Шпора-small (Шпоры к первому коллоквиуму)

ОСНОВНОЙ КУРС ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ИБАКАЛАВРОВ«ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ»Лектор – профессор М.Г.МальковскийОбязательный курс для студентов 4 курса 3 потока, студентов 4 курса ЧФ МГУ ибакалавров («ПМ» и «ИТ»)читается в 7 семестреЛекции – 72 часаФорма контроля – экзамен (в письменной форме), промежуточные коллоквиумыЗа курс отвечает кафедра алгоритмических языковАвтор программы – профессор М.Г.МальковскийАннотацияВ курсе рассмотрены основные понятия, проблемы и перспективы научного направления«Искусственный интеллект (ИИ)».Главные разделы курса знакомят с фундаментальными проблемами поиска решения задач,инженерии знаний, общения человека с интеллектуальными системами.Серьезное внимание уделяется вопросам разработки и программной реализации систем ИИ.Описываются инструментальные средства, приводятся многочисленные примеры ихиспользования для реализации как отдельных алгоритмов, так и достаточносодержательных и полных модельных версий систем ИИ.Содержание курсаНовые информационные технологии и Искусственный интеллект (ИИ).Традиционные средства программного обеспечения ЭВМ и системы ИИ.

Историяразвития и задачи работ в области ИИ. Тест Тьюринга. Моделирование окружающегомира и поведения человека. Интеллектуальная деятельность человека и ИИ. Основныешколы психологии мышления.Программное обеспечение работ по ИИ. Экспериментальный иэволюционныйхарактер разработок систем ИИ, требования к программному обеспечению. Языкипрограммирования для задач ИИ. Языки ЛИСП, ПЛЭНЕР.Решение задач и искусственный интеллект.

Представление задач в пространствесостояний. Стратегии поиска решения: методы полного перебора (поиск в ширину, поискв глубину, поиск с увеличением глубины); эвристический поиск (алгоритм Дейкстры,алгоритм А*, допустимость алгоритма А*). Редукция задач. Поиск на игровых деревьях:дерево игры, минимаксная процедура,альфа-бета процедура.Поиск с учетомограничений (бэктрекинг, локальные методы). Рассуждения в условиях неопределенности.Абдуктивный вывод. Планирование действий.

Роботы и искусственный интеллект.Интеллектуальные агенты.Проблема знаний. Методы представления знаний:процедурные представления,логические представления, семантические сети, фреймы, системы продукций.Интегрированные методы представления знаний. Метазнания в системах ИИ. Базызнаний. Приобретение (извлечение) знаний. Открытость знаний системы ИИ. Машинноеобучение: символьное обучение, генетические алгоритмы.Экспертные системы (ЭС). Области применения ЭС. Архитектура ЭС. База знаний,механизмы вывода, подсистемы объяснения, общения, приобретения знаний ЭС.Жизненный цикл экспертной системы.Литература и Web-источникиОбщение человека с системой ИИ. Искусственный интеллект и естественный язык.Естественный язык и естественность общения человека с системой ИИ.

Пониманиевыражений естественного языка. Представление лингвистических знаний и методыанализа и синтеза текста. ИИ и прикладные системы обработки текста.Основная литература1. Мальковский М.Г. Краткий конспект лекций по курсу «Искусственный интеллект»(http://al.cs.msu.su/classes.html, коллективный почтовый ящик MalkArtInt@mail.ru).2. Тихомиров О.К.

Психология мышления. 4-е издание. – М.: Академия, 2008.3. Люгер Дж. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложныхпроблем. 4-е издание. – М.: Вильямс, 2003.4. Большакова Е.И., Мальковский М.Г., Пильщиков В.Н. Искусственный интеллект: методы иалгоритмы эвристического поиска. – М.: МГУ, 2002.5. Мальковский М.Г. Диалог с системой искусственного интеллекта. – М.: МГУ, 1985.6. Мальковский М.Г., Грацианова Т.Ю., Полякова И.Н.

Прикладное программное обеспечение:системы автоматической обработки текстов. – М.: МГУ, 2000.Дополнительная литература1. Пильщиков В.Н. Язык плэнер. – М.: Наука, 1983.2. Семенов М.Ю. Язык лисп для персональных ЭВМ. – М.: МГУ, 1989.3. Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. – М.:Физматлит, 2006.4. Джексон П. Введение в экспертные системы. – М.: Вильямс, 2000.5. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф.

