Künstliche Intelligenz

Dr. Claudia Schon schon@uni-koblenz.de

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