inteligenta artificiala - curs 1

Click here to load reader

Post on 17-Dec-2015

127 views

Category:

Documents

9 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Inteligenta Artificiala - Curs 1

TRANSCRIPT

  • Inteligen artificial Curs 1

    Lect.dr. Elena Butu

    [email protected]

  • Organizare

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 2

    Pagina web a cursului: http://ebautu.homenet.org/

    Notare: 50% nota la laborator + 50% nota la examen Nota la laborator: 4 proiecte, fiecare cu pondere 25% Examen: test scris

    Manuale Stuart Russell and Peter Norvig, Artificial Intelligence: A Modern

    Approach, Prentice Hall, 2003, http://aima.cs.berkeley.edu/ Crina Groan and Ajith Abraham. Intelligent systems: A modern approach.

    Vol. 17. Springer, 2011. https://archive.org/details/Intelligent_Systems Poole, David L., and Alan K. Mackworth. Artificial Intelligence: foundations

    of computational agents. Cambridge University Press, 2010. Dan Cristea, Mdlina Raschip, Ionu Pistol Curs de Inteligena

    artificial, Universitatea Al. I. Cuza, Iai, 2013

    Cursuri online Intro to AI Udacity Artificial Intelligence EdX

  • Obiective

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 3

    Metode inteligente pentru rezolvarea problemelor reale

    Recunoaterea problemelor ce pot fi abordate cu metode din sfera IA

    Formularea problemei i utilizarea unei metode din IA pentru rezolvarea ei

  • Preliminarii

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 4

    Familiarizarea cu algoritmi de rezolvare a problemelor

    Specificarea

    Structuri de date i implementare

    Elemente de calcul a complexitii

    Programare

    n special programare orientat obiect

    Indiferent de limbaj

  • Coninut

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 5

    Scurt introducere n Inteligena Artificial Metode de cutare pentru rezolvarea problemelor

    Formularea problemelor Strategii de cutare a soluiei

    Strategii de cutare neinformate Strategii de cutare informate

    Strategii de cutare local Metode tip traiectorie Metode tip populaie

    Tehnici de nvare automat nvare supervizat

    nvare nesupervizat

    Sisteme care nva Sisteme bazate pe reguli n medii certe

    Sisteme bazate pe reguli n medii incerte Sisteme care nva singure

  • Cuprins

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 6

    Ce este Inteligena artificial?

    Scurt istoric

    Domenii ale IA

    Exemple de aplicaii IA

  • Definiii ale inteligenei

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 7

    Capacitatea de a nelege uor i bine, de a sesiza ceea ce este esenial, de a rezolva situaii sau probleme noi pe baza experienei acumulate anterior (DEX 98)

    Psihologul Howard Gardner definete 7 subtipuri de inteligen Inteligena lingvistic

    Inteligena logico-matematic

    Inteligena spaial

    Inteligena corporal-kinestezic

    Inteligena muzical

    Inteligena interpersonal

    Inteligena intrapersonal

    Testele de inteligen testeaz primele 3

  • Ce este Inteligena artificial?

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 8

    Capacitate a sistemelor tehnice evoluate de a obine performane cvasiumane (DEX 98)

    tiina crerii de maini inteligente, n special programe de calculator inteligente. Este similar cu utilizarea calculatoarelor n scopul nelegerii inteligenei umane, dar IA nu se rezum doar la metode ce pot fi observate biologic (John McCarthy, What is AI?)

  • Ce este Inteligena artificial?

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 9

    Abilitatea unui calculator sau robot controlat de calculator de a realiza sarcini efectuate (n general) de fiine inteligente (Enciclopedia britanica)

    Procese intelectuale caracteristice oamenilor, cum ar fi capacitatea de a raiona, de a descoperi semnificaii, de a generaliza, de a nva din experiene trecute.

    IA este tiina, parte a informaticii, care proiecteaz sisteme artificiale cu comportament inteligent adic sisteme ce manifest proprieti pe care n mod obinuit le asociem cu existena inteligenei n comportamentul uman - nelegerea limbajului, nvare, raionament, rezolvarea problemelor .a.m.d. (Barr, Feigenbaum, 1981)

  • Ce este Inteligena artificial?

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 10

    Maini(programe) inteligente, ce obin performane (mai bune) ca oamenii la anumite taskuri

    Interpretarea scrisului de mn

    Luarea deciziilor

    Sisteme care asist medicii n diagnosticare

    Identificarea locului propice pentru forri dup petrol

    Calcule

    Interpretarea datelor (de dimensiuni foarte mari)

    nelegerea limbajului natural, transcrierea acestuia

  • Strong AI vs. Weak AI

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 11

    Strong AI

    Este posibil programarea calculatoarelor aa nct s gndeasc la nivel uman i s fie contiente.

