Ongelma(t): Voiko älykkyyden määritellä ja voiko sitä mitata, myös objektiivisesti? Onko älykkyyttä ilman (näkyvää) toimintaa? Voiko kone olla älykäs

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Ongelma(t): Voiko älykkyyden määritellä ja voiko sitä mitata, myös objektiivisesti? Onko älykkyyttä ilman (näkyvää) toimintaa? Voiko kone olla älykäs"

Jere Auvinen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

2 Ongelma(t): Voiko älykkyyden määritellä ja voiko sitä mitata, myös objektiivisesti? Onko älykkyyttä ilman (näkyvää) toimintaa? Voiko kone olla älykäs ja jos voi, niin tulisiko sellainen rakentaa? Lasse Lensu 2

3 Ihmisen voidaan katsoa olevan älykäs. Ihminen onkin pitänyt itseään eliökunnan älykkäimpänä, mutta viime aikoina eläimistä on saatu esille yhä enemmän ihmisenkaltaiseen älykkyyteen viittaavia ominaisuuksia Lasse Lensu 3

mutta viime aikoina eläimistä on saatu esille yhä enemmän

4 Tietojenkäsittelyn perusteet 2 Älykkyys ja tekoäly Lasse Lensu 4

5 Älykkyys ja tekoäly Lasse Lensu 5

6 Älykkyys ja tekoäly Älykkyyden määrittelystä Älykkyyden mittaamisesta Tekoälystä ja etiikasta Tapaus 1: Propositiologiikan laajennuksista Tapaus 2: Tekoälyratkaisuista Lasse Lensu 6

7 Taustakysymyksiä Alaoutinen S Mitä on älykkyys? Mistä tietää, että ihminen/eläin on älykäs? Mistä tietää, että kone on älykäs? Voiko koneelle luoda ihmisenkaltaisen älyn? Voiko koneelle luoda tietoisuuden, tunteet? Jos olisi mahdollista rakentaa ihmisenkaltainen kone, tulisiko tehdä niin? Pitäisikö sellaisille koneille antaa samat oikeudet? Lasse Lensu 7

Voiko koneelle luoda ihmisenkaltaisen älyn? Voiko koneelle luoda tietoisuuden, tunteet?

8 Älykkyyden määrittelystä Älykkyydelle on kehitetty lukuisia teorioita. Käsite kytkeytyy mieleen, oppimiseen ja mukautumiseen sekä myös kognitioon (aivoissa tapahtuvaan tietojenkäsittelyyn). Älykkyyttä voidaan ajatella olevan monilla tasoilla riippuen sen seurauksista (aikaansaamasta toiminnasta). Älykkyyteen viittaavia ominaisuuksia ovat esimerkiksi seuraavat: vuorovaikutus lajitoverien kanssa, puhe, oppiminen, toiminnan suunnittelu, päättely, ongelmanratkaisu, abstrakti ajattelu Lasse Lensu 8

Älykkyyttä voidaan ajatella olevan monilla tasoilla riippuen sen seurauksista (aikaansaamasta toiminnasta).

9 Älykkään käyttäytymisen tasot Refleksi (behaviorismi): toiminnot ennalta määrättyjä vasteita syötteisiin. Älykkäämpi toiminta vaatii tietoa ympäristöstä: Mukautumista Tavoitteen hakua Oppimista Lasse Lensu 9

Älykkäämpi toiminta vaatii tietoa ympäristöstä:

10 Älykkyyden mittaamisesta Älykkyyden määrittämiseen on pyritty kehittämään sekä määrällisiä että laadullisia testejä. Koska älykkyyttä on vaikea määritellä tyhjentävästi ja älykkyyteen liittyy erilaisia yhteismitattomia ominaisuuksia, niin sen mittaaminen psykometrisesti jonkin älykkyysosamäärän määrittämiseen on rajallista. Tavoite kokonaisvaltaisesta älykkyyden mittaamisesta on filosofisesti haastava Lasse Lensu 10

Koska älykkyyttä on vaikea määritellä tyhjentävästi ja älykkyyteen liittyy erilaisia yhteismitattomia

11 Turingin (älykkyys)testi Toteutustapa: Ihminen viestii ei-aistittavissa olevan kohteen kanssa kirjoituskoneen välityksellä. Testi: Pystyykö testaaja kertomaan, onko kohde ihminen vai kone? Vrt. John Searlen kiinalainen huone Lasse Lensu 11

