Künstliche Intelligenz - Uni Koblenz-Landauobermaie/matki1819/... · 2018-10-12 · Institute for...
Transcript of Künstliche Intelligenz - Uni Koblenz-Landauobermaie/matki1819/... · 2018-10-12 · Institute for...
Künstliche Intelligenz
Dr. Claudia Schon [email protected]
Institute for Web Science and Technologies Universität Koblenz-Landau
Organisatorisches
Termine: Jeweils von 14:00 - 15:30 Uhr und 15:45 - 17:15 Uhr an den folgenden Tagen: • 12. und 26. Oktober 2018 • 9. und 23. November 2018 • 7. und 21. Dezember 2018 • 4. und 18. Januar 2018 • 1. Februar 2018
Vorlesung und Übung gemischt
Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfungen
Vorlesungswebseite: https://userpages.uni-koblenz.de/~obermaie/ki1819.html
Übersicht über die Vorlesung
Einführung und Historie Einführung in Prolog
Suchverfahren Uninformierte Suchverfahren Heuristische Suchverfahren
Wissensrepräsentation Sprachen zur WR Bottom-up and top-down Verarbeitung
Aktion und Planung Situations-Kalkül STRIPS Planungs-Algorithmen
[Maschinelles Lernen Decision Trees Genetische Algorithmen]
Folien basieren auf: Stuart Russell, Peter Norvig, Artificial Intelligence: A Modern Approach,Third Edition, Prentice Hall, 2010
Folien von Dr. habil. Matthias Thimm zur Vorlesung Künstliche Intelligenz an der Universität Koblenz-Landau
Was ist Künstliche Intelligenz?
Menschliches Denken
„Das spannende, neuartige Unterfangen, Computern das Denken beizubringen, … Maschinen mit Verstand im wahrsten Sinne des Wortes.“ (Haugeland, 1985) „[Die Automatisierung von] Aktivitäten, die wir dem menschlichen Denken zuordnen, Aktivitäten wie beispielsweise Entscheidungsfindung, Problemlösung, Lernen…“ (Bellman, 1978)
Rationales Denken
„Die Studie mentaler Fähigkeiten durch die Nutzung programmiertechnischer Modelle.“ (Charniak und McDermott, 1985)
„Das Studium derjenigen mathematischen Formalismen, die es ermögliche, wahrzunehmen, logisch zu schließen und zu agieren.“ (Winston, 1992)
Menschliches Handeln
„Die Kunst, Maschinen zu schaffen, die Funktionen erfüllen, die, werden sie von Menschen ausgeführt, der Intelligenz bedürfen.“ (Kurzweil, 1990)
„Das Studium des Problems, Computer dazu zu bringen, Dinge zu tun, bei denen ihnen momentan der Mensch noch überlegen ist.“ (Rich und Knight, 1991)
Rationales Handeln
„Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten.“ (Poole et al., 1998)
„KI … beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen.“ (Nielsson,1998)
Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert?
Menschliches Denken
„Das spannende, neuartige Unterfangen, Computern das Denken beizubringen, … Maschinen mit Verstand im wahrsten Sinne des Wortes.“ (Haugeland, 1985) „[Die Automatisierung von] Aktivitäten, die wir dem menschlichen Denken zuordnen, Aktivitäten wie beispielsweise Entscheidungsfindung, Problemlösung, Lernen…“ (Bellman, 1978)
Rationales Denken
„Die Studie mentaler Fähigkeiten durch die Nutzung programmiertechnischer Modelle.“ (Charniak und McDermott, 1985)
„Das Studium derjenigen mathematischen Formalismen, die es ermögliche, wahrzunehmen, logisch zu schließen und zu agieren.“ (Winston, 1992)
Menschliches Handeln
„Die Kunst, Maschinen zu schaffen, die Funktionen erfüllen, die, werden sie von Menschen ausgeführt, der Intelligenz bedürfen.“ (Kurzweil, 1990)
„Das Studium des Problems, Computer dazu zu bringen, Dinge zu tun, bei denen ihnen momentan der Mensch noch überlegen ist.“ (Rich und Knight, 1991)
Rationales Handeln
„Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten.“ (Poole et al., 1998)
„KI … beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen.“ (Nielsson,1998)
Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert?
