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



Samankaltaiset tiedostot
Tilastotiede ottaa aivoon

Tilastotiede ottaa aivoon

Ongelma(t): Miten digitaalista tietoa voidaan toisintaa ja visualisoida? Miten monimutkaista tietoa voidaan toisintaa ja visualisoida?

Laskut käyvät hermoille

TEKOÄLY JA TIETOISET KONEET

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

Koneoppiminen ja tekoäly suurten tietomassojen käsittelyssä yleensä ja erityisesti sovellettuina satelliittidatan käyttöön metsien arvioinnissa

Tekoäly ja sen soveltaminen yrityksissä. Mika Rantonen

Kieli merkitys ja logiikka. 2: Helpot ja monimutkaiset. Luento 2. Monimutkaiset ongelmat. Monimutkaiset ongelmat

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

JUHTA ja VAHTI juhlatilaisuus, Tietojärjestelmien tulevaisuudesta tekoälyn kehityksen näkökulmasta. Timo Honkela.

Tekoälyn perusteita ja sovelluksia (TIEP1000)

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

Todistus: Aiemmin esitetyn mukaan jos A ja A ovat rekursiivisesti lueteltavia, niin A on rekursiivinen.

Ongelma(t): Mikä on Turingin kone? Miten Turingin kone liittyy funktioihin ja algoritmeihin? Miten Turingin kone liittyy tietokoneisiin?

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

<raikasta digitaalista ajattelua>

Kiinnostuspohjainen topologian hallinta järjestämättömissä vertaisverkoissa

A lyka s kunta - avoin, luova, virheet tunnistava ja uutta oppiva

Laskennallinen älykkyys. Computational Intelligence

Tekoäly tukiäly. Eija Kalliala, Marjatta Ikkala

Kestävä aivotyö aivotyön tuottavuus

KOHTI TIETOISIA ROBOTTEJA

Kielellisten merkitysten tilastollinen ja psykologinen luonne: Kognitiivisia ja filosofisia näkökulmia. Timo Honkela.

Tulevaisuuden ja kehitteillä olevat tekniikat (FET)

Laskennallinen älykkyys. Computational Intelligence

Algoritmit. Ohjelman tekemisen hahmottamisessa käytetään

Itseorganisoituvat hermoverkot: Viitekehys mielen ja kielen, aivokuoren ja käsitteiden tarkasteluun

Tekoäly tänään , Vadim Kulikov (Helsingin Yliopisto)

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

Louhi-projektin kokemukset oppina. Tekoälyä hoitohenkilökunnalle

OPETUKSEN JA OPPIMISEN PERUSTEET: Oppimisen käsitteitä P3, osa 2 Hannele Niemi syksy 2015

Turingin testin historia

Lakkautetut vastavat opintojaksot: Mat Matematiikan peruskurssi P2-IV (5 op) Mat Sovellettu todennäköisyyslaskenta B (5 op)

Ongelma 1: Ovatko kaikki tehtävät/ongelmat deterministisiä?

Tarvitseeko informaatioteknologia matematiikkaa?

11. Oppimismotivaatio ja tehokas oppiminen. (s )

Myös opettajaksi aikova voi suorittaa LuK-tutkinnon, mutta sillä ei saa opettajan kelpoisuutta.

Luonnollisella kielellä keskustelevat järjestelmät

Matematiikan olemus Juha Oikkonen

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

Robotiikan opetussuunnitelma

PSYKOLOGIA Opetuksen tavoitteet Aihekokonaisuudet Arviointi

Algoritmit 1. Luento 3 Ti Timo Männikkö

Todistamisessa on tärkeää erottaa tapaukset, kun sääntö pätee joillakin tai kun sääntö pätee kaikilla. Esim. On olemassa reaaliluku x, jolle x = 5.

Ongelma(t): Miten tietokoneen komponentteja voi ohjata siten, että ne tekevät yhdessä jotakin järkevää? Voiko tietokonetta ohjata (ohjelmoida) siten,

Oppilas tunnistaa ympäristöopin eri tiedonalat.

Satunnaisalgoritmit. Topi Paavilainen. Laskennan teorian opintopiiri HELSINGIN YLIOPISTO Tietojenkäsittelytieteen laitos

5.1 Semanttisten puiden muodostaminen

Esa Saarinen Filosofia ja systeemiajattelu. Luento 2 Aku Ankka ja seuraava vaihe. Dipoli, sali 1 Aalto-yliopisto

etunimi, sukunimi ja opiskelijanumero ja näillä

Verkko-oppiminen: Teoriasta malleihin ja hyviin käytäntöihin. Marleena Ahonen. TieVie-koulutus Jyväskylän lähiseminaari

Tilaisuus alkaa klo 9 ( ). #digibarometri Wi-Fi: FinlandiaHall

FI3 Tiedon ja todellisuuden filosofia LOGIIKKA. 1.1 Logiikan ymmärtämiseksi on tärkeää osata erottaa muoto ja sisältö toisistaan:

Eero Hyvönen. Semanttinen web. Linkitetyn avoimen datan käsikirja

Yhdyssana suomen kielessä ja puheessa

Itsetunto. Itsetunto tarkoittaa ihmisen tunteita ja ajatuksia itsestään sekä sitä miten hän kunnioittaa ja arvostaa itseään.

Professori Esa Saarinen & Prof. Raimo P. Hämäläinen Systeeminalyysin laboratorio

TAUCHI Tampere Unit for Computer-Human Interaction Aktiiviset oppimistilat kampuksella

Käyttöliittymä. Ihmisen ja tuotteen välinen rajapinta. ei rajoitu pelkästään tietokoneisiin

Talousmatematiikan perusteet ORMS.1030

Talousmatematiikan perusteet ORMS.1030

Opetuksen tavoite: T1 tukea oppilaan innostusta ja kiinnostusta matematiikkaa kohtaan sekä myönteisen minäkuvan ja itseluottamuksen kehittymistä

Rajoittamattomat kieliopit (Unrestricted Grammars)

Juha Merikoski. Jyväskylän yliopiston Fysiikan laitos Kevät 2009

Älykkyyttä, mutta millä hinnalla. Logistics 14 -tapahtuma Dr. Karri Rantasila, Asiakaspäällikkö Liikenne ja logistiikka VTT

Kognitiivinen psykologia tutkii tiedonkäsittelyä. Neuropsykologia tutkii aivojen ja mielen suhdetta MITEN AIVOT TOIMIVAT?

Robotit kuntien päätöksenteon tukena

UUDET INNOVAATIOT. Professori Heikki Kälviäinen Koulutusohjelman johtaja Laitoksen johtaja

Kieli merkitys ja logiikka. 4: Luovuus, assosiationismi. Luovuus ja assosiationismi. Kielen luovuus. Descartes ja dualismi


Alkukartoitus Opiskeluvalmiudet

Talousmatematiikan perusteet ORMS.1030

Teknososiaalisuus ihmisen ja teknologian kohtaaminen sote-alalla

Tuotteen oppiminen. Käytettävyyden psykologia syksy T syksy 2004

Kieli merkitys ja logiikka

Julkinen loppuraportti Simua Startupin nopea kokeilu Oulun Ritaharjun koulussa

Lisää kvanttoreista ja päättelyä sekä predikaattilogiikan totuustaulukot 1. Negaation siirto kvanttorin ohi

Ongelma(t): Miten merkkijonoja voidaan hakea tehokkaasti? Millaisia hakuongelmia liittyy bioinformatiikkaan?

Millainen on menestyvä digitaalinen palvelu?

5. Luento: Rinnakkaisuus ja reaaliaika. Tommi Mikkonen,

Sisällys PSYKOLOGIA AUTTAA YMMÄRTÄMÄÄN IHMISIÄ. Psykologia tutkii ihmisen toimintaa. Psykologiassa on lukuisia osa-alueita ja sovelluskohteita

Verkon värittämistä hajautetuilla algoritmeilla

Algoritmit 2. Luento 13 Ti Timo Männikkö

on rekursiivisesti numeroituva, mutta ei rekursiivinen.

Psykoosisairauksien tuomat neuropsykologiset haasteet

Kasvatustieteiden laitos Opettajankoulutuslaitos LUKUVUODEN PRO GRADU- SEMINAARIRYHMIIN HAKEMINEN

Edistyksen päivät, Helsinki. Voiko tutkija muuttaa maailmaa? Humanistista meta-analyysiä merkitysneuvottelevien koneiden avulla.

STEFAN KARKULAHTI HARJOITTELUN JA OPPIMISEN OPTIMOINTI. - case Black Knights korkeakoulujoukkue

KTKP040 Tieteellinen ajattelu ja tieto

Computing Curricula raportin vertailu kolmeen suomalaiseen koulutusohjelmaan

Talousmatematiikan perusteet ORMS.1030

Neuroverkkojen soveltaminen vakuutusdatojen luokitteluun

Robotti tiimin jäsenenä. OP Keski- Suomi / Juha Uusijoki, myyntijohtaja

FI Moninaisuudessaan yhtenäinen FI. Tarkistus. Beatrix von Storch EFDD-ryhmän puolesta

FI Moninaisuudessaan yhtenäinen FI A8-0005/4. Tarkistus

AAC -menetelmien sovellus kehitysvammahuoltoon. Kirsi Vainio

Kognitiivinen mallintaminen 1. Kognitiiviset arkkitehtuurit ACT-R

Lisää pysähtymisaiheisia ongelmia

Transkriptio:

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? 2012-2013 Lasse Lensu 2

Ihmisen voidaan katsoa olevan älykäs. Ihminen onkin pitänyt itseään eliökunnan älykkäimpänä, mutta viime aikoina eläimistä on saatu esille yhä enemmän ihmisenkaltaiseen älykkyyteen viittaavia ominaisuuksia. 2012-2013 Lasse Lensu 3

Tietojenkäsittelyn perusteet 2 Älykkyys ja tekoäly 2012-2013 Lasse Lensu 4

Älykkyys ja tekoäly 2012-2013 Lasse Lensu 5

Älykkyys ja tekoäly Älykkyyden määrittelystä Älykkyyden mittaamisesta Tekoälystä ja etiikasta Tapaus 1: Propositiologiikan laajennuksista Tapaus 2: Tekoälyratkaisuista 2012-2013 Lasse Lensu 6

Taustakysymyksiä Alaoutinen S. 2008 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? 2012-2013 Lasse Lensu 7

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. 2012-2013 Lasse Lensu 8

Älykkään käyttäytymisen tasot Refleksi (behaviorismi): toiminnot ennalta määrättyjä vasteita syötteisiin. Älykkäämpi toiminta vaatii tietoa ympäristöstä: Mukautumista Tavoitteen hakua Oppimista 2012-2013 Lasse Lensu 9

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. 2012-2013 Lasse Lensu 10

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. 2012-2013 Lasse Lensu 11

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. 2012-2013 Lasse Lensu 12

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. 2012-2013 Lasse Lensu 13

Laskentaa vai tietojenkäsittelyä Muistutuksena (edelleen osin ristiriitainen) jaottelu: Numeerinen tieto Algoritminen Teknismatemaattinen laskenta Symbolinen tieto Kaupallishallinnollinen tietojenkäsittely Ongelmanratkaisu Heuristinen Simulointi, signaalinkäsittely Tekoäly, tietämystekniikka 2012-2013 Lasse Lensu 14

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) 2012-2013 Lasse Lensu 15

Välineitä tekoälyn toteuttamiseen (Sääntöpohjaiset) asiantuntijajärjestelmät Laskennallisesti älykkäät menetelmät Sumeat järjestelmät Neuroverkot Evoluutiolaskenta (geneettiset algoritmit) Parviäly (engl. swarm intelligence) Fraktaalit Kaaosteoria Keinotekoiset immuunijärjestelmät Tietokonenäkö 2012-2013 Lasse Lensu 16

Havaitsemisen toteuttamisesta Signaalinkäsittely Hahmontunnistus (Tieto)konenäkö Neuroverkot 2012-2013 Lasse Lensu 17

Palapeliongelma 2012-2013 Lasse Lensu 18

Palapelikone 2012-2013 Lasse Lensu 19

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". 2012-2013 Lasse Lensu 20

Tietämyksen esittämisestä Logiikka Sääntöjärjestelmät Tietämyksen rakenne Epätäsmällinen tietämys Sumeat järjestelmät 2012-2013 Lasse Lensu 21

Logiikka Keskeisin tietämyksen esittämisen menetelmä Predikaattilogiikka helposti toteutettavissa tietokoneella Koko kieli liian raskas käytännön sovelluksissa rajoitutaan helposti käsiteltäviin muotoihin 2012-2013 Lasse Lensu 22

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 2012-2013 Lasse Lensu 23

Tietämyksen rakenne Rajoitutaan laskennallisesti yksinkertaisiin muotoihin (pred. logiikka) Tietämys esitetään semanttisena verkkona Tietämyksen rajoittaminen 2012-2013 Lasse Lensu 24

Semanttinen verkko 2012-2013 Lasse Lensu 25

Epätäsmällinen tietämys Epätäsmällinen ilmiö, teoria, tietämyksen kuvaus Todennäköisyyslaskentaan perustuvat menetelmät Logiikkapohjaiset menetelmät 2012-2013 Lasse Lensu 26

Sumeat järjestelmät Hyödyntävät sumeita joukkoja ja sumeaa logiikkaa Kohde voi kuulua joukkoon vain osittain: 1 0,8 0,6 0,4 Nuori(x) 0,2 0 5 15 25 35 45 2012-2013 Lasse Lensu 27

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 2012-2013 Lasse Lensu 28

Ongelmien ratkaisemisesta Päätöksentekotilanteen vaihtoehtojen selvitys ja vaihtoehdon valinta: Haku Tehtäväsuunnittelu Päätösanalyysi Hajautettu tekoäly 2012-2013 Lasse Lensu 29

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 2012-2013 Lasse Lensu 30

Tehtäväsuunnittelu Toimenpidejonojen tuottaminen tavoitteeseen pääsemiseksi Tavoitteet + alkutila = ongelma Toimenpiteet maailmantilan muuttamiseksi Edellytykset Maailma ennustettavissa Ongelma paloiteltavissa 2012-2013 Lasse Lensu 31

Päätösanalyysi Parhaan ratkaisuvaihtoehdon valinta matemaattisesti Todennäköisyyslaskenta Hyötyteoria Käytetään esimerkiksi päätöksenteon tukijärjestelmissä 2012-2013 Lasse Lensu 32

Hajautettu tekoäly Yhteistyön älyllisten kykyjen tutkimista laskennallisten mallien avulla Tietämyksen ja ongelmanratkaisun hajauttaminen usean älykkään agentin kesken ja tästä syntyvät ongelmat mm. kommunikoinnissa 2012-2013 Lasse Lensu 33

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. 2012-2013 Lasse Lensu 34