doc. RNDr. Petr Tučník, Ph.D. petr.tucnik@fpf.slu.cz 2 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes Počátky oboru Kybernetika První neuronové sítě Hry Turingův test Logic Theorist Darthmouthská konference Zlatý věk Prohledávácí algoritmy Stavové prostory General Problem Solver Zpracování přirozeného jazyka Sémantické sítě ELIZA Mikrosvěty První „AI winter“ Commonsense knowledge Commonsense reasoning Perceptrony Úpadek konekcionismu Modální logika Nemonotónní logika Rozmach Expertní systémy Znalostní technologie Znalostní inženýrství Rámcová reprezentace Prolog Renesance konekcionismu Projekt 5. generace Druhá „AI winter“ Nová UI Tělesnost Situovanost Subsymbolické přístupy Behavioralismus Reaktivita Současnost Data mining Bayesovské sítě Normativní expertní systémy Inteligentní agenty Ambientní inteligence Kognitivní robotika Distribuované řešení problémů 4 ▪ Tři směry výzkumu ▪ Kybernetika (Norbert Wiener) – řízení a stabilita elektrických sítí ▪ Teorie informace (Claude Shannon) – popis digitálních signálů (allor-nothing signals) ▪ Teorie výpočtu (Alan Turing) – jakákoliv forma výpočtu může být popsána digitálně ▪ Snaha o vytvoření umělého mozku 1943-1956 5 ▪ První práce, jež může být zařazena do UI, byla vytvořena autory Warrenem McCullochem a Walterem Pittsem (v roce 1943) ▪ Vytvořili model umělého neuronu, přičemž pracovali se třemi zdroji: ▪ Znalostmi o základní fyziologii a funkci neuronů v mozku ▪ Formální analýzou pomocí propoziční logiky ▪ Turingově teorií výpočtu 1943-1956 ▪ Specializovaná buňka schopná přenášek elektrické vzruchy ▪ Zákl. části: ▪ Soma (tělo buňky) ▪ Dendrity ▪ Axon 6 Zdroj: http://scientopia.org/blogs/scicurious/2011/05/04/science-101-the-neuron/ 7 Zdroj: cs.wikipedia.org Zdroj: Marček, D.: Neuronové sítě a fuzzy časové řady 1943-1956 8 ▪ Byl vytvořen model umělého neuronu, který byl „zapnutý“ nebo „vypnutý“, přičemž aktivace neuronu byla odezvou na dostatečně silnou stimulaci od okolních neuronů. ▪ Bylo prokázáno, že s pomocí vhodné sítě propojených neuronů lze vypočítat jakoukoliv vypočitatelnou funkci a že lze implementovat všechny logické spojky (AND, OR, NOT, atd.) s pomocí jednoduchých síťových struktur 1943-1956 9 ▪ Sítě se také dokázaly učit. Donald Hebb (1949) prokázal jednoduché pravidla pro modifikaci intenzity spojení mezi neurony ▪ Jeho pravidlo se nazývá Hebbovo učení a používá se i dnes 1943-1956 10 ▪ První počítač SNARC (Stochastic Neural Analog Reinforcement Calculator) založený na neuronových sítích ▪ Byl postaven v roce 1950 dvěma studenty Harvardu Marvinem Minskym a Deanem Edmondsem ▪ Minsky později dokázal velmi důležité teorémy, které ukázaly omezení neuronových sítí 1943-1956 11 ▪ V roce 1951 byly na univerzitě v Manchesteru vytvořeny programy pro hraní dámy (Christopher Strachey) a šachu (Deitrich Prinz) ▪ Pozdější verze dámy (Arthur Samuel) byla úspěšnější než začínající hráči dámy ▪ Prohledávání stavového prostoru ▪ Minimax strategie ▪ Samuel prokázal, že počítače mohou dělat víc než jen to, co je jim přímo řečeno – jeho program brzy hrál lépe než jeho tvůrce ▪ V roce 1956 byl program předveden v televizi a zanechal silný dojem 1943-1956 12 ▪ V roce 1950 uveřejněn článek „Computing Machinery and Intelligence“ ▪ Začínal slovy: „I propose to consider the question, ´Can machines think?