Der Turing Test
Kritik am Turing Test
Kann ein System, das den Turing Test besteht, tatsächlich denken?
„I do not wish to give the impression that I think there is no mystery about consciousness … But I do not think these mysteries necessarily need to be solved before we can answer the question with which we are concerned in this paper.“ (Turing)
Von Loebner seit 1991 ausgeschriebener Preis
Test für Chatbots, ähnlich zum Turing Test
Einmalige Preise für Bestehen des Turing Tests
Jährlicher Wettbewerb: 4000 $ für den überzeugendsten Chatbot
Gewinner der Loebner Competition 2015: Bruce Wilcox mit Chatbot Rose
http://brilligunderstanding.com/rosedemo.html
Loebner Prize
Chinese RoomGedankenexperiment von Searle (1980)
Mensch, der kein Chinesisch spricht, sitzt in einem Raum
Raum enthält:
Anleitung, mit Regeln, wie chinesische Zeichen in andere chinesische
Zeichen zu übersetzen sind
Zettel mit chinesischen Zeichen wird durch einen Schlitz in den Raum
gegeben
Person im Raum
wendet die Regeln aus der Anleitung an,
schreibt das Ergebnis (chinesisches Zeichen) auf einen Zettel und
gibt den Zettel durch den Schlitz aus
Versteht die Person im Raum Chinesisch?
Winograd Schema Challenge
The trophy would not fit in the brown suitcase because it was too big. What was too big?
Answer 0: the trophy Answer 1: the suitcase
The trophy would not fit in the brown suitcase because it was too small. What was too small?
Answer 0: the trophy Answer 1: the suitcase
Choice of Plausible Alternatives (COPA) Challenge
The man broke his toe. What was the CAUSE of this?
Alternative 1: He got a hole in his sock. Alternative 2: He dropped a hammer on his foot.
I knocked on my neighbor's door. What happened as a RESULT?
Alternative 1: My neighbor invited me in. Alternative 2: My neighbor left his house.
Menschliches Denken
„Das spannende, neuartige Unterfangen, Computern das Denken beizubringen, … Maschinen mit Verstand im wahrsten Sinne des Wortes.“ (Haugeland, 1985) „[Die Automatisierung von] Aktivitäten, die wir dem menschlichen Denken zuordnen, Aktivitäten wie beispielsweise Entscheidungsfindung, Problemlösung, Lernen…“ (Bellman, 1978)
Rationales Denken
„Die Studie mentaler Fähigkeiten durch die Nutzung programmiertechnischer Modelle.“ (Charniak und McDermott, 1985)
„Das Studium derjenigen mathematischen Formalismen, die es ermögliche, wahrzunehmen, logisch zu schließen und zu agieren.“ (Winston, 1992)
Menschliches Handeln
„Die Kunst, Maschinen zu schaffen, die Funktionen erfüllen, die, werden sie von Menschen ausgeführt, der Intelligenz bedürfen.“ (Kurzweil, 1990)
„Das Studium des Problems, Computer dazu zu bringen, Dinge zu tun, bei denen ihnen momentan der Mensch noch überlegen ist.“ (Rich und Knight, 1991)
Rationales Handeln
„Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten.“ (Poole et al., 1998)
„KI … beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen.“ (Nielsson,1998)
Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert?
Imitieren von menschlichem Denken
Wie funktioniert der menschliche Verstand?
