Lenka Lhotská katedra kybernetiky

Prezentace na téma: "Lenka Lhotská katedra kybernetiky"— Transkript prezentace:

1 Lenka Lhotská katedra kybernetiky lhotska@fel.cvut.cz
Kognitivní věda Lenka Lhotská katedra kybernetiky

2 Kognitivní věda výzkum inteligence a inteligentních systémů
zejména ve vztahu k inteligentnímu chování jako výpočetnímu procesu dosud - různé definice inteligence, ale z pohledu kognitivní vědy neuspokojivé

3 Definice inteligence Říkáme, že lidé se chovají inteligentně,
pokud vybírají takové akce, které jsou relevantní pro dosažení jejich cílů, když odpovídají koherentně a vhodně na otázky, které jim jsou předkládány, když řeší problémy menší či větší složitosti nebo když tvoří či navrhují něco užitečného nebo krásného nebo nového.

4 Inteligence porovnání jedinců na stupnici inteligence
vytvoření souboru testů prezentujících rozmanité úkoly z oblasti řešení úloh nebo správného použití jazyka testy inteligence nezávislé na odborných znalostech založené na takových znalostech, o kterých se předpokládá, že je má většina jedinců v dané populaci (obecná slovní zásoba, aritmetika, atd.)

5 Inteligence lidská umělá Programy označujeme za inteligentní, jestliže vykazují chování, které by bylo považováno za inteligentní, kdyby ho vykazovali lidé. Inteligence je posuzována podle schopnosti vykonávat intelektuální úkoly, nezávisle na povaze fyzického systému, který tuto schopnost má.

6 Kognitivní věda - přístupy
konstrukce abstraktní teorie inteligentních procesů, bez vazby na specifické fyzikální či biologické implementace studium lidské (nebo zvířecí) inteligence - hledání abstraktní teorie inteligentních procesů na základě chování inteligentních organismů studium počítačové inteligence - snaha poznat výpočetní principy, které tvoří základ organizace a chování inteligentních programů

7 Příklady formální logika
teorie maximalizace očekávané užitečnosti (zisku) experimentální psychologie umělá inteligence

8 Disciplíny, přispívající k formování kognitivní vědy
experimentální a kognitivní psychologie umělá inteligence lingvistika filosofie (zejména logika a epistemologie) neurovědy některé další - antropologie, ekonomika, sociální psychologie

9 Psychologie od počátku spojena s pojmem inteligence
Binetův-Simonův test inteligence (test IQ) - přelom 19. a 20. st. dominance behaviorismu - 1. pol. 20. st. menší zájem o procesy uvnitř organismu výzkum mozku znalosti o lokalizaci funkcí v mozku relativně málo poznatků o kognitivních procesech

10 Psychologie experimentální psychologie
pozornost věnována relativně jednoduchým kognitivním procesům důraz kladen na senzorické a motorické procesy verbální učení zpaměti sledovací úkoly vyžadující koordinaci ruka - oko paměťové úkoly zahrnující relativně krátkodobé zapamatování získávání jednoduchých konceptů

11 Psychologie Gestalt psychologie
vývoj teorií lidských kognitivních procesů zejména pro složité kognitivní akce jako tvorba konceptů a řešení úloh

12 Psychologie různé specializace
psychometrie - míry inteligence a komponent inteligence neuropsychologie - znalsot biologických struktur, které podporují myšlení experimentální psychologie - informace o rychlosti a omezeních jednoduchých senzorických, perceptuálních, motorických a paměťových procesech Gestalt psychologie - hypotézy o procesech, které se objevují při složitém myšlení

13 Psychologie posun v 50. a 60. letech 20. st.
tzv. informační revoluce (information-processing revolution) myšlení = manipulace se symboly počítačová simulace - způsob vytváření teorií myšlení nová specializace - psycholingvistika komunikační spoj mezi psychologií a lingvistikou

14 Experimentální psychologie
přijetí pohledu zpracování informací rozdělení výzkumu počítačová simulace - stüdium vyšších mentálních funkcí - tvorba konceptů, řešení úloh, použití jazyka ostatní - studium jednodušších, tradičnějších úloh - paměť, vnímání

15 Umělá inteligence formulování základních konceptů - 1956
program Logic Theorist (Newell, Simon 1956) General Problem Solver Turingův test

16 Vzájemné ovlivňování UI a KV
KV  UI použití asociativních struktur v LISPu použití analýzy prostředků a cílů pro inferenci UI  KV LISP - umožňuje modelování složitých asociativních struktur (schémat, scénářů, rámců)  simulace důležitých vlastností lidské sémantické paměti produkční systémy - sofistikovaná interpretace klasických vztahů podnět - odpověď a procesů podnět - rozpoznání význam pro robotiku, psychologii rozpoznání obrazů a řeči

17 Lingvistika studium jazyka - dlouhá a složitá historie
výpočetní lingvistika využití počítačů pro zpracování jazyka (např. pro algoritmy větného rozboru nebo překladu) vazba na umělou inteligenci psycholingvistika psychologické studium jazyka

18 Filosofie logika - formalizace do matematického popisu - poč. 20. st.
ukázala, jak se lze na inferenční procesy dívat jako na symbolické manipulace vývoj modálních a nemonotónních logik ekonomika a statistika vývoj formálních teorií - maximalizace užitečnosti, Bayesovská inference

19 Neurovědy procesy myšlení - elektrochemické procesy v mozku + informační procesy neurofyziologie - hypotézy o vhodných architekturách pro strojovou inteligenci  konekcionismus

20 Další obory antropologie - vazba na lingvistiku
kognitivní sociální psychologie interpersonální percepce vnímání sebe sama ekonomika a statistická rozhodovací teorie relevantní pro charakterizování abstraktní inteligence

21 Architektura inteligentních systémů
architektura - základní specifikace návrhu systému pro zpracování informací komponenty fyzikální struktury, ale abstraktní reprezentace např. architektura pro modelování lidského mozku neurony = binární on/off prvky vyšší úroveň abstrakce - jednotky: dlouhodobá paměť, krátkodobá paměť, senzorické orgány, atd.

22 Úrovně abstrakce specifikace architektura na různých úrovních
př. digitální počítače von Neumannova architektura adresovatelná paměť - program, data CPU - zpracování symbolických struktur, větvení input/output  nic nevypovídá o fyzické realizaci

23 Další úroveň abstrakce
definice specifického jazyka např. Lisp - architektura systému pro zpracování seznamů paměť organizována do asociativních struktur, seznamů a seznamů vlastností základní operátory - vytvoření, zrušení seznamu, nalezení položky na seznamu nebo seznamu vlastností, vložení položky na seznam, atd. prvky na seznamech - symboly, mohou indexovat jiné symboly nebo seznamy symbolů

24 Modely lidského nervového systému
definované na 2 různých úrovních konekcionistická symbolická

25 Konekcionistické systémy
elementy velmi zjednodušené a schematické neurony propojené do sítě operátory modifikují síť, resp. modifikují váhu spojení mezi elementy

26 Symbolické systémy elementy
symboly v jedné nebo více pamětech předpoklad - symboly uložené v asociativních strukturách (např. jako v Lispu, nebo sémantické paměti) architektura symbolické sítě - popis systému na vyšší abstraktnější úrovni než konekcionistická architektura