Wissensrepräsentation Vorlesung

Transkript

1 Wissensrepräsentation Vorlesung Sommersemester Sitzung Dozent Nino Simunic M.A. Computerlinguistik, Campus DU

2 Intelligenz Künstliche Intelligenz

3 Ist Intelligenz bspw. die Fähigkeit, IQ-Tests wie diese zu bestehen? (Bzw. ist Intelligenz so messbar?) 5 A C 3 B D -3- Scientific American Special Edition Exploring Intelligence

4 Ist das hier besser? -4- Scientific American Special Edition Exploring Intelligence

5 Was ist hiermit? IQ-und andere standardisierte Tests enthalten Fragen, die im Kern mathematische Ableitungen und Berechnungen, räumliches Denken, und sprachliche Analogien als Inhalt haben. -5- Scientific American Special Edition Exploring Intelligence

6 Die hier würden wahrscheinlich gut abschneiden: Würden denn alle wirklich gut abschneiden? Würde Albert Einstein in der Lage sein, linguistisch so intelligent zu sein wie Eliot? -6-

7 Und was ist mit anderen Intelligenzen? Kann Jordan gut rechnen? Ist er deswegen nicht intelligent, bzw. unintelligenter als andere? -7-

8 Und wer hat s erfunden? ( messbare Intelligenz ) Nicht wirklich erfunden, aber Vorreiter war der Westen : SIR FRANCIS GALTON ALFRED BINET Tonhöhe von Pfiffen Gewicht von Patronen Vorreiter des heutigen IQ-Tests: Vokabular, Verständnisfragen, Verbale Fähigkeiten Vorhersage der Schulfähigkeiten -8-

9 Westliche Intelligenz? Der Westen sortiert so: Apfel und Orange Nach Kategorie Kpelle sortiert anders: Apfel und Essen Nach Funktion Standard-Tests präferieren Assoziation nach Kategorie: Kpelle daher nicht intelligent? -9- Scientific American Special Edition Exploring Intelligence

10 Intelligenz? Der Wunsch, Intelligenz wie Temperaturen zu messen und/oder einheitlich zu definieren, ist verlockend aber deshalb auch umsetzbar? Fakt und Hauptproblem ist: Wir können nicht in die Köpfe der Menschen hineinsehen. Fakt bleibt jedoch: Menschen können Raumschiffe bauen und fliegen. Menschen können U-Boote bauen und steuern. Menschen können in Paris herumfahren. Menschen können Treppen steigen. Menschen können Bildzeitung lesen. Menschen mögen oder hassen Menschen oder gar sich selbst. Ist all das vielleicht Intelligenz? Sehen wir vielleicht, wenn die Liste fertig ist

11 Wissen, und gewusst wie. Ohne Wissen über Gravitation, Vakuum, Rakensteuerungen, etc.: Kein Raumschiff. Kein Pilot. Ohne Wissen darüber, dass Schalke und Dortmund sich nicht mögen: Dortmunder kann über letztes Schalke-Spiel nicht schmunzeln. Ohne die Fähigkeit zu planen und vorausschauend zu fahren: Paris lieber meiden. Ohne die Fähigkeit Probleme zu lösen: Scheidung. Heterogenes Wissen und seine korrekte Anwendung spielen eine wesentliche Rolle in der Welt des menschlichen Denkens und Handelns

12 Wissen, und gewusst wie. Paris und Angela sind Schwestern. Paris und Angela sind Mütter. Lisa hat drei Freunde: Tick, Trick, Kann ich ihn sicher überqueren? Wahrscheinlich. Weltwissen, Inferenz, Unsicherheiten bzw. Wahrscheinlichkeiten

13 Intelligenz in dieser Veranstaltung? Menschen können Raumschiffe bauen und fliegen. Menschen können U-Boote bauen und steuern. Menschen können Autos bauen und damit in Paris herumfahren. Menschen können Treppen steigen. Generisch gesehen implizieren u.a. diese intelligenten Aktionen: Planung, Vorhersage, Evaluation, Problemlösung, Lernen, Wahrnehmung, Kommunikation/Sprache Kognitive Fähigkeiten im Allgemeinen Wissen (Welt-,Domänen-) Wahrscheinlich auch Selbsterkenntnis. Davon lassen wir hier aber gänzlich die Finger.

14 Intelligenz Künstliche Intelligenz

15 Was ist Künstliche Intelligenz? Zentrale Definitionen in der KI aus vier Perspektiven. Systeme, die Wie Menschen denken Rational denken Wie Menschen handeln Rational handeln

16 Was ist Künstliche Intelligenz? Menschliches Denken The exiting new effort to make computers think... Machines with minds, in the the full and literal sense The automation of activities that we associate with human thinking, activities such as decision-making, problemsolving, learning... Menschliches Handeln The study of how to make computers do things at which, at the moment, people are better. The art of creating machines that perform functions that require intelligence when performed by people Rationales Denken The Study of mental faculties through the use of computational models The study of the computations that make it possible to perceive, reason and act Rationales Handeln Computational Intelligence is the study of the design of intelligent agents AI is concerned with intelligent behaviour in artifacts

