Kilka rzeczy, nad którymi warto pracować

Kilka rzeczy,
nad którymi warto pracować
Włodzisław Duch & Ska
Katedra Informatyki Stosowanej, UMK Toruń
School of Computer Engineering, NTU Singapore
Cincinnati Children’s Hospital Research Foundation
Google: Duch
Wielkie problemy
Inteligencja na poziomie człowieka?
• Nadchodzą czasy globalnej symulacji mózgu: ABACCUS
• Powinno się dać zintegrować różne funkcje związane z
percepcją i zachowaniem z architekturami kognitywnymi:
HIT i DREAM
• Rozumienie tekstów, języka naturalnego, jest wielkim
wyzwaniem.
• Integracja metod inteligencji obliczeniowej.
Attention-Based Artificial Cognitive
Control Understanding System
Duży zintegrowany projekt, 5 lat, 6M Euro:
King’s College London (John Taylor, coordinator)
Foundation for Research and Technology - Hellas
National Center for Scientific Research “Demokritos”
Technical University of Munich
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Universita di Genova, Dipartimento di Informatica,
Sistemistica, Telematica
Department of Informatics, UMK, Torun
Najbardziej ambitny projekt na neuroinformatyki.
Cel: mały mózg małego robota
Computational Platform, Simulation Environment and Integration
Neuroscience and Development
Vision
Speech
Tactile
Learning of
PFC goals
Memory
System
Motor Control
Reasoning
System
Feedback
Attention Control
system
Value Maps
Drive and
Intrinsic reward
system
Atomization
system
Working
Memory
Action/Object
reward system
ABACCUS to pierwszy krok w stronę globalnej symulacji mózgu;
jak z prostych oddziaływań neuronów powstaje świat wewnętrzny?
Od mózgu do umysłu
Geometryczny (Platoński) model umysłu: zdarzenia w przestrzeniach
psychologicznych jako cień neurodynamiki.
Neurodynamika =>charakteryzacja basenów atrakcji => obiekty w
przestrzeniach cech (psychologicznych).
Prawa psychologiczne wzorowane na prawach fizyki w odpowiednich
przestrzeniach: Shepard i Kelly.
Uniwersalne prawa generalizacji bodźców, od gołębi po ludzi, w p-niach
psychologicznych z metryką MDS.
Zastosowanie do kategoryzacji w psychologii.
Systemy o wzrastającej złożoności: elementy + oddziaływania, od sieci
neuronowych do społeczeństw złożonych agentów. Świadomość w
systemach sztucznych wymaga całkiem odmiennej konstrukcji.
Kognitywne podejście do rozumienia matematyki i fizyki.
Humanized InTerfaces (HIT)
HIT = computer/PDA interface communicating in natural way with the
user: accepting natural input (speech, gestures, text), and
responding in natural way, robust understanding of user
intentions for selected applications.
Example: a talking head user can relate to.
Goals:
• develop basic HIT software/hardware platform;
• extend its functionality;
• create interesting applications;
• move it to portable devices (PDAs/phones) & broadband servers.
HIT software/hardware/services may find their way to a billion portable
devices in a few years time.
New functions include: cameras, speech recognition, translation, games.
Market for telephone ringtones alone in 2003 was 5 bln S$.
DREAM/HIT architecture
Web/text/
databases interface
NLP
functions
Natural input
modules
Cognitive
functions
Text to
speech
Behavior
control
Talking
head
Control of
devices
Affective
functions
Specialized
agents
DREAM is concentrated on the cognitive functions + real time control, we plan to
adopt software from the HIT project for perception, NLP, and other functions.
Język naturalny
Odwołujemy się do wewnętrznych wyobrażeń, komentujemy stany
wewnętrzne swojego mózgu – jak to zrobić w sztucznym systemie?
ABACCUS: powstaną reprezentacje wewnętrzne, powinna się z tego
wyłonić prawdziwa semantyka, ale tylko na poziomie prostych zdań.
Praktyczne podejście: analiza tekstów i próba automatycznego
tworzenia opisu koncepcji za pomocą uproszczonej reprezentacji
wiedzy – dodawanie wiedzy a priori, sprawne wykorzystanie wiedzy.
Zastosowania w informatyce medycznej.
Idee kognitywne w wyszukiwaniu informacji:
pamięć rozpoznawcza – poziom znaków i słów;
pamięć semantyczna – poziom koncepcji i zdań;
pamięć epizodyczna – poziom globalny.
Symulowana głowa i gra w 20 pytań

Mówiąca głowa oparta na Hapteku.
Rozpoznawanie i synteza dźwięku nie jest problemem,
kontrola symulowanej głowy również, kluczowa jest wiedza
o świecie i wymyślanie inteligentnych pytań.
Zabawki kognitywne
Zabawki, które służą zwiększaniu zdolności percepcyjnych i
kognitywnych niemowląt i dzieci.
Projekt od 1997 roku, patent
przyznany w 2002:
„Układ aktywnego stymulatora
ośrodków mowy, zwłaszcza niemowląt
i dzieci.”
Patent złożony w Children’s Hospital
Medical Foundation jest znacznie
szerszy, obejmuje rozwój kognitywny,
nie tylko percepcję, dotyczy też
diagnostyki i terapii.
Wiele wyzwań: zrozumieć zachowanie
niemowlaka.
Zrozumieć dane
Dane => Informacja => Wiedza.
Dane wszelkiego rodzaju, np. sygnały zmysłowe, obrazy, bazy danych,
teksty, dane bioinformatyczne ...
Najpierw trzeba się nauczyć analizy prostych danych.
Pierwszy krok: mechanizmy uwagi, selekcja informacji.
Drugi krok to kategoryzacja, kompresja informacji.
Formy rozumienia: reguły logiczne, prototypy, wizualizacja.
Potrzeba tworzenia jak najprostszych modeli (ale nie prostszych ...)
Reguły logiczne z danych: SSV, FSM, MLP2LN.
Prototypy + funkcje podobieństwa wyciągane z danych.
Wizualizacja danych statycznych i dynamicznych.
Zrozumieć modele
Zrozumieć sieci neuronowe i inne modele CI.
Podglądanie powierzchni błędu, trajektorii uczenia, wizualizacja
aktywności węzłów sieci neuronowych,
sieci ontogeniczne, algorytmy oparte na szukaniu ...
Systemy heterogeniczne: sieci neuronowe, drzewa decyzji, systemy
oparte na podobieństwie, komitety => GhostMiner.
Teoria podobieństwa, integrująca różne podejścia do zagadnień
inteligencji obliczeniowej, ogólniejsza niż teorie rozmyte.
Reguły prototypowe, ich relacje z rozmytymi, relacje pomiędzy
metodami opartymi na podobieństwie a metodami dyskryminującymi.
Metauczenie: automatyczne odkrywanie najlepszych modeli danych.
Workshop
Bachotek k. Brodnicy, Ośrodek UMK
13 Maj, piątek, przyjazd
14 Maj, sobota, NLP od rana
15 Maj, niedziela, selekcja informacji
16 Maj, poniedziałek, metauczenie
Workshop ogólnopolski, tani i
wyspecjalizowany ...