Künstliche Intelligenz

Einführung Einsatzfelder der KI Unterhaltungsmedien E- Shopping Deep Blue Medizinische Diagnoseprogramme GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Einführung Aufgaben der KI Wissensrepräsentation und Wissensrepräsentationssprachen Lernen Logisches Schließen Automatisches Beweisen Problemlösen Planen und Entscheiden Kommunikation und Sprache - Anwendung GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Einführung Karikatur (Stein) GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

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Was ist KI überhaupt? Vier verschiedene Definitionen KI Definition Was ist KI überhaupt? Vier verschiedene Definitionen Rational denkendes System Menschenähnlich denkendes System Rational handelndes System Menschenähnlich handelndes System GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz Agenten Definition Aufgabe der Künstlichen Intelligenz: Konstruktion eines Systems, das menschenähnlich denken und handeln kann. Ein derartiges System heißt Agent. GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz Agenten Definition Was zeichnet einen Agenten aus? Agenten - Leben in einer sich verändernden Welt. Besitzen ein internes, mentales Modell der Umwelt, in der sie sich befinden. Können lernen und logisch folgern und dadurch ihr internes Modell erweitern. - Haben Ziele, die sie verfolgen. - Besitzen eine begrenzte Anzahl an Aktionen um auf ihre Umwelt einzuwirken. Sind autonom. Sie besitzen ihre eigenen Weisen, ihre Aktionen derart anzuordnen, dass ihr Ziel erreicht werden kann. - Können Strategien benützen. Arbeiten meistens nicht alleine. Deshalb haben sie zumeist die Fähigkeit der Kommunikation und Kooperation. GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Agenten Verhaltensweisen Mögliche Verhaltensweisen von Agenten: Reaktives Verhalten Deliberatives Verhalten Reflektives Verhalten GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Verhaltensweisen Reaktives Verhalten Reaktive Agenten Verhalten sich basierend auf festen Regeln. Handeln ohne explizite Denkprozesse. - Besitzen eine Regelbasis: Besteht aus ‚wenn-dann-Regeln“ Beispiel: WENN (Agent sieht Nahrung UND interner Zustand = ‚hungrig‘) DANN gehe einen Schritt in Richtung der Nahrung GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Verhaltensweisen Deliberatives Verhalten Deliberative Agenten Besitzen ein Ziel, das durch die Ausführung der möglichen Handlungen erreicht werden soll. Können einzelne Aktionen am Umweltmodell durchführen und diese zu Handlungsplänen zusammenfügen, die zum Ziel führen sollen. GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Verhaltensweisen Reflektives Verhalten Reflektive Agenten Können eigene Ziele neu bestimmen. Verfügen über ein Selbstmodell, das über den eigenen internen Zustand Auskunft gibt. Können ihre eigenen Motive wahrnehmen und versuchen, diese zu regulieren: Das ermöglicht Selbstkontrolle. GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Denkende Computer Grenzen der KI Grundlegende Frage Grundlegende Frage Können Maschinen denken??? GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Können Maschinen denken? Denkende Computer Grenzen der KI Können Maschinen denken? Schwache KI Menschenähnlich Starke KI Menschlich Tests und Experimente Turing Test Chinesischer Raum GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

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KI in Zukunft Formen und Möglichkeiten Künstliche Intelligenz: Gegenwart und Zukunft Was haben wir für Formen der künstlichen Intelligenz? Was ist bislang möglich? Computerspiele logische Schlussfolgerungen Planung medizinische Diagnostik GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

