Kunnen Computers Kunst maken? Pieter Adriaans. Opbouw The Four Lovelace questions Wat is dat: een computer? Harde en Zachte Artificiele Intelligentie.

Presentatie over: "Kunnen Computers Kunst maken? Pieter Adriaans. Opbouw The Four Lovelace questions Wat is dat: een computer? Harde en Zachte Artificiele Intelligentie."— Transcript van de presentatie:

1 Kunnen Computers Kunst maken? Pieter Adriaans

2 Opbouw The Four Lovelace questions Wat is dat: een computer? Harde en Zachte Artificiele Intelligentie (AI) Wat kan de computer niet? Barriere van de alledaagsheid Barriere van de complexiteit Wat kan de computer wel? De computer als artistiek medium

3 The four Lovelace questions 1) Kunnen computers ons helpen menselijke creativiteit te begrijpen? 2) Kunnen computers taken verrichten waar schijnbaar creativiteit voor nodig is? 3) Kunnen computers echte creativiteit herkennen? 4) Kunnen computers zelf creatief zijn? The creative mind, Margareth Boden

4 Interactie Wetenschap en kunst Wetenschappelijke heuristiek is gericht op modelleren, verklaren, voorspellen Artistieke heuristiek is gericht op schoonheid, verrassing, prikkeling Wetenschappelijke afbeelding van de wereld versus artistieke uitbeelding Mimesis versus model

5 De geschiedenis van de kunst en de mathematisering van de werkelijkheid Muziekca. 600 voor Chr. Zien, lichtca. 1500 Temperatuur, bewegingca. 1600 Kracht, kansca. 1700 Taalca. 1900 Socialeca. 1940 Chaosca. 1980 Vereniging voor Wijsbegeerte te ‘s Gravenhage zaterdag 25 mei 2001

6 Pythagoras (ca 570 voor Chr.) en de Pythagoreërs Mathematisering van de werkelijkheid Opbouw van de muziek Snaar: 1/2 octaaf 2/3 kwint 3/4 kwart 4/5 grote terts Heilige teractys 1 + 2 + 3 + 4 = 10

7 Pythagorieïsche getalsmystiek Schoonheid = Kennis = Goed = Getal = Harmonie ( = idee (Plato))

8 Pythagoreïsch research programma gehele getallen structuur van de werkelijkheid muziek Research programma Getalsmatige verhoudingen in de werkelijkheid blootleggen Artistiek programma Werkelijkheid representeren volgens getalsmatige verhoudingen

9 Waar loopt het Pythagoreïsch programma vast? Irrationele getallen Kwadratuur van de cirkel Trancedent: pi Strijd harmonici en canonici Algebraïsch: gelijkzwevende temperatuur: halve toon 1 : 2 1 12

10 Leonardo De revolutie van het oog (geometrie) De geboorte van de experimentele kunst (toeval & subjectiviteit)

11 Perspectief in de Renaissance

12 Leonardo da Vinci

13

14 Perspectief Roger Bacon († 1292) experimenteerde met spiegels en lenzen Paolo Uccello († 1475) perspectivische constructies Fra Luca Pacoili “De Divina Proportione” (1498) geïllustreerd door Leonardo

15 Scholastische versie Licht komt uit het oog Zintuigen zijn onbetrouwbaar Zij tonen ons de werkelijkheid niet zoals hij is

16 Leonardo “Laat iemand die geen wiskundige is, mijn werk niet lezen” “Het oog (….) is de koningin der mathematica, de wetenschappen, gegrond op het gezichtsvermogen zijn absoluut betrouwbaar”

17 Descartes

18 Leonardo’s research programma geometrie structuur van de werkelijkheid schilder- kunst Research programma Geometrische verhoudingen in de werkelijkheid blootleggen Artistiek programma Werkelijkheid representeren volgens geometrische verhoudingen

19 Geboorte van experimentele kunst Uitvinden van schetsen Tekenen als heuristiek “To him the sketch was not only the record of an inspiration but could also become the source of a new inspiration” (Gombrich)

20 Vochtplekken op de muur Wereld als spel van tekens (ideas) Rol van het subject Geboorte van de moderne creativiteit

21 20e eeuw ontwikkeling van de wiskundige modeltheorie. Opkomst van de informatica Complexiteitstheorie, Berekenbaarheid Nagenoeg alle aspecten van de werkelijkheid zijn wiskundig te modelleren Bouw van extreem snelle computers Een nieuw paradigma: De werkelijkheid begrijpen is haar modelleren in een computer

22 Transformatie van tekensystemen Mimesis Afbeelding (realisme) Transformatie van tekensystemen

23 De wiskundige Alan Turing ontwikkelde de notie van de Turing machine. De Turing machine manipuleert symbolen op dezelfde wijze als een wiskundige van achter zijn bureau ook zou doen de wiskundige een bakje IN, die de gegevens manipuleert en vervolgens een bakje UIT INUIT INPUTOUTPUT de Turing machine is een abstract model van een wiskundige Wat is een computer?