Базы знаний интеллектуальных систем. – С-Пб.:Питер, 2000.Введение. Новые информационные технологии иИскусственный интеллект (ИИ)Традиционные средства программного обеспечения ЭВМ и ИИТермин Искусственный интеллект (ИИ) – претенциозен, метафоричен.Реальное содержание – повышение "интеллекта" ЭВМ; передача компьютеру некоторых функцийчеловеческой интеллектуальной деятельности; создание помощника в решении интеллектуальныхзадач.Более точно:Искусственный интеллект – область исследований и прикладных разработок, направленных насоздание программно-аппаратных средств, способных к решению таких задач, решение которыхпредполагает применение человеком своих интеллектуальных способностей.В МГУ представлены три аспекта исследований в области ИИ:• искусственный интеллект ↔ интеллект человека (факультет психологии);• искусственный интеллект ↔ математический аппарат (мех-мат);• искусственный интеллект ↔ программное обеспечение (ВМК).Нас ИИ интересует именно в этом аспекте.

Мы будем рассматривать проблемы ИИ в контекстесоздания программного обеспечения ЭВМ.Традиционно основное внимание уделялось точности результатов работы вычислительныхсистем (ВС). Гораздо меньше внимания уделялось проблеме удобства работы с ВС.60-е. 70-е гг. – ЭВМ окружена кондиционерами, обслуживается целой армией операторов.УСЛОВИЯ РАБОТЫ "ДИКТУЕТ" МАШИНА.Диполь Тыугу:Связанные понятия: интеллектуальный интерфейс, дружественный интерфейс.Дружественный интерфейс:• естественные языковые конструкции и структуры меню (не требуется знание синтаксисаформальных языков общения с компьютером);• «интуитивный» уровень взаимодействия с компьютером, не требующий длительногообучения (для профессионала – несколько часов);• разнообразные средства общения, пригодные для пользователей различного уровняподготовки (командный язык, меню, пиктограммы, диаграммы и др.);• для каждого уровня пользователя адекватные возможности в: меню, запросах,подсистеме помощи;• работа в реальном времени (необходимая скорость в диалоге);• использование манипулятора типа «мышь», «горячих клавиш», сенсорного экрана и др.;• минимальное использование клавиатуры;• «интеллектуальные» средства (устойчивость к ошибкам, широкое использованиепринципа «по умолчанию».Интеллектуальный интерфейс – совокупность программных и аппаратных средств, позволяющаяконечному пользователю решать на компьютере характерные для его повседневной деятельностизадачи без помощи посредников-программистов.Расширение взаимодействия между человеком и компьютером с помощью:- увеличения диапазона способов ввода и вывода;- обогащения грамматики ввода и вывода;- попытки кооперации с пользователем в достижении целей.В идеале система должна иметь "модель мира задачи", над которой работают система ипользователь и которая близка модели этого мира в уме пользователя.Достаточно реальная (и близкая) перспектива – речевой интерфейс.РазработкаалгоритмаНаписаниепрограммыПолучениепрограммына маш.яз.Отладка,тестированиеЭксплуатацияАнализрезультатовНовые информационные технологии (сейчас этот термин трактуется шире) – технологии,которые должны обеспечить возможность применения ЭВМ конечным пользователем в сфере егопрофессиональной деятельности без помощи посредника-программиста.ФормальнаяпостановказадачиРешение задач на ЭВМ (основные этапы):СодержательнаяпостановказадачиТестируемаясистемаИмитаторТрадиционные средства программного обеспечения помогают человеку на всех этапах кромепервого.Системы ИИ должны быть способны помогать и на этапе содержательной постановки задачи,уточнения и необходимого пополнения содержательной постановки и ее формализации.Тест Тьюринга.СледовательСхема теста ТьюрингаАвтор ТЕСТА– один из основоположников кибернетики и ИИ Алан Тьюринг (США).

Тествпервые был описан в Журнале Mind в 1950 году.За терминалом работает Следователь. Его терминал связан с терминалом, за которымработает Имитатор, и с компьютером, на которым установлена Тестируемая система(Система ИИ). Следователь обращается к своему «собеседнику» с вопросами, предлагает решитьзадачи.

Кто отвечает ему (Имитатор или Система ИИ), он не знает. Выбирается «отвечающий» податчику случайных чисел. Если в течение достаточно длительного времени Следователь не можетотличить ответы человека (Имитатора) от ответов машины (Системы ИИ), то машину «можносчитать разумной».Несмотря на условность и неформальность теста Тьюринга, он:- дает объективное понятие об интеллекте (задан стандарт для определения разумности /интеллектуальности);- позволяет оставаться на функциональном уровне (не нужно знать, какие механизмы используетСистема ИИ;- может использоваться для тестирования / аттестации систем ИИ.История работ в области Искусственного интеллекта:"романтический период" ИИ → серьезные научные исследования → практические задачи.50-е – 60-е гг. ХХ века – "романтический период" ИИ: "машинные стихи", "машинная музыка",машинный перевод, интеллектуальные игры (шашки, шахматы и др.);60-е – 70-е гг.