12 Tekoäly Yhdistetään tietoa tietojenkäsittelystä, kielitieteestä, psykologiasta, filosofiasta. Tärkeimmät tekoälyn osa-alueet liittyvät tietämyksen esittämiseen ja ongelmanratkaisuun. Laskennallisen älykkyyden käytännön toteutus on tietämystekniikkaa. Rajatun aihepiirin tietämystekninen toteutus on asiantuntijajärjestelmä Lasse Lensu 12

Tärkeimmät tekoälyn osa-alueet liittyvät tietämyksen esittämiseen ja

13 Tekoälyyn liittyviä käsitteitä Tekoäly: pyrkimys saada tietokoneet suorittamaan älykkyyttä vaativia tehtäviä. Heikko tekoäly: tietokone auttaa mielen/älykkyyden (kognition) tutkimuksessa. Vahva tekoäly: tietokone pystyy ajattelemaan, ymmärtämään ja tuntemaan. Klassinen tekoäly: informaation prosessointi peräkkäistä ja symbolista (von Neumann tietokone). Konnektionistinen tekoäly: prosessointi rinnakkaista ja hajautettua Lasse Lensu 13

Vahva tekoäly: tietokone pystyy ajattelemaan, ymmärtämään ja tuntemaan.

14 Laskentaa vai tietojenkäsittelyä Muistutuksena (edelleen osin ristiriitainen) jaottelu: Numeerinen tieto Algoritminen Teknismatemaattinen laskenta Symbolinen tieto Kaupallishallinnollinen tietojenkäsittely Ongelmanratkaisu Heuristinen Simulointi, signaalinkäsittely Tekoäly, tietämystekniikka Lasse Lensu 14

tieto Kaupallishallinnollinen tietojenkäsittely Ongelmanratkaisu Heuristinen

15 Tekoälyn päämäärä Antaa koneille kyky: Mitata ja havaita (kognition perusta) Käsitellä mittauksia ja tietoa (pohja oppimiseen, päättelyyn ja suunnitteluun) Oppia (oppivat algoritmit, laskennallinen älykkyys) Päätellä (luokittelu, ongelmanratkaisu) Suunnitella (optimointi, tuleva toiminta) Viestiä (tietojen keruu ja vaihto) Siirtää ja käsitellä esineitä (robotiikka) Lasse Lensu 15

laskennallinen älykkyys) Päätellä (luokittelu, ongelmanratkaisu) Suunnitella (optimointi, tuleva

16 Välineitä tekoälyn toteuttamiseen (Sääntöpohjaiset) asiantuntijajärjestelmät Laskennallisesti älykkäät menetelmät Sumeat järjestelmät Neuroverkot Evoluutiolaskenta (geneettiset algoritmit) Parviäly (engl. swarm intelligence) Fraktaalit Kaaosteoria Keinotekoiset immuunijärjestelmät Tietokonenäkö Lasse Lensu 16

Evoluutiolaskenta (geneettiset algoritmit) Parviäly (engl.

17 Havaitsemisen toteuttamisesta Signaalinkäsittely Hahmontunnistus (Tieto)konenäkö Neuroverkot Lasse Lensu 17

18 Palapeliongelma Lasse Lensu 18

19 Palapelikone Lasse Lensu 19

20 Robotiikan kolme pääsääntöä Isaac Asimov 1.Robotti ei saa vahingoittaa ihmistä eikä laiminlyönnin johdosta saattaa tätä vahingoittumaan. 2.Robotin on toteltava ihmisen sille antamia määräyksiä paitsi milloin ne ovat ristiriidassa ensimmäisen pääsäännön kanssa. 3.Robotin on varjeltava omaa olemassaoloaan niin kauan kuin tällainen varjeleminen ei ole ristiriidassa ensimmäisen eikä toisen pääsäännön kanssa. Sääntö 0. Robotin tulee suojella ihmiskuntaa: Tällöin muihin pääsääntöihin lisätään määreet "mikäli se ei riko edellisiä" Lasse Lensu 20

Robotin on varjeltava omaa olemassaoloaan niin kauan kuin tällainen varjeleminen ei ole ristiriidassa ensimmäisen eikä toisen pääsäännön

21 Tietämyksen esittämisestä Logiikka Sääntöjärjestelmät Tietämyksen rakenne Epätäsmällinen tietämys Sumeat järjestelmät Lasse Lensu 21

