Sztuczna inteligencja i systemy ekspertowe - kik

Sztuczna inteligencja i systemy ekspertowe
3,0 ECTS
Nazwa w języku angielskim: Artificial Intelligence and Expert dzienne magisterskie, elektronika
Systems
Kod przedmiotu
Imię i Nazwisko organizującego
Prof. dr hab. inż. Michał Białko
w
c
Kurs nie egzaminacyjny
LICZBA GODZIN
1
1
15 tygodni zajęć
Kursy poprzedzające
Podstawy informatyki, programowanie komputerów
Uczenie maszynowe, reprezentacja wiedzy, wnioskowanie automatyczne, przestrzeń
Słowa kluczowe
problemowa i przeszukiwanie heurystyczne
PROGRAM SZCZEGÓŁOWY
Opis kursu: Zapoznanie się z możliwościami zastosowań komputerów do symulacji procesów
zachodzących w umyśle człowieka, jak wnioskowanie, dowodzenie hipotez, rozgrywanie
gier (np. szachy) i innych procesów intelektualnych oraz zapoznanie z możliwościami
tworzenia złożonych programów komputerowych naśladujących rozwiązywanie problemów
– głównie nie algorytmicznych – w oparciu o wiedzę ekspertów i wnioskowanie oparte na
prawach logiki.
Zapoznanie się z podstawowymi problemami z zakresu sztucznej inteligencji i sposobami
realizacji systemów ekspertowych.
Nabranie umiejętności w tworzeniu programów komputerowych symulujących
postępowanie ekspertów rozwiązujących zadania w danej dziedzinie, tj. realizacji systemów
ekspertowych.
Wykład 1. 2 godz.
WPROWADZENIE DO SZTUCZNEJ INTELIGENCJI
Zagadnienia: Charakterystyka sztucznej inteligencji, podstawowe pojęcia i definicje. Cele
stawiane wytworom sztucznej inteligencji. Rozwiązywanie problemów niealgorytmicznych;
określenie eksperta, heurystyki jako strategie oparte na doświadczeniu. Test na inteligencję
programu komputerowego. Rozwój badań nad sztuczną inteligencją. Języki sztucznej
inteligencji.
Wykład 2. 2 godz.
WIEDZA I SPOSOBY JEJ REPREZENTACJI
Zagadnienia
Określenia i klasyfikacja wiedzy. Reprezentacja wiedzy symbolicznej: rachunek
zdań i predykatów, fakty i reguły, sieci semantyczne, ramy. Wnioskowanie automatyczne:
prawo Modus Ponendo Ponens i prawo Modus Tollendo Tollens.
Wykład 3.
2 godz.
PRZESZUKIWANIE PRZESTRZENI PROBLEMOWEJ
Zagadnienia:
Pojęcie przestrzeni problemowej (przestrzeni stanów); stan początkowy, końcowy,
dopuszczalne operacje przekształcające; przedstawienie w postaci grafu-drzewa. Algorytmy
przeszukiwania: głębokościowy, szerokościowy, wspinaczkowy, heurystyczny.
Wykład 4. 2 godz.
CHARAKTERYSTYKA SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH
Zagadnienia: Definicje i etapy rozwoju systemów ekspertowych. Porównanie cech ekspertów i
systemów ekspertowych. Etapy tworzenia systemów ekspertowych.
Wykład 5. 2 godz.
STRUKTURA MODUŁOWA SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH
Schemat blokowy współczesnego systemu ekspertowego (system MYCIN): interfejs
(sprzęg) użytkownika, blok wyjaśniania, blok akwizycji wiedzy, baza wiedzy, maszyna wnioskująca i
jej cykl kontrolny (rozpoznanie-akcja). Systemy szkieletowe do tworzenia systemów ekspertowych.
Zagadnienia:
Wykład 6. 2 godz.
RODZAJE DZIAŁANIA SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH
Zagadnienia:. Działanie progresywne(sterowanie faktami) oparte na prawie modus ponens;
przykłady działania. Działanie regresywne (sterowanie hipotezą – celem) oparte na prawie
modus tollens; przykłady działania. Działanie mieszane progresywno-regresywne.
