Oriëntatie Kunstmatige Intelligentie Inleidend College Niels Taatgen

Inhoud vandaag Wat is kunstmatige intelligentie? Vakgebieden die bijdragen aan de AI Kunnen computers denken? Hoe denken mensen (niet)?

Wat is Kunstmatige Intelligentie? Begonnen in de jaren 50, vlak na de uitvinding van de computer Kunnen computers denken? Nu: soms gezien als onderdeel van informatica cognitiewetenschap

Hoe krijg je kunstmatige intelligentie?

1950 De Britse wiskundige Alan Turing stelt dat het mogelijk is om computers te bouwen die net zo intelligent zijn als mensen

7 1956 De psycholoog Miller laat zien dat mensen slechts 7 ongerelateerde dingen tegelijk kunnen onthouden (“the magical number seven”)

1956 Newell & Simon bouwen de “Logic Theorist”, een programma dat zelfstandig logische stellingen kan bewijzen

1956 De taalkundige Chomsky introduceert “Three models of language”, hetgeen een revolutie in de taalkunde ontketent.

Eind jaren vijftig Hubel en Wiesel brengen in kaart hoe individuele hersencellen in het visuele systeem van een kat functioneren

Gemeenschappelijke component Zoektocht naar een formele benadering van menselijke intelligentie Een formele benadering maakt ook kunstmatige intelligentie mogelijk Maar wat wordt er met formeel bedoeld?

Menselijk gedrag en menselijke intelligentie Directe Verklaring Formeel Systeem Menselijke hersenen (100 miljard hersencellen)

Voorbeelden van formele systemen Grammatica van taal Neuraal netwerk met gesimuleerde neuronen Regelsysteem voor het oplossen van wiskundeproblemen Verzameling differentaalvergelijkingen om armbewegingen te beschrijven

De disciplines van de Kunstmatige Intelligentie Psychologie Filosofie Informatica Taalkunde Neurowetenschappen (anthropologie, biologie, onderwijskunde, ...)

Psychologie Bijdrage: Bestudering van menselijke intelligentie vanuit menselijk gedrag Methodologie: Experimenteel onderzoek, met name bij mensen (vroeger echter vooral dieren) Voorbeeld: Simple reaction task vs. Choice reaction task

Filosofie Bijdrage Logica Lichaam/brein/geest probleem Wetenschapsfilosofie Methodologie o.a. Gedachtenexperimenten Voorbeeld Dennett’s Brain in a Box

Informatica Bijdrage Algoritmen Computer Methode Simulatie/implementatie Formele Analyse Voorbeelden Computerschaken

Taalkunde Bijdrage Bestudering van kennis van taal en taalgebruik Methodologie Analyse van gesproken en geschreven taal Voorbeeld Garden Path Sentences The horse raced past the barn fell

Neurowetenschappen Bijdrage Onderzoek naar hersenen en hersenprocessen Methodologie Meten van hersenactiviteit, zowel globaal als individuele cellen Voorbeeld fMRI

fMRI

Kunnen computers denken? Beter: Is een denkende computer in principe mogelijk? Turing heeft in de jaren vijftig een redenering opgebouwd waarom dit zo is Twee stappen: de these van Turing en de test van Turing

De Test van Turing Stel dat je wilt beslissen of een computer intelligent is of niet Je kunt niet letten op uiterlijkheden Je kunt geen IQ test afnemen Volgens Turing moet je intelligentie testen met een vraaggesprek zonder beperkingen, behalve dat dit gesprek via een teletype moet plaatsvinden

De Test van Turing

Mogelijke vragen in de Turing Test V: Wil je voor mij een sonnet schrijven met als onderwerp de brug over de Maas in Rotterdam? A: Dat hoef je van mij niet te verwachten. Ik kan niet dichten. V: Tel 34957 en 70764 bij elkaar op. A: (Na ongeveer dertig seconden) 105621 V: Schaak je? A: Ja. V: Ik heb K op e1 en geen andere stukken. Jij hebt alleen K op c3 en T op h8. Jij bent aan zet. Wat is dan jouw zet? A: (Na vijftien seconden) Th1 mat.