Theorie durch psychologische Experimente erstellen
Drücke diese Theorie durch ein Programm aus
Evaluation durch Vergleich mit Menschen
Kognitionswissenschaft:
Interdisziplinäre Wissenschaft zur Erforschung bewusster und
potentiell bewusster Vorgänge
Bringt Modelle aus der KI und experimentelle Techniken aus der
Psychologie zusammen
Ziel: präzise und überprüfbare Theorien über die Arbeitsweise des
menschlichen Verstandes erstellen
Menschliches Denken
„Das spannende, neuartige Unterfangen, Computern das Denken beizubringen, … Maschinen mit Verstand im wahrsten Sinne des Wortes.“ (Haugeland, 1985) „[Die Automatisierung von] Aktivitäten, die wir dem menschlichen Denken zuordnen, Aktivitäten wie beispielsweise Entscheidungsfindung, Problemlösung, Lernen…“ (Bellman, 1978)
Rationales Denken
„Die Studie mentaler Fähigkeiten durch die Nutzung programmiertechnischer Modelle.“ (Charniak und McDermott, 1985)
„Das Studium derjenigen mathematischen Formalismen, die es ermögliche, wahrzunehmen, logisch zu schließen und zu agieren.“ (Winston, 1992)
Menschliches Handeln
„Die Kunst, Maschinen zu schaffen, die Funktionen erfüllen, die, werden sie von Menschen ausgeführt, der Intelligenz bedürfen.“ (Kurzweil, 1990)
„Das Studium des Problems, Computer dazu zu bringen, Dinge zu tun, bei denen ihnen momentan der Mensch noch überlegen ist.“ (Rich und Knight, 1991)
Rationales Handeln
„Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten.“ (Poole et al., 1998)
„KI … beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen.“ (Nielsson,1998)
Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert?
Menschliches Denken
„Das spannende, neuartige Unterfangen, Computern das Denken beizubringen, … Maschinen mit Verstand im wahrsten Sinne des Wortes.“ (Haugeland, 1985) „[Die Automatisierung von] Aktivitäten, die wir dem menschlichen Denken zuordnen, Aktivitäten wie beispielsweise Entscheidungsfindung, Problemlösung, Lernen…“ (Bellman, 1978)
Rationales Denken
„Die Studie mentaler Fähigkeiten durch die Nutzung programmiertechnischer Modelle.“ (Charniak und McDermott, 1985)
„Das Studium derjenigen mathematischen Formalismen, die es ermögliche, wahrzunehmen, logisch zu schließen und zu agieren.“ (Winston, 1992)
Menschliches Handeln
„Die Kunst, Maschinen zu schaffen, die Funktionen erfüllen, die, werden sie von Menschen ausgeführt, der Intelligenz bedürfen.“ (Kurzweil, 1990)
„Das Studium des Problems, Computer dazu zu bringen, Dinge zu tun, bei denen ihnen momentan der Mensch noch überlegen ist.“ (Rich und Knight, 1991)
Rationales Handeln
„Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten.“ (Poole et al., 1998)
„KI … beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen.“ (Nielsson,1998)
Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert?
Geschichte der KIAntike Hephaistos baut Talos (Bronzeroboter)
16. Jh. Rabi Loew erschafft den Golem
18. Jh. Schachtürke
19. Jh. C. Babbage baut die „Analytische Maschine“
1920Erste Erwähnung des Wortes „Roboter“ (Capek, Theaterstück „Rossum’s Universal Robots“)
1937 Turing und das Halteproblem (Grenzen der Berechenbarkeit)
1940 Asimov und die Robotergesetze
1950 Turingtest
1950 Shannon: erster Schachalgorithmus
1955Samuel schreibt ein Dame-Programm, das ihn selbst besiegen konnte
Geschichte der KI1957 Simon / Neuwell entwickeln den General Problem Solver
1965 Zadeh entwickelt Fuzzy-Logik
1966 Weizenbaum entwickelt Eliza (erster Chatbot)
1972 Prolog
1976 Shortliffe und Buchanan entwickeln eines der ersten Expertensysteme
1992Tesauro entwickelt Backgammon-Programm, das besser spielt als jeder Mensch
1997 Start des RoboCups
1997 Erster Sieg eines Schachcomputers gegen den Schachweltmeister (Deep Blue vs. Kasparow)
2011 IBM Watson gewinnt Jeopardy!
2016 Erster Sieg eines Go-Computers gegen einen Profi (AlphaGo vs. Lee Sedol)
Literatur
Poole, MacKworth, Goebel, Computational Intelligence, Oxford, 1998
Stuart Russell, Peter Norvig Artificial Intelligence: A Modern Approach Third Edition, Prentice Hall, 2010
Mitchell: Machine Learning, McGraw-Hill, 1997
Literatur
Patrick Blackburn, Johan Bos and Kristina Striegnitz, Learn Prolog Now! Texts in Computing Auch online verfügbar unter: http://www.learnprolognow.org