach neuronowych. Klasyczna Sztuczna Inteligencja (Artificial Intelligence AI) Inteligencja Obudowana (Embodied Intelligence EI) Wyzwania EI Musimy wiedzieć jak ja zorganizować Musimy poznać metody jej implementacji Musimy mieć środki żeby ja zbudować i utrzymać jej działalność Nadzieje EI Ekonomiczne Społeczne “…The question of intelligence is the last great terrestrial frontier of science...” cytat z ksiązki Hawkins’a On Intelligence. Jeff Hawkins założył Redwood Neuroscience Institute zajmujący sie badaniami działania mózgu EE141 EE141 Inteligencja Oficjalna wypowiedz naukowców na temat inteligencji Grudzień 13, 1994: Edytorial podpisany przez 52 naukowców, opracowany przez Linde S. Gottfredson, University of Delaware Inteligencja jest ogólną cechą umysłu która, miedzy innymi zawiera umiejętność rozumowania, planowania, rozwiązywania problemów, abstrakcyjnego myślenia, rozumienia złożonych pojęć, szybkiego uczenia sie i uczenia sie przez doświadczenie. Na podstawie http://www.indiana.edu/~intell/map.shtml EE141 Różne Definicje Inteligencji The American Heritage Dictionary: l The capacity to acquire and apply knowledge. l The faculty of thought and reason. Webster Dictionary: l The act or state of knowing; the exercise of the understanding. l The capacity to know or understand; readiness of comprehension; Wikipedia : l The capacity to reason, plan, solve problems, think abstractly, comprehend ideas and language, and learn. Kaplan & Sadock: l The ability to learn new things, recall information, think rationally, apply knowledge and solve problems. Słownik on-line dict.die.net l The ability to comprehend; to understand and profit from experience Dr. C. George Boeree, Profesor - Departament Psychologii w Shippensburg University: l A person's capacity to (1) acquire knowledge (i.e. learn and understand), (2) apply knowledge (solve problems), and (3) engage in abstract reasoning. Dr. John McCarthy Profesor - Computer Science w Stanford University, pionier AI: l The computational part of the ability to achieve goals in the world. Naukowcy z psychologii: l Ability to remember and use what one has learned, in order to solve problems, adapt to new situations, and understand and manipulate one’s reality. EE141 1 2008-9-14 AI i inne nauki Sztuczna Inteligencja (Artificial (Artificial Intelligence) Intelligence) Definicja Według prof. W. Ducha - Katedra Informatyki Stosowanej UMK AI zaliczana jest do nauk kognitywnych, chociaż nie wszystkie jej metody mają coś wspólnego z umysłem. AI uznawana jest również za część informatyki. Def: Sztuczna Inteligencja (Artificial Intelligence, AI) to dziedzina nauki zajmująca się rozwiązywaniem zagadnień efektywnie niealgorytmizowalnych w oparciu o modelowanie wiedzy. Inteligencja Obliczeniowa (Computational Intelligence - CI) ma na celu rozwiązywanie zagadnień efektywnie niealgorytmizowalnych przy pomocy obliczeń. AI jest jej częścią korzystającą z modelowania wiedzy, inne obszary CI nie korzystają z metod symbolicznych. „Obszary badań naukowych powstają w wyniku skupienia się zainteresowania uczonych wokół różnych zjawisk. Nauki nie powstają w wyniku definicji ale zostają rozpoznane” (A. Newell, 1973) Sztuczna EE141 Sztuczna EE141 Inteligencja - Prof. W. Duch Inteligencja - Prof. W. Duch AI, CI i inne nauki AI, AI, CI i inne nauki Kognitywistyka zajmuje się zrozumieniem mechanizmów poznawczych umysłu; z tego punktu widzenia: Soft Computing CI zajmuje się modelowaniem procesów percepcji, pamięci, sterowania, reakcji, zachowań sensomotorycznych; zaś AI modelowaniem wyższych czynności poznawczych: myślenia, rozumowania, rozwiązywania problemów, logiką, językiem. Logika rozmyta Inteligencja - Prof. W. Duch Klasyczna AI Inteligencja abstrakcyjna Model otoczenia Warunkiem abstrakcyjnego rozwiązania problemu “mozg w próbówce” Data mining Systemy ekspertowe Rachunek prawdop. Uczenie maszynowe Rozpoznawanie Wzorców Sztuczna Inteligencja - Prof. W. Duch Inteligencja Obudowana Umysł wcielony Wiedza wynika z faktu ze mamy ciało – Ciało jest podstawa rozwoju mózgu Podstawy rozwoju inteligentnych systemó systemów Inteligencja rozwija sie poprzez współdziałanie z otoczeniem Jest usytuowana w specyficznym otoczeniu Otoczenie jest swoim najlepszym modelem Z ksiązki Rolf Pfeifer “Understanding of Intelligence” EE141 Metody statystyczne CI - numeryczne Dane + Wiedza AI - symboliczne EE141 Próbuje symulować “najwyższe” funkcje umysłu: – język, rozumowanie, matematykę, abstrakcyjne rozwiązywanie problemów Algorytmy ewolucyjne Sieci neuronowe Wizualizacja AI to część CI posługująca się symboliczną reprezentacją wiedzy, inżynierią wiedzy, tworzeniem systemów ekspertowych. CI zmierza do automatyzacji procesów akwizycji wiedzy z obserwacji, analizy danych, percepcji, kategoryzacji, aproksymacji. Sztuczna EE141 Optymalizacja badania operacyjne Współdziałanie ze złożonym otoczeniem Tania budowa Balans ekologiczny Zasada nadmiarowości Równoległe, luźno połączone procesy Asynchronizm Współdziałanie czujników i przekaźników Zasada wartości EE141 Agent Rysunek Ciarán O’Leary- Dublin Institute of Technology 2 2008-9-14 Zasady projektowania autonomicznych systemó systemów inteligentnych Zasada “tanioś taniości” ci” Z książki Rolf Pfeifer “Understanding of Intelligence” Zasady Projektowania Podejście syntetyczne Perspektywa czasowa Wyłanianie sie Różnorodność Nisza ekologiczna Projektowanie Agentów Eksploatacja niszy ekologicznej ekonomiczny (ale nadmiarowy) Eksploatacja specyficznych własności fizycznych interakcji ze środowiskiem Projekt jest tani Ma balans ekologiczny Zasada nadmiarowości Równoległe, luźno powiązane procesy Współdziałanie sensoryczno-motoryczne Zasada wartości działania EE141 EE141 Zasada “balansu ekologicznego” ekologicznego” Balans i rozłożenie zadań pomiędzy morfologie obliczenia neuronowe (system nerwowy) materiały otoczenie Zasada nadmiarowoś nadmiarowości Balans złożoności Przy danych zadaniach w środowisku Dopasowanie stopnia złożoności systemów: sensorycznego, motorycznego i nerwowego EE141 EE141 Nadmiarowość jest konieczna do zachowań adaptacyjnych Częściowe dublowanie funkcjonalności w rożnych podsystemach Systemy sensoryczne: rożne procesy percepcji z “dublowaniem” informacji EE141 Zasada oddział oddziaływań ywań sensorycznosensorycznomotorycznych Generowanie stymulacji wejś wejścia poprzez interakcje z otoczeniem Inteligentni agenci: “tanio” Wielorakie skojarzone oddziaływania Ograniczenia wynikające z morfologii i materiałów Generowanie korelacji poprzez oddziaływania fizyczne Podstawa do korelacji pomiędzy zmysłami Samo-organizowanie sie danych sensorycznych poprzez oddziaływanie z otoczeniem Jest to rzeczywisty proces fizyczny a nie “symulowany” Jest warunkiem koniecznym uczenia Holk Cruse •nie ma centrum kontrolnego •jest tylko lokalna komunikacja miedzy neuronami •globalna komunikacja odbywa sie poprzez środowisko. Połączenia neuronowe EE141 3 2008-9-14 Zasada ró równoległ wnoległych, luź luźno połą czonych procesó połączonych procesów Inteligencja Obudowana Inteligentne zachowanie wylania sie z interakcji agenta z otoczeniem Duża ilość równoległych luźno połączonych procesów Asynchronizm Koordynacja poprzez –neuronowy system sensoryczno-motoryczny –współdziałanie z otoczeniem Definicja Inteligencja Obudowana (Embodied Intelligence EI) jest to mechanizm który uczy sie jak przetrwać w nieprzychylnym otoczeniu – Mechanizm: biologiczny, mechaniczny albo wirtualny agent z wbudowanymi czujnikami i siłownikami – EI oddziaływuje na otoczenie i odczuwa wyniki swojego działania – Nieprzychylność otoczenia nie zanika i stymuluje EI do działania – Nieprzychylność: agresja, ból, ograniczone środki, itp. – EI uczy sie, musi wiec mieć asocjacyjną samoorganizującą sie pamięć EE141 – Wiedza jest zdobywana przez EI (pochodna inteligencji) EE141 Obudowa Umysłu Obudowa Umysłu Obudowa zawiera połączenia sensoryczne i motoryczne którymi rdzeń inteligencji kontroluje przy współdziałaniu z otoczeniem. Konieczna do rozwoju inteligencji Niekoniecznie stała lub w formie fizycznego ciała. Jej granice są zmienne i wpływają na samookreślenie mózgu. Embodiment Intelligence core Environment EE141 Mózg uczy sie ograniczeń własnej obudowy Świadomość jest rezultatem utożsamiania sie z własną obudowa Obudowa może być poszerzona przez użycie narzędzi i maszyn. Pomyślne działanie zależy od poprawnego postrzegania środowiska i własnej obudowy. EE141 Motor cortex Somatosensory cortex Sensory associative cortex Pars opercularis Visual associative cortex Broca’s area Visual cortex Primary Auditory cortex Wernicke’s area Organizacja Mózgu Czy możemy naśladować działanie mózgu obserwując procesy mózgowe? EE141 4