´“ ▪ Pojem „myslet“ je obtížné definovat,Turing proto navrhl test, který měl schopnost stroje „myslet“ ověřit 1943-1956 13 ▪ Myšlenka testu: Namísto toho, aby byl napsán výčet vlastností, které jsou pro inteligenci nezbytnými, je test založený na nerozlišitelnosti od nepopiratelně inteligentních tvorů – lidí ▪ Využívá tzv. imitační hry 1943-1956 14 ▪ Společenská hra, která zahrnuje tři osoby: muže (A), ženu (B) a hráče C (může být muž i žena) ▪ Hráč C může s hráči A a B komunikovat pouze formou psaných otázek ▪ Do vypršení časového limitu má C za úkol rozhodnout, který z hráčů je muž a který žena ▪ Úkol hráče A je zmást C ▪ Úkol hráče B je pomoci C rozhodnout se správně 1943-1956 15 1943-1956 Zdroj: wiki (EN) 16 ▪ Počítač (UI) projde testem, jestliže lidský operátor – poté co položí sérii psaných otázek – není schopen rozlišit, jestli psané odpovědi přišly od člověka nebo ne 1943-1956 17 ▪ Aby uspěl, počítač musí disponovat následujícími dovednostmi: ▪ Zpracování přirozeného jazyka (angličtina) ▪ Reprezentace znalostí (uchování informací) ▪ Automatizované uvažování (uložené informace jsou použity k zodpovězení otázek a vyvozování nových závěrů) ▪ Strojové učení (adaptace na nové okolnosti) * Záměrně se vyhýbáme fyzické interakci mezi operátorem a počítačem 1943-1956 18 ▪ Zahrnuje fyzickou interakci ▪ Obsahuje navíc ▪ Počítačové vidění (operátor testuje percepci testovaného) ▪ Robotika (manipulace s předměty – operátor předává zprávy okénkem) 1943-1956 19 ▪ Vytvořen v roce 1955 (Allen Newell, Herbert Simon, J. C. Shaw) ▪ Program zvládl dokázat 38 z 52 matematických důkazů z Principia Mathematica, u některých našel elegantnější konstrukci důkazu 1943-1956 20 ▪ „We solved the venerable mind/body problem,explaining how a system composed of matter can have properties of mind“ (Simon) ▪ Základ pozdějšího označení „silná umělá inteligence“ (Strong AI): „stroje mohou obsahovat mysl právě tak jako ji obsahují lidská těla“ (Searle) 1943-1956 21 „The study is to proceed on the basis of the conjecture that every aspect of learning or any other feature of intelligence can in principle be so precisely described that a machine can be made to simulate it.An attempt will be made to find how to make machines use language,form abstractions and concepts,solve kinds of problems now reserved for humans,and improve themselves.“ Dartmouth AI Project Proposal, J. McCarthy, 31. srpna 1955 1943-1956 Zdroj: http://www.livinginternet.com/i/ii_ai.htm 22 ▪ Konání v r. 1956 ▪ Sešly se přední osobnosti různých oborů (teorie složitosti, simulace jazyků, neuronové sítě, abstrahování obsahu ze senzorických vstupů, vztah náhody a kreativního myšlení, strojové učení…) ▪ Položeny základy oboru umělé inteligence – vznikl i název Artificial Intelligence ▪ Výpočetní inteligence (Computational Intelligence) by patrně bylo přesnější, ale „AI“ se ujalo 1943-1956 24 ▪ U mnoha problémů hrozila při stavové reprezentaci „kombinatorická exploze“ ▪ Užívání heuristik napomáhá redukovat prostor možných řešení 1943-1956 1956-1974 25 ▪ 1959 Herbert Simon, J. C. Shaw, Allen Newell vytvořili program General Problem Solver ▪ Jakýkoliv formalizovaný symbolický problém mohl být vyřešen GPS (matematické důkazy, šachy) ▪ Byly separovány znalosti o problému (pravidla) od strategie řešení – nová myšlenka (pozdější základ pro expertní systémy) 1943-1956 1956-1974 ▪ Cíl – usnadnit komunikaci s počítačem ▪ Sémantické sítě reprezentovaly koncepty jako uzly a vazby mezi nimi jako hrany 26 1943-1956 1956-1974 Zdroj: http://folk.uib.no Sémantická síť 27 ▪ V r. 1964 – 1966 vznikl program, jehož cílem je přesvědčit uživatele, že počítač nemá problém 5 minut imitovat psychiatra. ▪ Činnost je založena na třech datových strukturách (2 konstantní, 1 proměnná) ▪ Slovník klíčových slov (KDS), na která je vhodné v dialogu reagovat. Každé z nich má přiřazenu váhu a je mu přiřazena zásoba obecně možných reakcí ▪ Seznam náhradních reakcí (KDS), které lze použít bez ohledu na to, co Elize pokusná osoba říká ▪ Zásobník použitých klíčových slov (PDS) – sem se ukládá každé klíčové slovo, na které program reagoval spolu s pořadím použité reakce ▪ http://www-ai.ijs.si/eliza/eliza.html 1943-1956 1956-1974 28 1. Zahaj dialog, např.: „Dobrý den. Co vás ke mně přivádí?“ 2. Čekej na vstup. 3. Je vstupem dohodnutý výraz ukončující dialog (např. „nashledanou“)? ANO: Rozluč se a ukonči dialog. NE: Pokračuj. 4. Ohodnoť slova vstupu podle slovníku klíčových slov. 5. Je mezi nimi alespoň jedno klíčové slovo? ANO:Vyber to s největší váhou. NE: Pokračuj bodem 7. 1943-1956 1956-1974 29 6. Je k dispozici nějaká dosud nepoužitá reakce na vybrané klíčové slovo? (K vyhodnocení tohoto testu je třeba hledat poslední výskyt vybraného klíčového slova v zásobníku použitých.Tam je uvedeno, kolikátá reakce na ně byla naposledy použita. Pokud by se vybrané klíčové slovo v zásobníku použitých dosud nevyskytovalo, je přirozeně k dispozici hned první reakce ze slovníku.) ANO: Použij tuto reakci, zaznamenej vše do zásobníku použitých klíčových slov a vrať se k bodu 2. NE: Pokračuj bodem 7. 1943-1956 1956-1974 30 7. (Do tohoto bodu se postup dostává pouze v případě neúspěchu základního schématu dialogu. Zkoumá se možnost „vrátit se k předchozímu tématu“.) Je k dispozici nějaká dosud nepoužitá reakce na poslední slovo v zásobníku použitých klíčových slov? ANO: Použij tuto reakci, zaznamenej vše do zásobníku použitých klíčových slov a vrať se k bodu 2. NE: Použij první dosud nepoužitou náhradní reakci a vrať se k bodu 2. 1943-1956 1956-1974 31 ▪ McCarthy v roce 1958 vytvořil v MIT laboratořích Lisp – programovací jazyk, který se postupně stal v UI dominantním ▪ Ve stejné době začal v MIT působit i Minsky, ale každý reprezentoval jiný pohled na UI ▪ McCarthy se soustředil na reprezentaci a uvažování prostřednictvím formální logiky, Minsky se zaměřil na aplikaci programů a anti-logický pohled 1943-1956 1956-1974 32 ▪ Minsky se se svými studenty zaměřil na omezené problémy, při jejichž řešení byla vyžadována inteligence ▪ Tyto omezené domény se nazývaly mikrosvěty ▪ Nejznámějším příkladem je svět kostek ▪ Hlavní úspěch – program SHRDLU (1968-1970,Terry Winograd) ▪ Komunikace v angličtině ▪ Plánování operací a jejich následné provedení 1943-1956 1956-1974 33 ▪ V oblasti neuronových sítí byl v roce 1962 (Rosenblatt) učiněn pokrok díky důkazu konvergence perceptronů, který ukázal, že učícím algoritmem je možné přizpůsobit síly propojení mezi perceptrony tak, aby odpovídaly jakýmkoliv vstupním datům, za předpokladu, že taková shoda existuje 1943-1956 1956-1974 34 ▪ První léta UI byly provázeny mnoha úspěchy. Vzhledem k (z dnešního hlediska) primitivní úrovni počítačů a programovacích nástrojů bylo ohromující kdykoliv počítač vykonal něco jen trochu chytrého ▪ Intelektuální elita obecně předpokládala, že „stroje nikdy nemohou udělat X“ (za X si lze dosadit dlouhý seznam problémů) a výzkumníci UI, v reakci na to, jeden po druhém demonstrovali řešení X 1943-1956 1956-1974 35 1943-1956 1956-1974 1958 – Simon & Newell „Within ten years a digital computer will be the world's chess champion." “Within ten years a digital computer will discover and prove an important new mathematical theorem." 1965 – Simon "machines will be capable, within twenty years, of doing any work a man can do." 1967 – Minsky "Within a generation ... the problem of creating 'artificial intelligence' will substantially be solved." 1970 – Minsky "In from three to eight years we will have a machine with the general intelligence of an average human being." 