AIMA Notizen

Inhalt

1. Was ist Künstliche Intelligenz?
• zwei unterschiedliche Dimensionen in der Definition:
  1. Nachahmungstiefe: Verhalten vs. Denkmethode
  2. Nachahmungsideal: natürlich vs. rational
     • ein um natürliche Intelligenz zentrierter Ansatz ist notgedrungen empirisch, ein rationaler Ansatz dagegen theoretisch
• 2 x 2 unterschiedliche Ansätze
  1. menschlich Handeln: der Turing-Test (1950)
     • Mensch kommuniziert textuell mit Mensch oder Maschine und versucht herauszufinden, ob sein Gegenüber Mensch oder Maschine ist
       
     • Idee: Eine Maschine ist intelligent, wenn Menschen sie nicht von anderen Menschen unterscheiden können
     • totaler Turing-Test: Kommunikation zusätzlich mit Videobild und Austausch von Objekten
       
     • benötigt alle Hauptdisziplinen der KI:
       • Sprachverarbeitung
       • Wissensrepräsentation
       • logisches Schließen
       • Lernen
       • Bildverarbeitung (beim totalen Turing-Test)
       • Robotik (beim totalen Turing-Test)
     • wenig Energie speziell in das Bestehen des Turing-Tests
       
       • Flugzeugbau wurde erst dadurch erfolgreich, dass man aufhörte Vögel zu imitieren und stattdessen Aerodynamik studierte
     • => relevanter Test aber schlechte Definition von Intelligenz
       
  2. menschlich Denken: kognitives Modelieren
     • zunächst muss man herausfinden, wie (menschliche) natürliche Intelligenz funktioniert: Introspektion (Selbstbeobachtung) und psychologische Experimente
     • wenn wir ein hinreichend komplettes Modell menschlicher Intelligenz haben, können wir es im Computer nachbilden
     • Kontrolle: unser Programm sollte mit Menschen vergleichbare Ein-/Ausgaben und Ableitungen erzeugen
     • Beispiel: die Entwickler des General Problem Solver legten nicht  nur Wert auf richtige Lösungen, sondern auch auf "menschliche" Ableitungen
     • kognitives Modelieren ist Teil der Kognitionswissenschaft
     • reger Austausch zwischen Kognitionswissenschaft und KI
  3. rational Denken: logisches Schließen
     • Arristoteles' Syllogismen begründeten das Feld der Logik
     • im 19. Jahrhundert wurden Notationen für die präzisen logischen Zusammenhänge zwischen Dingen und Aussagen über Dinge entwickelt
     • seit etwa 1965 gibt es Programme, die alle so formulierten Probleme im Prinzip lösen können.
     • lässt sich mit solchen Systemen Intelligenz entwickeln?
     • großer Aufwand, komplexe Systeme und Zusammenhänge in logischen Aussagen zu formulieren, vor allem bei stochastischen Aussagen
       
     • der Rechenaufwand für die Lösung komplexer Probleme wächst enorm
       
  4. rational Handeln: der rationale Agent
  • ein Agent handelt über einen längeren Zeitraum selbstbestimmt in einer von ihm wahrgenommenen Umwelt. Er passt sich Veränderungen dieser Umwelt an und ist in der Lage fremde Ziele zu übernehmen.
  • ein rationaler Agent handelt in der Weise, dass er das Ergebnis oder das zu erwartende Ergebnis seiner Handlungen optimiert
  • logisches Schliessen ist teil des rationalen Agenten, dazu gehören je nach Anforderungen aber z. B. auch:
  • Reaktionen, wenn logisches Schliessen unmöglich ist
    
  • Reflexreaktionen
  • Die Anforderung des Turing-Tests kann dem rationalen Agenten als Zielvorgabe übergeben werden. Tatsächlich sind dies sinnvolle Zielvorgaben an einen rationalen Agenten
  • Vorteile der Definition des rationalen Agenten:
  • nicht der Weg zählt, sondern das Ziel: auf welche Weise KI erzielt wird, ist ersteinmal nachrangig und es kann möglicherweise mehrere geben (Vorteil gegenüber logischem Schliessen)
    
  • Rationalität lässt sich eindeutig und dauerhaft definieren (Vorteil gegenüber dem Vergleich zum Menschen)
    
  • => im weiteren Konzentration auf den rationalen Agenten
  • beschränkte Rationalität: Inkaufnahme von suboptimalen Entscheidungen gegen Einschränkung der Berechnungskomplexität für perfekte Rationalität
    
• => Mischung und gegenseitige Befruchtung der Ansätze!
2. wissenschaftliche Fundamente der KI-Forschung
• Philosophie
• Beschäftigung mit Denkprozessen
• Formalisierung und Automatisierung rationalen Denkens, Entwicklung der Logik
• Unterscheidung von Geist und Hirn, Dualismus und Materialismus als mögliche Folgerungen
• Induktion: Wissen wird aus Sinneseindrücken extrahiert (Empirizismus: alles Wissen wird aus Sinneseindrücken extrahiert)
• vom Schluss zur Handlung: Handlung als Mittel, Ziele zu erreichen
• Mathematik
• Formalisierung der Logik (George Boole)
• Formalisierung von Abläufen: Algorithmik (Euklid, al-Khowarazmi)
  
• Konretisierung von Berechenbarkeit
• Entwicklung der Wahrscheinlichkeitsrechnung
• Ökonomie
• Gewinnmaximierung
• Gewinnmaximierung in veränderlicher Umgebung (insbesondere mit Gegnern)
  
• langfristige Gewinnmaximierung
• ---
  
• berechenbarer Nutzen einer Handlung (utility theory)
  
• Entscheidungstheorie behandelt Unsicherheitsfaktoren
  
• Spieltheorie behandelt Gewinnmaximierung in Anwesenheit von Gegnern
• Operations-Research behandelt den Gesamtnutzen einer Abfolge von Handlungen
  
• Neurologie
• Erforschung des Gehirns:
• parallelisiertes, dichtes Netz vergleichbar einfacher Bausteine
  
• Schlussfolgerung: "brains cause minds" (Searle)
  
• Psychologie
• Erforschung von Denkmustern
• Verhaltensforschung, z.B. Schwarmverhalten, Blöffs, etc.
  
• Informatik (als Ingenieurwissenschaft)
• Entwicklung der Gegenstände, die durch KI intelligent werden sollen
  
• Steuerungstheorie und Kybernetik (=Systemtheorie)
• Entwicklung rückgekoppelter Systeme, die auf Veränderungen in der Umwelt reagieren
• ähnliche Ziele wie KI, aber mehr theoretischer Ansatz
  
• Sprachwissenschaft
• enge Verknüpfung in der Frühzeit (~1960s)
  
3. Geschichte der KI
• 1943 - 1955
• 1956
• 1952 - 1969
• 1966 - 1973
• 1969 - 1979
• 1980 - x
• 1986 - x
• 1987 - x
• 1995 - x
  
• Reihenfolge der Ansätze und Entwicklung des Konzepts des Intelligenten Agenten
• Zusammenwachsen der verschiedenen Teildisziplinen
  
4. Der aktuelle Stand
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letzte Änderung: 20. Dezember 2004.