17 Systeme, die wie Menschen handeln. Intelligenz Menschliches Handeln Scientific American Special Edition Exploring Intelligence

18 Turing Test live in LB 107: 58 Jahre Später. Ich Sie Scientific American Special Edition Exploring Intelligence

19 Turing Test live in LB 107: 58 Jahre Später. ELIZA Eliza: Hello. I am ELIZA. How can I help you? You: My mother died yesterday. Eliza: Who else in your family died yesterday? You: Don't ask me such things. Eliza: Can you elaborate on that? You: Listen, you are a machine, aren't you. Eliza: Why do you mention computers? You: You are a computer, that is why. Eliza: Why do you mention computers? You: Do you have a nose, and where is it? Eliza: Oh, i have a nose and where is it

20 Turing Test live in LB 107: 58 Jahre Später. Anna (Ikea)

21 Rationales Denken: "laws of thought" Aristotle: what are correct arguments/thought processes? Several Greek schools developed various forms of logic: notation and rules of derivation for thoughts; may or may not have proceeded to the idea of mechanization Problems: Not all intelligent behavior is mediated by logical deliberation What is the purpose of thinking? What thoughts should I have? Intelligenz Rationales Denken, Schlussfolgerungsfähigkeit (Russel, 2005)

22 Rationales Handeln Rational behavior: doing the right thing The right thing: that which is expected to maximize goal achievement, given the available information Thinking should be in the service of rational action Intelligenz Rationales Verhalten (Russel, 2005)

23 Rationale Agenten Annahme: Intelligente Wesen versuchen, immer das zu tun, was den meisten (erwarteten) Nutzen bringt Unterschied zum Turing Test? Menschen können sich auch (sogar bewusst) irrational verhalten! Einschränkung: Maschinelle Leistung. Design best program for given machine resources. (Russel, 2005)

24 Geschichtliches niedirg Motivation für KI hoch General Problem Solver Lighthill (Wissensbasierte) Expertensysteme AI Winter KI als Wissenschaft

25 GPS, Mikrowelten Vorstellung und Ziel: Genereller "Problemlöser" Kann "alles" lösen, benötigt nur die Beschreibung des Problems. Umsetzung nur an kleinen Beispielproblemen (Mikrowelten, engl. micro-worlds) möglich: Reale Probleme zu komplex (Russel, 2005)

26 SHRDLU ("Block-Welt" als Mikrowelt)

27 SHRDLU ("Block-Welt" als Mikrowelt) Person: Pick up a big red block. Computer: OK. Person: Grasp the pyramid. Computer: I don't understand which pyramid you mean. Person (changing their mind): Find a block which is taller than the one you are holding and put it into the box. Computer: By "it", I assume you mean the block which is taller than the one I am holding. Computer: OK. Person: What does the box contain? Computer: The blue pyramid and the blue block. Person: What is the pyramid supported by? Computer: The box

28 "SHRDLU" (heute)

29 Expertensysteme System, welches einen Experten "imitiert" Inkaufnahme, dass Weltwissen fehlt: Beschränkt auf kleine, aber komplexe Wissensdomänen Anwendung von heuristischen Regeln, die von Experten akquiriert werden Umsetzungen: - Diagnose von Krankheiten (MYCIN, 1972) - System-Konfiguration Problem und Konsequenz bleiben jedoch: Inselwissen Versagen bei /ungesehenen Problemen Heute

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32 KI als Wissenschaft; Intelligente/Rationale Agenten Intelligente Agenten -- KI als mit der Umgebung interagierende Agenten -- Kooperieren/Aufgabenteilung, um (komplexe) Probleme zu lösen Semantic Web Verteilung und Vernetzung von Wissen Technologien: KI, Information Retrieval,

33 KI als Wissenschaft; Schnittstelle verschiedener Zweige Philosophy Mathematics Economics Neuroscience Psychology Computer engineering Control theory Linguistics Logic, methods of reasoning, mind as physical system foundations of learning, language, rationality Formal representation and proof algorithms, computation, (un)decidability, (in)tractability, probability utility, decision theory physical substrate for mental activity phenomena of perception and motor control, experimental techniques building fast computers design systems that maximize an objective function over time knowledge representation, grammar (Russel, 2005)

34 State of the art Deep Blue vs. Kasparov (1997) Autonomes Autofahren , Golfkrieg. KI Logistik zur (Termin-)Planung für über 50,000 Fahrzeuge, Cargo, Personen NASA: Autonomes Programm zum Planen und Ausführen verschiedener Operationen für ein Raumschiff Proverb (KI Kreuzworträtsler) Roboterfussball: Automatisches Übersetzen: Suchmaschinen:

35 Fazit Verschiedene Perspektiven auf Intelligenz, KI Denken versus Handeln Mensch versus Maschine Strong AI: Abbildung des denkenden Menschen - Führte häufig zu Rückschlägen in der KI - Sponsoring-Stopp für KI-Projekte, Forschung, Industrie Weak AI: Entwicklung intelligenter Software - Aktuell und weit verbreitet. Boost in KI-Motivation

36 Aufgabe bis zur kommenden Vorlesung Lesen Sie Kapitel 1 aus Künstliche Intelligenz. Ein moderner Ansatz. Russel, Norvig: