Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

Artificial Intelligence Seyed Hashem Davarpanah University of Science and Culture.

Similar presentations


Presentation on theme: "Artificial Intelligence Seyed Hashem Davarpanah University of Science and Culture."— Presentation transcript:

1 Artificial Intelligence Seyed Hashem Davarpanah Davarpanah@usc.ac.ir University of Science and Culture

2 Text Book Illuminated Artificial Intelligence, Ben Coppin, Jones and Barlett 2004 Illuminated Artificial Intelligence, Ben Coppin, Jones and Barlett 2004 هوش مصنوعی ترجمه سید هاشم داورپناه, عبدالرضا میرزایی هوش مصنوعی ترجمه سید هاشم داورپناه, عبدالرضا میرزایی Artificial Intelligence: A Modern Approach 3rd edition By Stuart Russel, Peter Norvig Artificial Intelligence: A Modern Approach 3rd edition By Stuart Russel, Peter Norvig Artificial Intelligence: A Modern Approach 3rd edition Artificial Intelligence: A Modern Approach 3rd edition

3 Grading Midterm Exam25% Project or Presentation15% Homework10% Conference Paper (Extra) 10% Journal Paper (Extra) 15% Class Activities (Extra) 10% Final Exam50%

4 Contents Introduction Agents Knowledge Representation Problems and Search Blind Search, Heuristic Search Constraint satisfaction, Optimization Problems Games Game Tree, Games of chance Advanced Topics Logic, Uncertainty and Imprecision Planning, Machine Learning

5 What is intelligence? Intelligence of Creatures Intelligence of Creatures Intelligence of Non-Creatures Intelligence of Non-Creatures Intelligence of Human Intelligence of Human

6 Intelligence of Creatures Ape can … Ape can … Use tool to get banana Use tool to get banana Buy coke from vending machine Buy coke from vending machine Dophin can … Dophin can … Understand language & communicate with human Understand language & communicate with human Dog can … Dog can … Recognize its master and his voice Recognize its master and his voice Do a few jobs Do a few jobs Parrot can … Parrot can … Do arithmetic Do arithmetic

7 Intelligence of Creatures Ants can … Ants can … Find their way home Find their way home Communicate with one other Communicate with one other Manage their society Manage their society Tree can … Tree can … Grow and do not collapse Grow and do not collapse Adapt itself to the environment (cactus) Adapt itself to the environment (cactus) Migrant birds can … Migrant birds can … Identify their direction Identify their direction

8 Intelligence of Non-Creatures Blood Blood Heartbeat Heartbeat Virus Virus Neuron Neuron Rain Rain Do not seem to come from thinking with knowledge or information consciously … Do not seem to come from thinking with knowledge or information consciously …

9 Intelligence of Human Problem-Solving Problem-Solving Reasoning Reasoning Learning Learning Planning Planning Communicating Communicating Perceiving Perceiving Acting Acting

10 What is AI? Intelligence: ability to learn, understand and think (Oxford dictionary) Intelligence: ability to learn, understand and think (Oxford dictionary) AI is the study of how to make computers make things which at the moment people do better. AI is the study of how to make computers make things which at the moment people do better. Examples: Speech recognition, Smell, Face, Object, Intuition, Inferencing, Learning new skills, Decision making, Abstract thinking Examples: Speech recognition, Smell, Face, Object, Intuition, Inferencing, Learning new skills, Decision making, Abstract thinking

11 Strong AI vs. Weak AI هوش مصنوعی قوی هوش مصنوعی قوی مريدان هوش مصنوعي قوي بر اين عقيدهاند كه با اعمال يك برنامه كامپيوتري با قدرت محاسباتي بالا و با تأمين هوش كافي براي آن، ميتوان كامپيوتري ساخت كه در ظاهر فكر ميكند و همان گونه كه يك انسان هوشيار است، هوشيار ميباشد. مريدان هوش مصنوعي قوي بر اين عقيدهاند كه با اعمال يك برنامه كامپيوتري با قدرت محاسباتي بالا و با تأمين هوش كافي براي آن، ميتوان كامپيوتري ساخت كه در ظاهر فكر ميكند و همان گونه كه يك انسان هوشيار است، هوشيار ميباشد. هوش مصنوعی ضعیف هوش مصنوعی ضعیف از ديد هوش مصنوعي ضعيف، رفتار هوشمند ميتواند مدل شود و جهت حل مسائل پيچيده مورد استفاده قرار گيرد از ديد هوش مصنوعي ضعيف، رفتار هوشمند ميتواند مدل شود و جهت حل مسائل پيچيده مورد استفاده قرار گيرد it is not necessary to mimic human (e.g. arithmetic) it is not necessary to mimic human (e.g. arithmetic) it is not necessary to imitating birds in order to fly it is not necessary to imitating birds in order to fly تنها به اين دليل كه كامپيوترها رفتار هوشمندانه دارند نميتوان استناد كرد كه همانند انسان هوشمند هستند تنها به اين دليل كه كامپيوترها رفتار هوشمندانه دارند نميتوان استناد كرد كه همانند انسان هوشمند هستند