1957 – Simon „It is not my aim to surprise or shock you – but the simplest way I can summarize is to say that there are now in the world machines that think, that learn and that create. Moreover, their ability to do these things is going to increase rapidly until – in a visible future – the range of problems they can handle will be coextensive with the range to which the human mind has been applied.“ 36 ▪ DARPA – Defense Advanced Research Projects Agency ▪ Granty v hodnotě milionů dolarů poskytovány na výzkumy v oblasti UI 1943-1956 1956-1974 38 ▪ Původní optimismus se opíral o úspěchy, které UI vykazovala při řešení jednoduchých úkolů ▪ Ve většině případů však tyto jednoduchá řešení selhávala, jakmile byla aplikována na širší výběr problémů nebo obtížnější úlohy ▪ První potíže spočívaly v tom, že programy neobsahovaly žádné nebo jen minimální znalosti o podstatě problému ▪ Úspěšného řešení bylo dosahováno díky jednoduché syntaktické manipulaci 1943-1956 1956-1974 1974-1980 39 ▪ V období vypuštění Sputniku kolem r. 1957 a začal US National Research Council sponzorovat výzkum zaměřený na překlady Ruských vědeckých textů do angličtiny ▪ Počítalo se s tím, že jednoduché syntaktické transformace založené na gramatikách obou jazyků postačí k úspěšnému překladu ▪ Ukázalo se, že překlad vyžaduje obecnou znalost problematiky pro vyřešení dvojznačností a vytvoření smyslu věty 1943-1956 1956-1974 1974-1980 40 ▪ Známým příkladem demonstrujícím obtíže se stala retranslantace anglického textu: „the spirit is willing but the flesh is weak“ větou: „the vodka is good but the meat is rotten“ ▪ V roce 1966 bylo financování pozastaveno kvůli nedostatečným výsledkům ▪ Dnešní strojový překlad je stále nedokonalý, ale nachází své využití v technických, komerčních, vládních i internetových dokumentech 1943-1956 1956-1974 1974-1980 41 ▪ Druhým typem obtíží byla nezvládnutelnost některých problémů ▪ Většina UI programů řešila problémy zkoušením různých kombinací kroků dokud nebylo nalezeno řešení ▪ Mikrosvěty, na které byly tyto řešení aplikovány, však obsahovaly velmi málo objektů a množina aplikovatelných akcí byla velmi omezená 1943-1956 1956-1974 1974-1980 42 ▪ Dokud se neobjevila teorie složitosti, obecně se považovalo za platné, že řešení větších problémů vyžaduje jednoduše rychlejší HW a větší paměti ▪ Skutečnost, že program je v principu schopen nalézt řešení neznamená, že program v praxi obsahuje nějaký mechanismus, kterým by byl schopen jej nalézt 1943-1956 1956-1974 1974-1980 43 ▪ V r. 1972 Richard Karp prokázal, že existuje celá řada problémů, které mohou být vyřešeny pouze v exponenciálním čase (vzhledem k velikosti vstupu) ▪ Nalezení optimálního řešení pak vyžaduje nepředstavitelné množství strojového času, krom úloh, které jsou triviální (mikrosvěty) ▪ Přístupy nelze rozšiřovat až na úroveň užitečných reálných aplikací – tzv. slabé metody 1943-1956 1956-1974 1974-1980 44 ▪ Třetí obtíží byly fundamentální omezení vyvstávající z použití základních struktur použitých ke generování inteligentního chování ▪ Např. Minsky a Papert ve své knize Perceptrons (1969) dokázali, že ačkoliv se perceptrony (jednoduchá forma neuronové sítě) dokáží naučit všemu, co jsou schopné reprezentovat, mohou toho reprezentovat jen velmi málo 1943-1956 1956-1974 1974-1980 45 ▪ Tyto výsledky se sice nevztahovaly na složitější, vícevrstvé sítě, ale pozastavily financování výzkumu neuronových sítí až do konce 80-tých let ▪ Ironií bylo, že znovuvzkříšení neuronových sítí bylo způsobeno backpropagation algoritmem, který byl původně vyvinut již v roce 1969 (Bryson a Ho) 1943-1956 1956-1974 1974-1980 46 ▪ Výzkum