Essentiële eigenschap Turing Test Communicatie gaat via getypte tekst Tekst kun je ook opvatten als een getal Dus het voeren van een intelligente discussie kan opgevat worden als een wiskundige functie Antwoord = f(vraag,vorige vragen en antwoorden) Dus de zoektocht naar intelligentie is de zoektocht naar deze f

Kritiek op de Turing Test Weizenbaum’s Eliza Searle’s Chinese Kamer

The these van Turing Begin 20e eeuw formuleerde de wiskundige David Hilbert 10 problemen Een van deze problemen was het “Enscheidungsproblem”: Is er een methode om automatisch te bepalen of een wiskundige stelling bewijsbaar is of niet?

The these van Turing Is er een methode om automatisch te bepalen of een wiskundige stelling bewijsbaar is of niet? Om een antwoord te geven op deze vraag moest Turing greep krijgen op het begrip “automatisch te bepalen”

De “menselijke” computer

De Turing Machine

De Turing Machine Turing toonde aan dat zijn Machine alle z.g. Partieel Recursieve Functies kan uitrekenen Stelling (onbewezen maar aannemelijk): Partieel Recursief = Beslisbaar Vervolgens gebruikte Turing dit resultaat om te bewijzen dat het antwoord op het Enscheidungsproblem “nee” is.

De these van Turing Intussen had Turing wel sterk aannemelijk gemaakt dat Elke berekenbare functie kan uitgerekend worden door een Turing Machine

Kunnen computers denken? Turing Test: Menselijke intelligent gedrag kan worden uitgedrukt als een wiskundige functie Turing These: Elke berekenbare functie kan worden uitgerekend door een Turing Machine Aangezien mensen intelligent gedrag vertonen is dit een berekenbare functie Conclusie: Turing Machines kunnen (in principe) intelligent gedrag vertonen dat niet te onderscheiden is van mensen.

? Menselijk gedrag en menselijke intelligentie ?????? Turing Machine Directe Verklaring ?????? Turing Machine ? Inspiratiebron? Menselijke hersenen (100 miljard hersencellen)

Welk formeel systeem ligt ten grondslag aan menselijke intelligentie? Logica? Statistiek?

Logica Aristoteles’ Syllogismen Alle mensen zijn sterfelijk Socrates is een mens ---------------------------------- Socrates is sterfelijk Alle A zijn B C is een A ---------------- C is een B

Moderne logica Propositielogica (modus ponens) p Het regent p --> q Als het regent wordt het nat ---------- q Het is nat

Redeneren mensen logisch? A D 4 7 Gegeven: we hebben kaarten met op de ene kant een letter en op de andere kant een cijfer Stelling: Als op de ene kant van de kaart een klinker staat, staat op de andere kant een even getal Vraag: Welke kaarten moet je omdraaien om te controleren of de stelling geldig is of niet

Redeneren mensen logisch? Bier Cola 22 16 Gegeven: de kaarten stellen personen voor met op de ene kant een leeftijd en de andere een drank die deze persoon drinkt De wet: Als je alcohol drinkt, moet je ouder zijn dan achtien Vraag: Welke kaarten moet je omdraaien om te controleren of de bijbehorende persoon in overtreding is of niet

Conclusie Voor de logica is er geen onderscheid tussen de voorafgaande problemen, maar voor mensen wel Mensen redeneren niet alleen op grond van de vorm van de gegevens (de z.g. syntax), maar ook op grond van de inhoud (de z.g. semantiek)

Redeneren mensen met behulp van Statistische regels? Linda is 31 jaar oud, vrijgezel, openhartig en erg intelligent. Ze heeft filosofie gestudeerd. Tijdens haar studententijd besteedde ze veel van haar tijd aan de onderwerpen discriminatie en sociale rechtvaardigheid, en heeft ze deelgenomen aan demonstraties tegen kernwapens. Welke van de volgende uitspraken is op grond van deze informatie meer waarschijnlijk? (a) Linda is een bediende bij een bank (b) Linda is een bediende bij een bank, die actief is in de feministische beweging.

Samenvatting Kunstmatige Intelligentie is een interdisciplinair vakgebied waarin verschillende vakgebieden elk hun eigen gereedschappen inbrengen Voorop staat een formele benadering van intelligentie Turing heeft in de jaren vijftig een niet onomstreden redenering bedacht waarom computers in principe in staat zouden moeten kunnen zijn om intelligent te zijn Eenvoudige oplossingen voor het verklaren van menselijk redeneren als logica en statistiek gaan in eerste instantie niet op.