12 Definition of AI Weak AI Weak AI Artificial intelligence is the study of systems that act in a way that to any observer would appear to be intelligent. Artificial intelligence is the study of systems that act in a way that to any observer would appear to be intelligent. Strong AI Strong AI Artificial intelligence involves using methods based on the intelligence behavior of humans and other animals to solve complex problems. Artificial intelligence involves using methods based on the intelligence behavior of humans and other animals to solve complex problems.

13 اتاق چيني جان سيرل اتاق چيني را در مخالفت فلسفي با هوش مصنوعي قوي مطرح كرد. جان سيرل اتاق چيني را در مخالفت فلسفي با هوش مصنوعي قوي مطرح كرد. يك مرد انگليسي زبان در يك اتاق قرار دارد. او نه ميتواند با زبان چييني صحبت كند، نه بخواند و نه بفهمد. در داخل اتاق يكسري كارت وجود دارد، بر روي آنها يك سري علامتهاي چيني به همراه يكسري راهنمايي و دستورالعمل به زبان انگليسي نوشته شده است. يك داستان، به زبان چيني، از شكاف درب به داخل اتاق داده ميشود. يكسري سؤالات درباره آن نيز پرسيده ميشود. با دنبال كردن راهنماييهاي كه مرد در دست دارد او ميتواند جوابهايي را با استفاده از سمبولهاي روي كارتها كه به زبان چيني ميباشند بسازد و آنها را از شكاف درب به سؤالكننده پس دهد. يك مرد انگليسي زبان در يك اتاق قرار دارد. او نه ميتواند با زبان چييني صحبت كند، نه بخواند و نه بفهمد. در داخل اتاق يكسري كارت وجود دارد، بر روي آنها يك سري علامتهاي چيني به همراه يكسري راهنمايي و دستورالعمل به زبان انگليسي نوشته شده است. يك داستان، به زبان چيني، از شكاف درب به داخل اتاق داده ميشود. يكسري سؤالات درباره آن نيز پرسيده ميشود. با دنبال كردن راهنماييهاي كه مرد در دست دارد او ميتواند جوابهايي را با استفاده از سمبولهاي روي كارتها كه به زبان چيني ميباشند بسازد و آنها را از شكاف درب به سؤالكننده پس دهد. استدلال سيرل يك استدلال ساده است. مرد در اتاق، چيني نميفهمد. قطعه كارتها چيني نميفهمند. اتاق خودش چيني نميفهمد. اما سيستم در مجموع ميتواند خصوصياتي از خود نشان دهد كه يك شاهد مجموعه باور كند كه سيستم (يا قسمتي از آن) چيني ميفهمند. استدلال سيرل يك استدلال ساده است. مرد در اتاق، چيني نميفهمد. قطعه كارتها چيني نميفهمند. اتاق خودش چيني نميفهمد. اما سيستم در مجموع ميتواند خصوصياتي از خود نشان دهد كه يك شاهد مجموعه باور كند كه سيستم (يا قسمتي از آن) چيني ميفهمند. به عبارت ديگر، راهاندازي يك برنامه كامپيوتري كه به روش هوشمند رفتار نمايد نيازي به توليد فهم، هوشياري يا هوشمندي واقعي ندارد. به عبارت ديگر، راهاندازي يك برنامه كامپيوتري كه به روش هوشمند رفتار نمايد نيازي به توليد فهم، هوشياري يا هوشمندي واقعي ندارد. اين استدلال با ديدگاه تورينگ مغايرت دارد. براساس ديدگاه تورينگ ماشيني هوشمند است كه بتواند انسان را گول بزند به طوري كه انسان فكر كند كه آن نيز يك انسان است. اين استدلال با ديدگاه تورينگ مغايرت دارد. براساس ديدگاه تورينگ ماشيني هوشمند است كه بتواند انسان را گول بزند به طوري كه انسان فكر كند كه آن نيز يك انسان است.