22 Logiikka Keskeisin tietämyksen esittämisen menetelmä Predikaattilogiikka helposti toteutettavissa tietokoneella Koko kieli liian raskas käytännön sovelluksissa rajoitutaan helposti käsiteltäviin muotoihin Lasse Lensu 22

23 Sääntöjärjestelmät Rajoitettu logiikka Tietämys esitetty sääntömäisillä lauseilla Sääntö: ehto + seuraus Työmuisti, sääntömuisti, tulkki Säännöt itsenäisiä tietämyksen palasia, eivät vaikuta toistensa toimintaan Tulkki ratkaisee sääntöjärjestelmän toiminnan Asiantuntijajärjestelmien toteuttamiseen Ihmisen ongelmanratkonnan mallintamiseen Lasse Lensu 23

24 Tietämyksen rakenne Rajoitutaan laskennallisesti yksinkertaisiin muotoihin (pred. logiikka) Tietämys esitetään semanttisena verkkona Tietämyksen rajoittaminen Lasse Lensu 24

25 Semanttinen verkko Lasse Lensu 25

26 Epätäsmällinen tietämys Epätäsmällinen ilmiö, teoria, tietämyksen kuvaus Todennäköisyyslaskentaan perustuvat menetelmät Logiikkapohjaiset menetelmät Lasse Lensu 26

27 Sumeat järjestelmät Hyödyntävät sumeita joukkoja ja sumeaa logiikkaa Kohde voi kuulua joukkoon vain osittain: 1 0,8 0,6 0,4 Nuori(x) 0, Lasse Lensu 27

28 Sumea logiikka Jussi on melko nuori Jussi on nuori? Melko tosi Auton nopeus on melko suuri Jos auton nopeus on suuri, jarrutusmatka on pitkä Jarrutusmatka on melko pitkä Lasse Lensu 28

29 Ongelmien ratkaisemisesta Päätöksentekotilanteen vaihtoehtojen selvitys ja vaihtoehdon valinta: Haku Tehtäväsuunnittelu Päätösanalyysi Hajautettu tekoäly Lasse Lensu 29

30 Haku Keskeisin ongelmanratkonnan tekniikka Vaihtoehtoja tuotetaan ja tutkitaan jonkin strategian mukaan Kombinatorinen räjähdys heuristinen haku Haun ohjaus: kumoamattomat / kokeilevat strategiat Haun suuntaaminen: leveys/syvyys/kaksisuuntainen Lasse Lensu 30

31 Tehtäväsuunnittelu Toimenpidejonojen tuottaminen tavoitteeseen pääsemiseksi Tavoitteet + alkutila = ongelma Toimenpiteet maailmantilan muuttamiseksi Edellytykset Maailma ennustettavissa Ongelma paloiteltavissa Lasse Lensu 31

32 Päätösanalyysi Parhaan ratkaisuvaihtoehdon valinta matemaattisesti Todennäköisyyslaskenta Hyötyteoria Käytetään esimerkiksi päätöksenteon tukijärjestelmissä Lasse Lensu 32

33 Hajautettu tekoäly Yhteistyön älyllisten kykyjen tutkimista laskennallisten mallien avulla Tietämyksen ja ongelmanratkaisun hajauttaminen usean älykkään agentin kesken ja tästä syntyvät ongelmat mm. kommunikoinnissa Lasse Lensu 33

34 Yhteenveto Ihmisen voidaan katsoa olevan älykäs, mutta älykkyyden määrittely ja objektiivinen testaaminen on haastavaa. Älykkyyteen viittaavia ominaisuuksia ovat esimerkiksi vuorovaikutus lajitoverien kanssa, puhe, oppiminen, toiminnan suunnittelu, päättely, ongelmanratkaisu, abstrakti ajattelu. Tekoäly pyrkii bioniikan hengessä lainaamaan hyviä ratkaisuja luonnosta laskennallisen älykkyyden toteuttamiseksi Lasse Lensu 34

Samankaltaiset tiedostot

Tilastotiede ottaa aivoon

Tilastotiede ottaa aivoon kuinka aivoja voidaan mallintaa todennäköisyyslaskennalla, ja mitä yllättävää hyötyä siitä voi olla Aapo Hyvärinen Laskennallisen data-analyysin professori Matematiikan ja tilastotieteen