KI in Zukunft Formen und Möglichkeiten Künstliche Intelligenz: Gegenwart und Zukunft Wie sieht die Zukunft aus? GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz: am Beispiel der Sprache KI heute Künstliche Intelligenz: Probleme von heute am Beispiel der Sprache GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz soll Technik menschenfreundlicher machen! Speziell: Der Mensch soll sich nicht dem Computer anpassen müssen, sondern umgekehrt soll sich der Computer dem Menschen anpassen! Bisher: Für den Mensch schwer zu erzeugen: Für den Computer leicht zu verstehen: Künstliche Sprache, z.B. Java for ( int i = 2; i < finalBit; i++ ) if ( sieve.get( i ) ) for ( int j = 2 * i; j < size; j += i ) sieve.clear( j ); Neu: Für den Mensch leicht zu erzeugen: Für den Computer schwer zu verstehen: Natürliche Sprache, z.B. Deutsch Ist 677 eine Primzahl? GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Warum ist Sprachverstehen für den Computer so schwer? Wortgrenzen gehen im Sprachfluss unter:   „am Montag“ Beispiel: „amontag“ Der Mensch spricht „ohne Punkt und Komma“  Beispiel: „So machen wir das vielleicht klappt das“ Bedeutung (1) So machen wir das. Vielleicht klappt es. oder (2) So machen wir das vielleicht. Klappt es? GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Warum ist Sprachverstehen für den Computer so schwer? Gleiche Schallwellen werden je nach Kontext zu verschiedenen Wörtern  Beispiel: „Urlauber wollen wieder me:r ans me:r“ Urlauber wollen wieder mehr ans Meer. Viele Menschen sprechen Dialekt  Beispiel: „Isch find das nätt“ Bedeutung (1) Ich finde das nett. oder (2) Ich finde das nicht. GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Warum ist das Sprachverstehen für den Computer so schwer? Bei spontaner Rede entstehen viele Versprecher  Beispiel: „Wir treffen uns dann am Mon, äh, am Dienstag.“ Dialogpartner fallen dem Sprecher oft „ins Wort“  Beispiel: System: „Können wir dann am Mittwoch zusammen zum Essen...“ Sprecher: „Da kann ich nicht.“ GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Warum ist das Sprachverstehen für den Computer so schwer? Der Redefluss leitet häufig in die Irre  Beispiel: „Die Staatssekretärin lobt... Subjekt: Staatssekretärin Prädikat: lobt Objekt: ?? der Ministerpräsident.“ Subjekt: Ministerpräsident Prädikat: lobt Objekt: Staatssekretärin Viele Formulierungen sind mehrdeutig  Beispiel: „Wir telefonierten mit Freunden in Japan.“ Bedeutung (1) Wir telefonierten (mit Freunden in Japan). oder (2) (Wir telefonierten mit Freunden) in Japan. GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Warum ist das Sprachverstehen für den Computer so schwer? Wortbedeutungen hängen von der Umgebung ab  Beispiel: „Philip rennt zum Ball.“ ? Ball = Fußball oder Tanzfest Seine Freundin wartet schon am Eingang. Vorsitzender Mao: „Analysiere stets die Umgebung.“ GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Drei Stufen der Sprachverarbeitung Gesprochene Eingabe Akustische Sprachanalyse Wortlisten Spracherkennung Was hat der Sprecher gesagt? 100 Alternativen Sprachanalyse Sprachanalyse Grammatik Wortbe- deutungen Reduktion von Unsicherheit Was hat der Sprecher gemeint? 10 Alternativen Sprach- ver- stehen Gesprächs- Kontext Wissen über das Gesprächs- thema Was will der Sprecher? Eindeutiges Verstehen im Gesprächs- zusammenhang GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Verbmobil-Szenario Hotel- und Reiseinformation Wann fährt der nächste Zug nach Hamburg ab? When does the next train to Hamburg depart? Wo befindet sich das nächste Hotel? Where is the nearest hotel? Verbmobil Server GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz

Grenzen der heutigen Sprachtechnologie Umgebungsgeräusche, Stimmengewirr oder Übertragungsstörungen können zur Rückweisung der Eingabe oder zu Missverständnissen führen  Abweichungen von vorgegebenen Gesprächsthemen führen zu Fehlerkennungen  FAZIT: Erste Produkte der Sprachtechnologie werden erfolgreich vermarktet, aber es ist noch viel Forschung notwendig, um das maschinelle Sprachverstehen besser dem Menschen anzupassen. GK Info 13 (Hö) Künstliche Intelligenz