ukázal, že ordinární dedukce zahrnující plánování nebo usuzování nelze aplikovat bez změn ve struktuře použité logiky ▪ Vznikly postupně nové typy reprezentací – modální logiky, nemonotónní logiky 1943-1956 1956-1974 1974-1980 47 ▪ Nedostatečné výsledky způsobily ztrátu peněz z grantů ▪ ALPAC report (1966) – špatné strojové překlady ▪ Lighthill report (1973) – likvidace UI komunity v Británii, nedosahovali stanovených cílů ▪ DARPA – ukončila financován kvůli nespokojenosti s výsledky v oblasti zpracování přirozeného jazyka ▪ Od r. 1974 bylo dosti obtížné najít financování pro UI projekty 1943-1956 1956-1974 1974-1980 49 ▪ ES je program, který zodpovídá dotazy nebo řeší problémy spadající do specifické znalostní domény; napodobuje přitom uvažování experta ▪ DENDRAL (1965) – stanovení chemické složení na základě spektrometrického měření ▪ MYCIN (1972) – diagnostika krevních infekcí 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 50 ▪ Sloužil k diagnostice krevních infekcí a z hlediska úspěšnosti byl srovnatelný s některými lékaři a byl výrazně úspěšnější než začínající lékaři ▪ Obsahoval tzv. faktory určitosti (certainty factors), které reflektovaly neurčitost dílčích výsledků diagnózy 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 51 ▪ 80.-léta orientace na znalostní systémy a znalostní inženýrství ▪ CYC (1984) – první pokus vytvořit rozsáhlou srozumitelnou znalostní bázi – ontologii, která zachycuje každodenně používané znalosti (commonsense knowledge) ▪ Práce měla trvat dekády ▪ Douglas Lenat (vedoucí projektu): „ there is no shortcut ― the only way for machines to know the meaning of human concepts is to teach them,one concept at a time,by hand“ 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 52 ▪ Kvůli rozšiřování aplikací určených k řešení problémů reálného světa vznikla potřeba vhodným způsobem reprezentovat znalostní reprezentační schéma ▪ Systémy založené na logice představovaly jednu možnost (Prolog v Evropě, PLANNER v USA) 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 53 ▪ Alternativou bylo využití konceptu rámcové reprezentace (frames), který vyvinul Minsky (1975), které umožňovaly strukturovaně řadit fakta o určitých objektech či událostech do velkých taxonomických hierarchických struktur (analogicky např. s biologickou taxonomií) 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 54 ▪ Prvním úspěšným komerčním ES byl R1, který byl nasazen v Digital Equipment Corporation (McDermott, 1982) ▪ Program R1 pomáhal konfigurovat příkazy pro nové počítačové systémy. Už v roce 1986 činil odhad úspor pro společnost $40 milionů ročně ▪ Téměř každá US korporace měla vlastní UI oddělení a buďto vlastnila nebo zkoumala ES 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 55 ▪ John Hopfield (1982) dokázal u speciálního typu neuronových sítí nový způsob učení, tzv. Hopfieldovy sítě ▪ David Rumelhart (1982) znovuobjevil tzv. „backpropagation“ algoritmus (zpětného šíření chyby) pro učení neuronových sítí ▪ Kniha Parallel Distributed Processing 1986 ▪ Vyvrátila se většina původních výhrad Minského 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 56 ▪ 1981 – Japonsko vyhlásilo „Fifth generation“ projekt – desetiletý plán vybudovat počítače využívající Prolog ▪ Jako odpověď založila US vláda Microelectronics and Computer Technology Corporation (MCC) jako výzkumné konsorcium, které mělo zajistit národní konkurenceschopnost ▪ Další projekty: ALVEY (UK), DARPA (USA) 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 57 ▪ Ani jedné straně se nepodařilo dosáhnout svých ambiciózních cílů ▪ Celkově vzrostl podíl investic do UI