14 Strong Method vs. Weak Method روندهای قوی روندهای قوی روندهاي قوي آنهايي هستند كه از دانش موجود در ارتباط با محيط و خود مسئلهاي كه در حال حل شدن است استفاده مينمايند. جهت حل بسياري از مسائل پيچيده دنيا با استفاده از هوش مصنوعي احتياج به استفاده از روندهاي قوي ميباشد. روندهاي قوي آنهايي هستند كه از دانش موجود در ارتباط با محيط و خود مسئلهاي كه در حال حل شدن است استفاده مينمايند. جهت حل بسياري از مسائل پيچيده دنيا با استفاده از هوش مصنوعي احتياج به استفاده از روندهاي قوي ميباشد. روندهای ضعیف روندهای ضعیف روندهاي ضعيف آنهايي هستند كه وابسته به دانش و يافتههايي از محيط و مسائلي كه قصد حل آنها را دارند، نميباشند. اغلب تكنيكهاي مطرح شده در اين كلاس از اين نوعند. روندهاي ضعيف آنهايي هستند كه وابسته به دانش و يافتههايي از محيط و مسائلي كه قصد حل آنها را دارند، نميباشند. اغلب تكنيكهاي مطرح شده در اين كلاس از اين نوعند.

15 AI History Aristotle 384-322 B.C. : Syllogism Aristotle 384-322 B.C. : Syllogism ارسطو نظريه قياس را بنا نهاد كه چنين تعريف ميشود : بحثي كه براساس آن، چيزهاي معيني بالذاته وجود دارند و ساير چيزها براساس اين اصول موجود، ضرورت وجود پيدا ميكنند. All men are mortal. Socratis is a man. Socrais is mortal Gottfried Leibniz, late 17th century Gottfried Leibniz, late 17th century Developing a formal mathematical language for reasoning Developing a formal mathematical language for reasoning George Boole, 1815-1864 George Boole, 1815-1864 Boolean algebra Boolean algebra Gottlob Frege, 1879,1884 Gottlob Frege, 1879,1884 First-Order Predicate Calculus First-Order Predicate Calculus Charles Babbage, 1950s Charles Babbage, 1950s Analytic engine – first computer Analytic engine – first computer

16 Turing Test Alan Turing, Computing Machinery & Intelligence, 1950 Alan Turing, Computing Machinery & Intelligence, 1950 An Interrogator An Interrogator Is given access to two individuals – a human and a computer Is given access to two individuals – a human and a computer Can ask the two individuals any questions in text mode Can ask the two individuals any questions in text mode Is requested to distinguish the computer from the human Is requested to distinguish the computer from the human If the interrogator cannot distinguish the computer from the human, then the computer may be assumed to be intelligent. If the interrogator cannot distinguish the computer from the human, then the computer may be assumed to be intelligent.

17 Turing Test

18 Giving an objective notion of intelligence Giving an objective notion of intelligence The behavior of a known intelligent being in response to a particular set of questions The behavior of a known intelligent being in response to a particular set of questions Preventing from being sidetracked by confusing & unanswered questions Preventing from being sidetracked by confusing & unanswered questions whether the computer uses internal processes whether the computer uses internal processes whether the machine is conscious of its actions whether the machine is conscious of its actions Eliminating bias in favor of living organisms over machine intelligence Eliminating bias in favor of living organisms over machine intelligence

19 Influences of Turing Test No program has passed the Turing test yet No program has passed the Turing test yet Providing a basis for many schemes used to evaluate modern AI programs Providing a basis for many schemes used to evaluate modern AI programs Human behaviors could be as indications of intelligent or good Human behaviors could be as indications of intelligent or good Examples Examples Expert system Expert system Information retrieval Information retrieval Speech synthesis Speech synthesis Spoken dialogue (wizard of Oz) Spoken dialogue (wizard of Oz)