24 De band heeft allemaal vakjes, met de voor de Turing machine leesbare symbolen BLANCO, EEN of NUL Over een oneindige band gaat een lees/schrijfkop die (heen en weer) over de band kan bewegen. De Turing machine heeft een vast programma dat in het geheugen is opgeslagen en de computer kan zich in een eindig aantal toestanden bevinden (states)....... b 1 0 1 0 0 b...... enzovoorts...... voorbeeld: (b=blanco) lees/schrijfkop Principe van een Turing machine

25 lees/schrijfkop State Program Schematische voorstelling van de Turing machine

26 Een voorbeeld state(lees 0)(lees 1)(lees b) van een simpel DTM programmaq 0 q 0,0,+1 q 0,1,+1 q 1,b,-1 staat in de matrix q 1 q 2,b,-1 q 3,b,-1 q N,b,-1 q 2 q y,b,-1 q N,b,-1 q N,b,-1 q 3 q N,b,-1 q N,b,-1 q N,b,-1 b b 1 0 1 0 0 b b b q0q0 +1 program De computer lees/schrijfkop gaat heen en weer, accepteert binaire strings waarvan de laatste twee cijfers uit nullen bestaan. De machine bevindt zich in state q 0 de lees-/ schrijfkop leest 0 schrijft een nul gaat (+1) een plaats naar rechts verandert de status in q 0 (state q 0 )

27 Recursieve functies Kronecker: Die ganzen Zahlen hat der liebe Gott gemacht, alles andere ist Menschenwerk Alles wat wiskundig geconcipieerd kan worden kan uitgedrukt worden in elementaire bewerkingen (optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, delen) op natuurlijke getallen (recursieve functies) In 1931 introduceerde de wiskundige Kurt Gödel een algemene definitie van het begrip berekenbaarheid: De notie van recursieve functies.

28 De Algoritme Het woord Algoritme is afgeleid van de naam van de Arabische wiskundige Al Khowarazmi. Zijn wiskundige werken werden in 1126 door Adelard of Bath naar het Westen gebracht. Programma’s voor Turing machines zijn algoritmen.

29 In het jaar 1936 formuleerde de wiskundige Alonzo Church zijn beroemde these: De klasse van algoritmisch berekenbare numerieke functies valt samen met de klasse van partieel recursieve functies. Alles wat wiskundig geconcipieerd kan worden kan op een Turing machine berekend worden. Als denken ooit wetenschappelijk begrepen kan worden dan kan het op een computer geprogrammeerd worden. De Church these is een moderne vorm van metafysica Church These

30 Church for dummies Rekenen is het lokaal en sequentieel manipuleren van objecten volgens vaste regels en niet meer

31 Hedendaags research programma formele structuur van de werkelijkheid systemen computer- kunst virtual reality??? Research programma Formalisering van zoveel mogelijk aspecten van de werkelijkheid Artistiek programma Toetsing van het representatie karakter van deze formaliseringen

32 Lovelace en Harde en Zachte AI Zachte AI: modeling the brain (1&2), Searle, Boden, Winograd … Net zoals we modellen van het weer kunnen maken kunnen we modellen van de menselijke geest maken Harde AI: making a mind (3&4) Minsky, McCarthy, Moravec, Dennet, Jeffrey … Een menselijke geest hebben = een computer programma zijn

33 The four Lovelace questions 1) Kunnen computers ons helpen menselijke creativiteit te begrijpen? 2) Kunnen computers taken verrichten waar schijnbaar creativiteit voor nodig is? 3) Kunnen computers echte creativiteit herkennen? 4) Kunnen computers zelf creatief zijn? The creative mind, Margareth Boden