průmyslu z několika milionů dolarů v roce 1980 na miliardy dolarů v roce 1988 ▪ Brzy následovalo období tzv. „AI winter“ během něhož mnoho společností utrpělo ztráty, jelikož nebylo schopno dostát svým přehnaným slibům 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 59 ▪ Vzestup expertních systémů opět vytvořil nereálná očekávání ▪ Firmy postupně omezily investice do UI ▪ 1987 – kolaps trhu specializovaného na UI ▪ Stolní počítače IBM a Apple se staly výkonnější než dražší LISP počítače ▪ Půlmiliardové odvětví bylo finančně zničeno „přes noc“ 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 60 ▪ Odklon od tradičních konceptů, založený na robotice ▪ Tělesnost (embodiment) a situovanost (situatedness) – potřeba vnímat, pohybovat se, přežívat, interagovat se světem – teprve tím vznikají projevy skutečné inteligence ▪ Důraz na senzomotorické schopnosti ▪ Stejná důležitost pro vysokoúrovňové procesy jako, tzv. „commonsense reasoning“ ▪ Inteligence by měla být budována „odspodu nahoru“ 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 61 ▪ (Hans Moravec, Rodney Brooks, Marvin Minsky) Vysokoúrovňové uvažovací procesy vyžadují méně výpočtů než nízkoúrovňové senzomotorické schopnosti „it is comparatively easy to make computers exhibit adult level performance on intelligence tests or playing checkers,and difficult or impossible to give them the skills of a one-year-old when it comes to perception and mobility“ 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 62 ▪ David Marr (pozdější 70. léta) – zaměření na počítačové vidění, odmítal symbolické přístupy „ AI need to understand the physical machinery of vision from the bottom up before any symbolic processing takes place“ ▪ Využití neuronových sítí 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 63 ▪ Rodney Brooks (1990) – zaměřil se na hypotézu systému fyzických symbolů ▪ Symboly nejsou vždy třeba, nejlepší reprezentací světa je sám svět „The world is its own best model.It is always exactly up to date.It always has every detail there is to be known.The trick is to sense it appropriately and often enough.“ 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 64 ▪ Brooksův přístup se později odrazil i v multiagentových systémech v oblasti tzv. reaktivních agentů 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 66 ▪V dnešní době se již UI může opírat o existující teorie (není třeba navrhovat nové) a opírat se o dobře zpracované teorémy a experimentální důkazy spíše než na intuici ▪Lze prokazovat relevanci k řešení reálných problémů na skutečných aplikacích a není třeba se omezovat jen na hříčky - umělé problémy (tzv. toy problems) 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 67 ▪ Z hlediska metodiky nyní UI spadá pod vědecké metody. Hypotézy musí podstupovat přesné empirické experimenty a výsledky musí být statisticky analyzovány. ▪ Využitím Internetu a sdílených úložišť testovacích dat a zdrojových kódů je možné opakovat experimenty dle potřeby ▪ Tento vývoj ilustruje např. rozpoznávání řeči ▪ V 70-tých letech bylo na vybraných příkladech prezentováno mnoho různých ad-hoc architektur a přístupů 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 68 ▪ Nyní oblasti dominují tzv. skryté Markovovy modely (hidden Markov models - HMMs). Dva aspekty jsou důležité: ▪ Mají pevný matematický základ (výzkumníci se mohou opírat o několik desetiletí matematických výsledků i z jiných oborů) ▪ Jsou vytvářeny trénováním z velkého korpusu reálných příkladů řeči (výkon je robustní, postupně se zlepšuje) ▪ Technologie pro zpracování řeči (a příbuzné techniky) se stává rozšířenou oblastí průmyslových