20 AI History Artificial Intelligence was first used by John McCarthy at a conference in Dartmouth College, in Hanover, New Hampshire. Artificial Intelligence was first used by John McCarthy at a conference in Dartmouth College, in Hanover, New Hampshire. John McCarthy invented LISP programming language in 1958 John McCarthy invented LISP programming language in 1958 Newell and Simon (1957)invented the idea of the General Problem Solver (GPS) Newell and Simon (1957)invented the idea of the General Problem Solver (GPS) To solve almost any logical problem To solve almost any logical problem Means-ends analysis Means-ends analysis

21 AI History 1960~1990 1960~1990 Optimism Realism Optimism Realism No longer to create a robot as intelligent as a human, but rather to use algorithms, heuristics, and methodologies based on the ways in which the human brains solves problems. No longer to create a robot as intelligent as a human, but rather to use algorithms, heuristics, and methodologies based on the ways in which the human brains solves problems.

22 Philosophy( حكمت و فلسفه ) Socratis and Plato Socratis and Plato ميخواهم بدانم كه اين چه خصوصيتي در يك انسان پرهيزگار است كه باعث ميشود عملهايش مقدس شوند... تا شايد من هم بتوانم آن را داشته باشم و به عنوان يك الگوي استاندارد از آن استفاده كنم و به وسيله آن نگرش و برآوردي از اعمال خود و ديگر انسانها برايم حاصل شود. ميخواهم بدانم كه اين چه خصوصيتي در يك انسان پرهيزگار است كه باعث ميشود عملهايش مقدس شوند... تا شايد من هم بتوانم آن را داشته باشم و به عنوان يك الگوي استاندارد از آن استفاده كنم و به وسيله آن نگرش و برآوردي از اعمال خود و ديگر انسانها برايم حاصل شود. آيا در مغز ما چيز بيشتري از مجموعهاي از نرونهاي ساده وجود دارد؟ يا، به عبارت ديگر، اگر هر نرون از مغز انسان به وسيله يك دستگاه محاسباتي معادل جايگزين شود ممكن است به شخصي مشابه دست يابيم؟ و آيا مغز حاصل ميتواند هوشمند باشد؟ آيا در مغز ما چيز بيشتري از مجموعهاي از نرونهاي ساده وجود دارد؟ يا، به عبارت ديگر، اگر هر نرون از مغز انسان به وسيله يك دستگاه محاسباتي معادل جايگزين شود ممكن است به شخصي مشابه دست يابيم؟ و آيا مغز حاصل ميتواند هوشمند باشد؟ An algorithm could be defined that described the behavior of humans determines whether a person s behavior was good or bad. An algorithm could be defined that described the behavior of humans determines whether a person s behavior was good or bad. Rene Descartes (17th century) Rene Descartes (17th century) جهان از دو ماده كاملاً جدا تشكيل شده است : جسم و خرد. خرد كاملاً از بدن فيزيكي جداست و به هيچ وجه از جانب آن محدود نشده است. از آن مهمتر ديسكارتز معتقد بود كه اين دوگانگي درباره حيوانات صادق نيست. جهان از دو ماده كاملاً جدا تشكيل شده است : جسم و خرد. خرد كاملاً از بدن فيزيكي جداست و به هيچ وجه از جانب آن محدود نشده است. از آن مهمتر ديسكارتز معتقد بود كه اين دوگانگي درباره حيوانات صادق نيست.

23 Linguistics( زبانشناسي ) Noam Chomsky 1950s Noam Chomsky 1950s Syntactic Structure: a formal theory of the structure of human language Syntactic Structure: a formal theory of the structure of human language A structure of human knowledge A structure of human knowledge

24 Psychology ( روانشناسي انساني ) Cognitive psychology ( روانشناسی ادراکی ) Cognitive psychology ( روانشناسی ادراکی ) Human brain uses knowledge or information that it is capable of processing in order to solve problems, make decisions, draw conclusions, and carry out other intelligent acts. Human brain uses knowledge or information that it is capable of processing in order to solve problems, make decisions, draw conclusions, and carry out other intelligent acts. Behaviorism ( رفتارگرايي ) Behaviorism ( رفتارگرايي ) stimuli behavior stimuli behavior رفتارگرايي، رفتار را مستقيماً به انگيزههاي آن ارتباط ميدهد، بدون اينكه اطلاعات و دانش موجود در مغز را در مورد آن مدنظر قرار دهد. رفتارگرايي، رفتار را مستقيماً به انگيزههاي آن ارتباط ميدهد، بدون اينكه اطلاعات و دانش موجود در مغز را در مورد آن مدنظر قرار دهد.

