Künstliche Intelligenz

Transkript

1 Künstliche Intelligenz Dr. Claudia Schon Institute for Web Science and Technologies Universität Koblenz-Landau

2 Organisatorisches Termine: Jeweils von 14:00-15:30 Uhr und 15:45-17:15 Uhr an den folgenden Tagen: 12. und 26. Oktober und 23. November und 21. Dezember und 18. Januar Februar 2018 Vorlesung und Übung gemischt Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfungen Vorlesungswebseite:

3 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]

4 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

5 Was ist Künstliche Intelligenz?

6 Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert? Menschliches Denken Rationales 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) 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 Rationales 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) Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten. (Poole et al., 1998) KI beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen. (Nielsson,1998)

7 Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert? Menschliches Denken Rationales 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) 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 Rationales 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) Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten. (Poole et al., 1998) KI beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen. (Nielsson,1998)

8 Der Turing Test

9 Kritik am Turing Test Kann ein System, das den Turing Test besteht, tatsächlich denken?

10 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)

11 Loebner Prize 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

12 Chinese Room Gedankenexperiment 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?

13 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

14 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.

15 Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert? Menschliches Denken Rationales 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) 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 Rationales 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) Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten. (Poole et al., 1998) KI beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen. (Nielsson,1998)

16 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

17 Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert? Menschliches Denken Rationales 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) 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 Rationales 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) Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten. (Poole et al., 1998) KI beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen. (Nielsson,1998)

18 Verschiedene KI Ansätze. Was wird imitiert? Menschliches Denken Rationales 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) 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 Rationales 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) Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten. (Poole et al., 1998) KI beschäftigt sich mit intelligentem Verhalten in künstlichen Maschinen. (Nielsson,1998)

19 Geschichte der KI Antike Hephaistos baut Talos (Bronzeroboter) 16. Jh. Rabi Loew erschafft den Golem 18. Jh. Schachtürke 19. Jh. C. Babbage baut die Analytische Maschine 1920 Erste 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 1955 Samuel schreibt ein Dame-Programm, das ihn selbst besiegen konnte

20 Geschichte der KI 1957 Simon / Neuwell entwickeln den General Problem Solver 1965 Zadeh entwickelt Fuzzy-Logik 1966 Weizenbaum entwickelt Eliza (erster Chatbot) 1972 Prolog Shortliffe und Buchanan entwickeln eines der ersten Expertensysteme Tesauro 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)

21 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

22 Literatur Patrick Blackburn, Johan Bos and Kristina Striegnitz, Learn Prolog Now! Texts in Computing Auch online verfügbar unter: