JAK POČÍTAČE MYSLÍ? Michal Černý Symbolický funkcionalismus •„Inteligentní chování daného systému je dosaženo interakcí mezi jednotlivými komponenty, které disponují odlišnou funkcionalitou, což je dosaženo tím, že v rámci systému hrají odlišnou roli.“ •Existuje konečný automat (stroj), který posloupností kroků, která je jednoznačná dojde ke správnému výsledku (Turingův stroj) (podobnost s Carnotovým cyklem majícím ideální účinnost tehdy, když pracuje nekonečně pomalu) • •Tento přístup je klasickou formou AI Neuronové sítě •Google vytvořil robotickou ruku, která se sama naučí, co má dělat •AlphaGo definitivně porazil člověka, a jelikož nemá dalšího soupeře, Google program ukončí •Neuronová síť Googlu sledovala BBC tak dlouho, dokud se nenaučila odezírat z úst •Google Brain: Vědci z Kalifornie proti sobě postavili tři umělé inteligence. Začaly spolupracovat •Neuronová síť Googlu si vytvořila vlastní jazyk, kterým si pomáhá v překladech •Chatbot jako psychoterapeut. Počítačový program pomáhá uprchlíkům •Google uvolnil kód neuronové sítě. Snít může i vaše PC •TEGA robot pro vzdělávání •Čínská cesta k umělým učitelům Co je jazyk? Geometrie! Galerie - Neuronová sÃÅ¥ Googlu si vytvoÅ™ila vlastnà jazyk, kterým si pomáhá v pÅ™ekladech, foto 1 – ŽivÄ›.cz Konekcionismus •Výpočty získáme spojením jednoduchých objektů s výpočetní silou do sítě •Představa sítě jako mozku – neurony a synaptický spojení •Pracuje se s tzv. neuronovou sítí – každý uzel má určitou (většinou všechny stejnou) množinu operací, které umí a dohromady tvoří umělou inteligenci •Příklad SyNAPSE – čip od IBM, který se umí sám učit (např. natáčet pálku v pin-pongu) – 265 neuronů a 65536 nebo 262144 synapsí • •. Inside IBM's cognitive chip. Nature. 2011-8-18, s. -. DOI: 10.1038/news.2011.486. Dostupné z: http://www.nature.com/doifinder/10.1038/news.2011.486 Robotický funkcionalismus •Jako inteligentní chování je zde chápána jako rozumná interakce mezi třemi entitami: systém, prostředí, úloha •Vychází tedy z myšlenek behaviorismu •Inteligence je chápána jako instrumentální dovednost řešit nějakou úlohu •Příklad: inteligentní umělí domácí roboti, zdravotnické systémy, výrobní linky a stroje…. Turingův test •Umíme rozeznat člověka od počítače v běžné řeči? • •Historicky známé přístupy: •ELIZA Josepha Weizenbaum •Chatterboot (v česku například Pokec) •Botnet na Facebooku z Vancouveru • •http://nlp-addiction.com/eliza/ a http://alice.pandorabots.com/ •Cena 100 000 dolarů pro první nerozpoznatelný počítač nebyla udělena. Problém čínského pokoje •Searl, jenž nerozumí ani slovo čínsky se usadí v uzavřené místnosti plné knih, a návodů jak reagovat na jakoukoliv otázku v čínštině. Dejme tomu že v libovolném okamžiku, když dostane Searl vzkaz napsaný čínsky, dokáže pomocí knih a návodů zareagovat v čínštině. Není problém si představit konversaci s Číňanem stojícím před pokojem a strkajícím si papírky na relativně velmi omezené téma. Toto téma lze samozřejmě nekonečně zobecňovat, až dojdeme k původnímu požadavku. TECHNICKÁ ŘEŠENÍ • Turingův stroj •Na začátku výpočtu je Turingův stroj v počáteční konfiguraci a na pásce je zapsané vstupní slovo. Dále pracuje v jednotlivých krocích: •pokud je aktuální stav zároveň stavem koncovým, výpočet končí •čtecí hlava přečte jeden vstupní symbol z buňky, na které se právě nachází •pokud je v přechodové funkci pro aktuální stav a pro přečtený symbol definovaný přechod, provede se (v případě více možných přechodů u nedeterministických strojů se vybere jeden náhodně): •změní se stav •na aktuální pozici hlavy se zapíše příslušný symbol •hlava se příslušným způsobem posune (či neposune) • Logické programování •Neprogramujeme postup řešení ale jen logická pravidla •Program podle nich provádí jen logický důkaz •Používá se Prolog nebo Gödel •Fakt: dívka(monika). •Otázka: ?- dívka(monika). •Odpověď: yes. •Podporované možnosti: seznamy, pole, proměnné, řetězce, složitější struktury •Základní myšlenka: musíme vytvořit databází faktů a pravidel, ze kterých se pak vyvozuje nějaká informace Prolog http://www.swi-prolog.org/xrefchatdep.gif http://www.solanum.org/prolog_2.gif http://fsteeg.files.wordpress.com/2010/01/literate-zest-prolog-screen.png Další technické možnosti •Genetické programování (Vytvoříme populaci entit a testujeme jejich chování. V druhém kroku vybereme ty nejlepší a snažíme se z nich vygenerovat novou nakříženou populaci. To opakujeme dokud nemáme dostatečně dobré řešení) •Expertní systémy •Dobývání znalostí (analýza obrazových a textových dat, získávání informací, které nejsou standardně dostupné přímo) •Strojové učení (založené na statistických metodách, často se kombinuje s dalšími formami) Počítačové zpracování emocí •Člověk není jen racionální bytost, ale má také emoce, které jsou důležité pro pochopení obsahu (například ironie) •Analýza emocí: •Z hlasu •Z fyziologických projevů (mrkání, tlak, teplota, galvanický odpor kůže,…) KVANTOVÉ POČÍTÁNÍ • Kvantová mechanika v běžných procesorech D:\vel_dok\My Documents\Brno14\Resources\Intel's 22-nm process gives MOSFET switch a facelift EE Times_files\120906_intel_22_1.jpg •Intel 2012: technologie 22 nm (procesor i5 Ivy Bridge) •Technologická bariera: příliš krátká gate – překonána ploutvemi (fins) •Ale elektrony se stále chovají jako nabité kuličky • Proč kvantové počítače •Efektivně lze řešit jen úlohy, které mají nejvýše kvadratickou složitost •Kvantová mechanika umožňuje nový způsob práce s výpočty, takže lze změnit některé exponenciální problémy na lineární nebo kvadratické •Typické výpočty: •Výpočet Fourierovy transformace v n-rozměrném prostoru •Black box problémy •Odhady Gaussovy sumy •Šachy •… • qubit •|u> = A |1> + B |0>, kde |u> je stav qubitu, A a B jsou kompletní čísla udávající pravděpodobnost stavu |1> respektive |0>, která jsou normována na jedničku •Během výpočtů může být |u> jedna nebo nula, ale také cokoli mezi tím •Až měření dává výsledek •Algoritmus typicky není možné zkoumat „zevnitř“ ale jen analyzovat vstupy a výstupy • Realizace dvoustavového qubitu •Spin elektronu •Excitovaný vodíkový iont (dodáme energii právě nutnou k excitaci – pak je pravděpodobnost 1:1 že k ní dojde nebo ne) •Polarizace fotonů • •Budoucnost? Více stavové quibity • •Současné zařízení: D-Wave One, který obsahuje 128qubitový procesor. Chlazení pomocí tekutého hélia. Drahé pomalé, špatně programovatelné,… URL DĚKUJI ZA POZORNOST •