Oriëntatie Kunstmatige Intelligentie

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
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
Directe
Verklaring
Turing
??????
Machine
?
Menselijke hersenen
(100 miljard hersencellen)
Inspiratiebron?
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
p --> q
---------q
Het regent
Als het regent wordt het nat
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.