25 Biology( علم حیات ) Neural Network Neural Network Learning capability Learning capability Genetic Algorithm Genetic Algorithm Gene, chromosome Gene, chromosome Evolution Evolution Speech Recognition Speech Recognition Computer Vision Computer Vision

26 Four Approaches of AI Logic Turing test Knowledge rep. NL processing Machine learning Automatic reasoning robotics Cognitive Science Rational Agent

27 AI Programming Language C++, Java, PROLOG, LISP (List Programming) C++, Java, PROLOG, LISP (List Programming) PROLOG (Programming in Logic) PROLOG (Programming in Logic) Facts : made_from(cheese, milk).contains(milk, calcium). Facts : made_from(cheese, milk).contains(milk, calcium). Rules : contains(X, Y):- made_from(X, Z), contains(Z, Y). Rules : contains(X, Y):- made_from(X, Z), contains(Z, Y). Queries Queries contains(cheese, calcium). yes contains(X, calcium) X=milk. X=cheese.

28 AI Application Area Game Playing Game Playing Automatic Reasoning & Theorem Proving Automatic Reasoning & Theorem Proving Expert Systems Expert Systems Natural Language Understanding and Semantic Modeling Natural Language Understanding and Semantic Modeling Planning and Robotics Planning and Robotics Scheduling Scheduling Machine Learning Machine Learning Neural Networks Neural Networks

29 List of AI Publications General AI conferences: IJCAI, AAAI, ECAI General AI conferences: IJCAI, AAAI, ECAI Reasoning under uncertainty: UAI Reasoning under uncertainty: UAI Machine learning: ICML, NIPS Machine learning: ICML, NIPS Multi-agent systems: AAMAS Multi-agent systems: AAMAS Vision: ICCV, CVPR Vision: ICCV, CVPR Some journals: Artificial Intelligence, Journal of AI Research, Machine Learning, Journal of ML Research, Journal of Autonomous Agents and Multi Agent Systems Some journals: Artificial Intelligence, Journal of AI Research, Machine Learning, Journal of ML Research, Journal of Autonomous Agents and Multi Agent Systems AI Magazine AI Magazine

30 Some AI videos Note: there is a lot of AI that is not quite this sexy but still very valuable! Note: there is a lot of AI that is not quite this sexy but still very valuable! E.g. logistics planning – DARPA claims that savings from a single AI planning application during 1991 Persian Gulf crisis more than paid back for all of DARPAs investment in AI, ever. [Russell and Norvig] E.g. logistics planning – DARPA claims that savings from a single AI planning application during 1991 Persian Gulf crisis more than paid back for all of DARPAs investment in AI, ever. [Russell and Norvig] http://www.youtube.com/watch?v=1JJsBFiXGl0&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=1JJsBFiXGl0&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=1JJsBFiXGl0&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=ICgL1OWsn58&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=ICgL1OWsn58&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=ICgL1OWsn58&feature=related http://www.cs.utexas.edu/~kdresner/aim/video/fcfs-insanity.mov http://www.cs.utexas.edu/~kdresner/aim/video/fcfs-insanity.mov http://www.cs.utexas.edu/~kdresner/aim/video/fcfs-insanity.mov http://www.youtube.com/watch?v=HacG_FWWPOw&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=HacG_FWWPOw&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=HacG_FWWPOw&feature=related http://videolectures.net/aaai07_littman_ai/ http://videolectures.net/aaai07_littman_ai/ http://videolectures.net/aaai07_littman_ai/ http://www.ai.sri.com/~nysmith/videos/SRI_AR-PA_AAAI08.avi http://www.ai.sri.com/~nysmith/videos/SRI_AR-PA_AAAI08.avi http://www.ai.sri.com/~nysmith/videos/SRI_AR-PA_AAAI08.avi http://www.youtube.com/watch?v=ScXX2bndGJc http://www.youtube.com/watch?v=ScXX2bndGJc http://www.youtube.com/watch?v=ScXX2bndGJc


Download ppt "Artificial Intelligence Seyed Hashem Davarpanah University of Science and Culture."

Similar presentations


Ads by Google