a spotřebitelských aplikací 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 69 ▪ Podobným příkladem jsou neuronové sítě (NS) ▪ V 80-tých letech se výzkum zaměřoval na zjištění toho, co všechno může být realizováno a jak se NS liší od „tradičních“ postupů ▪ S využitím teoretických modelů (framework) bylo možné porovnat to, co dovolují NS, s korespondujícími postupy statistiky, rozpoznávání vzorů a strojového učení ▪ Jako výsledek byla vytvořena technologie dolování dat (data mining), která se rychle stala činorodým vyvíjejícím se průmyslem 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 70 ▪V 80-tých letech byl vytvořen formalismus tzv. Bayesovských sítí, který umožňoval efektivní reprezentaci a práci s neurčitými znalostmi (Cheeseman 1985, Pearle 1988) 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 71 ▪ Tento přístup překonal mnoho problémů, se kterými se potýkaly systémy pro práci s pravděpodobností v 60-tých a 70-letech, a nyní dominuje oblasti expertních systémů pracujících s neurčitostí ▪ 1986 - byla prezentována idea normativních ES – jednají racionálně podle principů teorie rozhodování a nesnaží se napodobovat postupy lidských expertů ▪ Operační systém WindowsTM obsahuje několik normativních ES pro opravování problémů. 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 72 ▪Vývoj prodělaly i další disciplíny jako robotika, počítačové vidění a reprezentace znalostí ▪Lepší pochopení problémů a jejich složitosti umožnilo aplikovat robustní metody a vést proveditelný výzkum ▪Formalizace a specializace často vyústily ve fragmentaci – témata jako vidění a robotika byly součástí hlavního proudu UI ▪Sjednocující pohledy na UI, např. koncept racionálních agentů, mohou vést k opětovnému sjednocení takovýchto nesourodých oblastí 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 73 ▪ Agentové paradigma vzniklo v 90-tých letech ▪ Inteligentní agent je entita, která vnímá své prostředí a provádí akce, které maximalizují šance na úspěch (při plnění úkolu) ▪ Studují se všechny formy inteligence, rozhodovacích mechanismů ▪ Kognitivní robotika, racionální agenty 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 74 ▪Díky tomu, že se podařilo vyřešit část podproblémů UI, obrátila se pozornost výzkumníků zpět k agentům ▪Projekt SOAR (State, Operator And Result, 1987) je nejznámějším příkladem ryze agentové architektury ▪Tzv. „situovaný pohyb“ se zaměřuje na porozumění činnosti agentů umístěných v reálných prostředích s nepřetržitým vstupem informací ze senzorů 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 75 ▪ 1997 – počítač Deep Blue porazil velmistra šachu Garry Kasparova ▪ 2005 – autonomní robot zvítězil v DARPA Grand Challenge – neupravená trasa byla dlouhá 131 mil ▪ 2007 – autonomní robot zvítězil v DARPA Urban Challenge – 55 mil v městském prostředí, kdy se musel přizpůsobovat dopravě a dodržovat předpisy 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 76 ▪ 2011 – systém IBM Watson zvítězil ve znalostní soutěži Jeopardy! nad dvěma přeborníky s významným náskokem 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 77 Data mining Průmyslová robotika Logistika Rozpoznání řeči Vojenství Bankovnictví Diagnostika Vyhledávání na Internetu 1943-1956 1956-1974 1974-1980 1980-1987 1987-1993 1993-dnes 79 ▪ http://singulartechnologies.com/ ▪ http://www.webderobot.com ▪ http://cmlogistics.tradeindia.com ▪ http://www.findbiometrics.com ▪ http://www.a2zli.com ▪ http://www.nemon.com ▪ http://www.zachrana-dat.cz ▪ Russell, S. & Norvig P.: Aritificial Intelligence – A Modern Approach (3rd Ed.), Pearson, 2009, ISBN 978-0136042594 80