Wykład 7. 2 godz. |
ZALETY I OGRANICZENIA SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH
=================================================================
Zagadnienia: Rodzaje zadań wykonywanych przez systemy ekspertowe, w zakresie analizy i w
zakresie syntezy. Korzyści wynikające ze stosowania systemów ekspertowych. Trudności w
pozyskiwaniu wiedzy od ekspertów. Trudności w przetwarzaniu wiedzy niepewnej
(rozmytej) i wiedzy niekompletnej.
Wykład 8. 1 godz.
SPRAWDZIAN ZALICZENIOWY
PLANY ĆWICZEŃ
Ćwiczenie1. 2godz.
WPROWADZENIE, OPIS JĘZYKA CLIPS, FAKTY I REGUŁY
Opis ćwiczenia: Omówienie środowiska CLIPS 6.xx i WINCLIPS. Definiowanie reguł (defrule ..)
i faktów (deffacts ..). Przykład realizacji elementarnego regułowego systemu ekspertowego.
Rozdanie zadań projektowych.
Ćwiczenie2. 2godz.
PRZETWARZANIE DANYCH NUMERYCZNYCH
Opis ćwiczenia: Zmienne jedno- i wielopolowe, operacje arytmetyczne, funkcje matematyczne i
trygonometryczne. Zmienne globalne. Przypisanie wartości do zmiennej. Przykłady
programów obliczeń matematycznych w prawych częściach reguł. Zadania do wykonania
przez studentów.
Ćwiczenie3. 2godz.
FUNKCJE DEFINIOWANE PRZEZ UŻYTKOWNIKA
Opis ćwiczenia: Definiowanie funkcji (deffun ..), omówienie funkcji pobierających dane: read,
readline oraz zapisu (printout t ..) oraz (format t ..). Funkcje logiczne AND, OR, NOT.
Przykłady programów z zastosowaniem reguł i definiowanych funkcji; np. generacja grafów
binarnych; Tworzenie baz wiedzy. Zadania do wykonania przez studentów.
Ćwiczenie4. 2godz.
OPERCJE NA ŁAŃCUCHACH
Opis ćwiczenia: Operacje na łańcuchach: omówienie instrukcji działających na łańcuchach jednopolowych (np. str-cat, sub-string) oraz funkcje obsługujące zmienne wielopolowe (np.
create$, nth$, first$) itp. Przykłady przetwarzania danych symbolicznych. Zadania do
wykonania przez studentów.
STUKTURY I FUNKCJE PROCEDURALNE
Ćwiczenie5. 2godz.
Opis ćwiczenia: Opis struktur warunkowych: (if .. then .. else ..) oraz (while ..). Opis działania
funfcji: (switch ..), (loop-for-count ..), (progn ..). Przykłady tworzenia struktur drzewiastych.
Zadania do wykonania przez studentów.
FAKTY ZESPOŁOWE - SZABLONY
Ćwiczenie6. 2godz.
Opis ćwiczenia: Opis struktury (deftemplate ..) i sposobu tworzenia szablonu, jako zespołowego
faktu wielopolowego. Przykłady wykorzystania szablonów jako wzorów w lewych
częściach reguł.
Ćwiczenie7. 2godz.
OMAWIANIE I KORYGOWANIE PROJEKTÓW
Opis ćwiczenia: Korekty i udoskonalania projektów opracowywanych przez studentów.
Ćwiczenie8.
1godz.
CZYNNOŚCI KONTROLNE I ORGANIZACYJNE ZWIĄZANE Z ZALICZANIEM
ĆWICZEŃ
1.
2.
3.
4.
WYKAZ ŹRÓDEŁ (PODRĘCZNIKÓW I SKRYPTÓW)
M. Białko, Podstawowe właściwości sieci neuronowych i hybrydowych systemów
ekspertowych, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2000,
M. Białko, Sztuczna inteligencja i elementy hybrydowych systemów ekspertowych,
Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2005,
M. Białko, K. Musiał, Programowanie w języku CLIPS 6.0, Wydawnictwo Uczelniane
Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2001,
J. Mulawka, Systemy ekspertowe, WNT, Warszawa 1996.