Proč?. pokud jsme schopni vytvořit stroj, který bude úlohu řešit problém je algoritmizovatelný příklad.

Prezentace na téma: "Proč?. pokud jsme schopni vytvořit stroj, který bude úlohu řešit problém je algoritmizovatelný příklad."— Transkript prezentace:

1 proč?

2 pokud jsme schopni vytvořit stroj, který bude úlohu řešit problém je algoritmizovatelný příklad

3 když to nejde

4 online úloha data se mění v průběhu řešení data nejsou dopředu známa ale to v zásadě nevadí, je to jen komplikace více cílových stavů potřebujeme strategii předvídat tah soupeře zhodnotit různá řešení strategie = dlouhodobý plán kroků nutných k dosažení cíle

5 Stroj projde Turingovým testem, pokud skutečný člověk po položení několika písemných otázek nedokáže rozlišit, jestli odpověď pochází od stroje nebo od (skrytého) člověka. rozpoznání obrazu, zpracování obrazu (identifikace písemné otázky) robotika, manipulátory (příjem otázky nebo jiného objektu) zpracování přirozeného jazyka (zpracování textu otázky a „porozumění“ otázce) strojové učení (vytvoření databáze znalostí, která se použije k zodpovězení otázky) reprezentace znalostí (ukládání informací naučených během provozu a jejich vyhledávání) automatické usuzování (vytvoření odpovědi na základě významu otázky a známých znalostí) Alan Turing, 1950

6 Počítač roku 1950 1 × 1 x 0,001Mhz (server x core x frekvence) 1920B RAM 5120B HDD Počítač roku 2011 (1:51) – Watson Počítač roku 2011 90 × 32 × 3,25 GHz > 15TB RAM ∞ HDD

7 Jaká je strategie pro piškvorky (3×3)?

8 Tah na střed Tah na roh, kde je volná diagonála Pokud můžeme dokončit řadu, dokončeme ji Pokud může protihráč dokončit řadu, zablokujme ji Tah na hranu, kde zablokujeme protihráče a současně můžeme vytvořit řadu Tah na volnou hranu, pokud není volná hrana, tah na roh.

9 IF PrvníTah THEN Tah(B2) ELSE IF DruhýTah THEN // máme provést druhý tah // najdeme volnou diagonálu IF Volno(A1) AND Volno(C3) THEN // je volné pole A1 i pole C3 Tah(A1) ELSE Tah(A3) ELSE IF TřetíTah IF Soupeř(A1) THEN // musíme blokovat soupeře tahem na stranu IF Soupeř(A3) THEN Tah(A2) ELSE IF Soupeř(C1) THEN Tah(B1) ELSE IF Soupeř(C3) THEN // musíme blokovat soupeře tahem na stranu IF Soupeř(A3) THEN Tah(B3) ELSE IF Soupeř(C1) THEN Tah(C2) IF NOT TahProveden THEN // nenašli jsme soupeřovu nedokončenou řadu, soupeř táhl špatně IF Můj(A1) THEN //vlastníme pole A1, dokončíme diagonální řadu Tah(C3) ELSE Tah(C1) ELSE //čtvrtý tah // podle přechozího tahu zkusíme vždy nejprve dokončit vodorovnou nebo svislou řadu, potom // zkusíme tah na stranu, kde je poslední možnost vytvořit řadu, pro každý směr je jedno pravidlo IF PředchozíTah = A2 THEN IF Volno(C2) THEN Tah(C2) ELSE Tah(B1) ELSE IF PředchozíTah = B1 THEN IF Volno(B3) THEN Tah(B3) ELSE Tah(C2) ELSE IF PředchozíTah = B3 THEN IF Volno(B1) THEN Tah(B1) ELSE Tah(A2) ELSE IF PředchozíTah = C2 THEN IF Volno(A2) THEN Tah(A2) ELSE Tah(B3)

10 zatím zahrnuje 17 možných tahů

11 situace hrací plochy: pokud začíná počítač: 9 · 7 · 5 · 3 = 945 (105) univerzálně: 9! = 362 880 některé nejsou dosažitelné některé nejsou smysluplné počítač nehraje současně za oba výsledek: něco mezi 30 a 1329 hrací plocha 4×4 = 2,09 · 10 13 hrací plocha 5×5 = 1,55 · 10 25 papír A5 ≈ 1260 polí = 1,6 · 10 3361

12 Velikost programu závisí na velikosti úlohy. Dobrá strategie může snížit složitost úlohy o několik řádů. Málokterá strategie je zaručená. Blokovací strategie nefunguje vůbec. Časová složitost řešení hrubou silou roste faktoriálem. Délka naivního algoritmu roste skoro stejně rychle.

13 Závislost počtu operací na velikosti vstupu. Neříká jak dlouho to bude trvat. Říká jak se to bude zpomalovat. Příklad

14

15

16

17 Transformace úlohy na stavový prostor. Definujeme: možné stavy problému možné přechody z jednotlivých stavů počáteční stavy cílové stavy Celý stavový prostor můžeme reprezentovat pomocí grafu pokud možno stromového pokud možno konečného

18

19

20 Úlohu jsme převedli na: nalezení a výběr nejvhodnějšího přechodu do dalšího stavu už jen potřebujeme zjistit co je nevhodnější stav Můžeme to zkusit alespoň odhadnout každý stav ohodnotíme heuristická funkce – odhad hodnocení vybereme ten nejlepší pro odhad hodnocení stavu musíme zjistit i stavy, které za ním následují algoritmus nahlíží do budoucnosti

21 Hodnocení piškvorky jsou hra s „nulovou sumou“ viz příklad Prohledání úplné prohledávání do šířky úplné prohledávání do hloubky minimaxová metoda, prořezáváníprořezávání 90% algoritmů umělé inteligence

22 Většina umělé inteligence se zabývá tím jak hodnotit stavy jak rychle prohledávat velké stavové prostory