    Ar putea exista programe de calculator corect scrise care s emuleze o minte adic ar fi posibil s nu existe diferene ntre un program ce imit aciunile creierului i aciunile unei persoane, inclusiv nelegerea i contiina.

    Weak AI

    O main ce ruleaz un program este cel mult capabil s simuleze comportament uman i nelegere.

    Programe care efectueaz sarcini de gndire exist deja.

  • Percepia popular despre IA

    AI (2001, Spielberg) Her (2014)

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 12

  • Scurt istoric

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 13

    Originile IA: matematic, logic, informatic, filozofie, biologie, psihologie

    Primul sistem expert se consider a fi un papirus egiptean, datnd din mileniul III .Hr., care consta n 48 de observaii asupra diagnosticrii i tratrii rnilor la cap

    Blaise Pascal (sec XVII) realizeaz un calculator mecanic

    Charles Babbage the Analytical Engine (1842)

    George Boole, An investigation into the Laws of Thought (1854) bazele Logicii booleana

    Studiul logicii a dus la primul calculator electronic programabil (Turing i alii)

  • Scurt istoric

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 14

    1940 1950 primele preocupri pentru construirea unui creier artificial

    1951 Marvin Minski construiete prima main neuronal artificial (neural net machine)

    1950 -1960 primele programe ce implementeaz juctori automat pentru ah i dame (Game AI)

    1951 Turing propune un test pentru a rspunde la ntrebarea Can machines think?

    The Imitation game-> Testul Turing

    1951 Turing (pe hrtie), Shannon programe pentru jocul de ah/dame

    1958 programul a nvins un juctor uman pentru prima data

  • Scurt istoric

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 15

    1956 conferina Dartmouth, este pentru prima dat formulat termenul de Inteligen artificial

    Newell i Simon primul program pentru demonstrarea automat a teoremelor, Logic Theorist

    a demonstrat automat 38 din 52 de teoreme propuse, propunnd demonstraii noi, elegante

    1958 McCarthy, MIT propune limbajul LISP

    Axiomatizarea programrii

    Lista = structura de date principal pentru cod i pt date

    Multiple elemente de noutate ce stau la baza limbajelor moderne

    Recursivitate, Runtime typing, garbage collection samd

  • Scurt istoric

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 16

    1958 Perceptronul (reea neuronal, Rosenblatt)

    Bazele conexionismului (PDP parallel distributed processing)

    Modelarea fenomenelor mentale ori comportamentale reele interconectate de uniti simple (procese emergente)

    1964 Evans program (ANALOGY) pentru rezolvarea de teste de inteligen

    IQTests are not for machines, yet (Intelligence, 2012)

    Calcul simbolic n software de larg audien Maple, Mathematica

  • Scurt istoric

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 17

    1956 1974 Epoca de aur Programe automate pentru jocuri, demonstrarea automat de

    teoreme, programe ce poart conversaii n limbaj natural Direcii

    Reasoning as search rezolvarea problemelor n manier pas cu pas (deducie, aplicarea de tranziii, recurgnd la backtracking deseori) Modaliti de tratare a exploziei combinatoriale de ci posibile n cutare ->

    euristici

    Procesarea limbajului natural ELIZA (Feigenbaum, 1965) Robotul Shakey (Stanford, 1969) combin locomoia, percepia i

    rezolvarea problemelor

    Algoritmii evolutivi (prin 1970)

    1970, Marvin Minsky (in Life Magazine): "In from three to eight years we will have a machine with the general intelligence of an average human being.

    Finanare masiv din partea (D)ARPA Au permis cercetri n direciile dorite de cercettori, neimpuse

  • Scurt istoric

    7 martie 2014 https://sites.google.com/site/elenabautu/ 18

    Prima iarna IA (AI Winter) 1974 1980 Puterea de calcul era limitat Explozia combinatorial i intractabilitatea (demonstrat) a unor

    probleme Problemele toy abordate n IA nu preau a fi scalabile la probleme din

    viaa real

    Nevoia de informaii din domeniul problemei Abordarea sintactic nu era suficient

    Dimensiunea datelor era imens, nu putea fi imaginat un program (baz de date) care s rein atta informaie

    Paradoxul lui Moravec Rezolvarea de probleme de geometrie dificile i demonstrarea de teoreme

    necesit mai puin putere de calcul dect simularea de sarcini simple ce presupun percepie i mobilitate.

    Sistarea fondurilor 1966 - Eecul iniiativelor privind lingvistica computaional (mai ales

    traducerea automat a textelor)