34 Barriere van de alledaagsheid

35 Algemene kennis van de wereld PP attachment: Hij wandelde in het park met de hond, Hij wandelde in het park met de vijver The astronomer married a star Syntaxis versus semantiek Doug Lenat, Cyc project

36 Het probleem van de betekenis John Searle Axioma 1: Computer programs are formal (syntactic) Axioma 2: Human minds have mental contents (semantics) Axioma 3: Syntax by itself is neither constitutive of nor sufficient for semantics. Hubert Dreyfus “…… since intelligence must be situated it cannot be seperated from the rest of human life”

37 The four Lovelace questions 1) Kunnen computers ons helpen menselijke creativiteit te begrijpen? 2) Kunnen computers taken verrichten waar schijnbaar creativiteit voor nodig is? 3) Kunnen computers echte creativiteit herkennen? 4) Kunnen computers zelf creatief zijn? The creative mind, Margareth Boden

38 Menselijke taken overnemen? Reken maar! Planning, Scheduling Zeilen Prognostic and Health management In alle bordspelen (Schaken, dammen etc. behalve Go) kan de computer zich met de wereldtop meten

39 Modeling the real world: Robosail

40 The four Lovelace questions 1) Kunnen computers ons helpen menselijke creativiteit te begrijpen? 2) Kunnen computers taken verrichten waar schijnbaar creativiteit voor nodig is? 3) Kunnen computers echte creativiteit herkennen? 4) Kunnen computers zelf creatief zijn? The creative mind, Margareth Boden

41 Predicted Future State of System Current State of System Computer Model Extrapolation of Model Future Model Time Horizon Model based prediction Complex Systems Accuracy Time Horizon Simple Systems Accuracy of Prediction Models

42 Wat kan de computer niet? Onbeslisbare problemen (PCP, Halting set, FOPC) Intractable problemen (Sat, P=NP?, PropC) Empirisch intractable systemen (chaotische systemen, meetnauwkeurigheid, Flipperkasten, Zeilboten, Navier Stokes) Werkelijk complexe systemen (menselijk brein, 10 13 neuronen, de cel, 10 25 enzym reacties)

43 Modeling the Brain? Wij zijn omringd door een muur van onbeslisbaarheid onberekenbaarheid onmeetbaarheid en complexiteit

44 Modeling the brain? We kunnen nog geen adequaat model van een flipperbak of een zeilboot maken Zelfs het modelleren van één menselijke cel gaat onze rekenkracht ver te boven Het meest snelle mainframe verhoudt zich het menselijk brein als een fietspomp tot het menselijk hart

45 The four Lovelace questions 1) Kunnen computers ons helpen menselijke creativiteit te begrijpen? 2) Kunnen computers taken verrichten waar schijnbaar creativiteit voor nodig is? 3) Kunnen computers echte creativiteit herkennen? 4) Kunnen computers zelf creatief zijn? The creative mind, Margareth Boden

46 De computer als medium voor het maken van kunst? Verband tussen wetenschappelijke heuristiek en artistieke creativiteit Verband tussen “grote” kunst en centrale research programma’s Extrapolatie van verleden naar heden 5th Lovelace question

47 Manipulatie van de werkelijkheid

48 Fractal Geometry

49 Merce Cunningham I used [the computer program] Life Forms mainly as a tool to put phrases into the machine, to make a body of material for the dance. I utilize it in each piece, and I have now for years. With "Ocean," I entered perhaps up to a third of the material. It's a way for me to see the dance, and to make phrases I eventually plan to utilize.

50 Lovelace 3&4, alle seinen op rood, 1 onwaarschijnlijk, 2 groen Lovelace 5, Vruchtbare synergie tussen kunst en wetenschap Wetenschappers ontwikkelen steeds nieuwe modellen voor interpretatie van de werkelijkheid Kunstenaars helpen wetenschappers anders naar de werkelijkheid te kijken Computers openen de mogelijkheid voor het verdiepen van een artistiek programma dat al impliciet in de westerse kunst ligt opgesloten. Mathematisering van de werkelijkheid speelt een cruciale rol Conclusie

51 Creaputers Een creaputer is een geautomatiseerd systeem dat in staat is op ad hoc basis verbanden in een verzameling kennisdomeinen te exploreren. Artelligentie is de discipline die zich bezighoudt met het bouwen van creaputers (constructieve artelligentie) en met de artistieke verwerking van de door creaputers gevonden verbanden (creatieve artelligentie).