Snapshots of AI methods and applications

Like dokumenter
Snapshots of AI methods and applications

Seksjon for Intelligente Systemer. Agnar Aamodt (Seksjonsleder) Keith Downing (Nestleder)

8.7 Artificial Intelligence

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

Den som gjør godt, er av Gud (Multilingual Edition)

KROPPEN LEDER STRØM. Sett en finger på hvert av kontaktpunktene på modellen. Da får du et lydsignal.

Han Ola of Han Per: A Norwegian-American Comic Strip/En Norsk-amerikansk tegneserie (Skrifter. Serie B, LXIX)

INTELLIGENT TEKNOLOGISK LIV

Kurskategori 2: Læring og undervisning i et IKT-miljø. vår

EN Skriving for kommunikasjon og tenkning

Endelig ikke-røyker for Kvinner! (Norwegian Edition)

E-Learning Design. Speaker Duy Hai Nguyen, HUE Online Lecture

5 E Lesson: Solving Monohybrid Punnett Squares with Coding

Slope-Intercept Formula

FIRST LEGO League. Härnösand 2012

Information search for the research protocol in IIC/IID

Hvordan komme i gang med ArchiMate? Det første modelleringsspråket som gjør TOGAF Praktisk

Neural Network. Sensors Sorter

Samferdselsdepartementet. Kunstig intelligens. Anders Martin Fon. April Samferdselsdepartementet

)RUVNQLQJVPHWRGLNNLQQHQ.XQVWLJLQWHOOLJHQV

Gir vi IKT-kandidatene egnet kompetanse for fremtiden? Morten Dæhlen Dekan

Bostøttesamling

MNFIT 272. Kunstig intelligens (AI) 2002

Hvor mye praktisk kunnskap har du tilegnet deg på dette emnet? (1 = ingen, 5 = mye)

Smart High-Side Power Switch BTS730

What is is expertise expertise? Individual Individual differ diff ences ences (three (thr ee cent cen r t a r l a lones): easy eas to to test

PATIENCE TÅLMODIGHET. Is the ability to wait for something. Det trenger vi når vi må vente på noe

M A M M estre A mbisiøs M atematikkundervisning. Novemberkonferansen 2015

Hvor mye teoretisk kunnskap har du tilegnet deg på dette emnet? (1 = ingen, 5 = mye)

Emnedesign for læring: Et systemperspektiv

Ole Isak Eira Masters student Arctic agriculture and environmental management. University of Tromsø Sami University College

What's in IT for me? Sted CAMPUS HELGELAND, MO I RANA Tid

Enkel og effektiv brukertesting. Ida Aalen LOAD september 2017

Hvordan ser pasientene oss?

Prosjektet Digital kontaktinformasjon og fullmakter for virksomheter Digital contact information and mandates for entities

Dynamic Programming Longest Common Subsequence. Class 27

Bibliotekundervisningens fremtid nytt fokus på metodikk og digitalisering

Genetiske og Adferdsbaserte metoder -> Evolusjonære metoder

Exercise 1: Phase Splitter DC Operation

Perpetuum (im)mobile

Call function of two parameters

HONSEL process monitoring

- En essensiell katalysator i næringsklyngene? Forskningsrådets miniseminar 12. april Mer bioteknologi i næringslivet hvordan?

ISO 41001:2018 «Den nye læreboka for FM» Pro-FM. Norsk tittel: Fasilitetsstyring (FM) - Ledelsessystemer - Krav og brukerveiledning

GEO231 Teorier om migrasjon og utvikling

IT Kunstig intelligens (AI) 2006

Human Factors relevant ved subsea operasjoner?

Graphs similar to strongly regular graphs

buildingsmart Norge seminar Gardermoen 2. september 2010 IFD sett i sammenheng med BIM og varedata

Assignment. Consequences. assignment 2. Consequences fabulous fantasy. Kunnskapsløftets Mål Eleven skal kunne

Ny teknologi gir nye godstransportløsninger

Databases 1. Extended Relational Algebra

Hvor mye teoretisk kunnskap har du tilegnet deg på dette emnet? (1 = ingen, 5 = mye)

Moving Objects. We need to move our objects in 3D space.

Hybrid Cloud and Datacenter Monitoring with Operations Management Suite (OMS)

Nærings-PhD i Aker Solutions

Hva er din dårligste egenskap?/what is your worst asset? Utålmodig/Impatient

The regulation requires that everyone at NTNU shall have fire drills and fire prevention courses.

Capturing the value of new technology How technology Qualification supports innovation

koordinering og samhandling i perioperativt arbeid

VELKOMMEN TIL WHAT S HOT #EVRYWHATSHOT

FREMTIDENS SIKKERHETS- UTFORDRINGER

THE MONTH THE DISCIPLINE OF PRESSING

Litteraturoversikter i vitenskapelige artikler. Hege Hermansen Førsteamanuensis

CAMES. Technical. Skills. Overskrift 27pt i to eller flere linjer teksten vokser opad. Brødtekst 22pt skrives her. Andet niveau.

Level Set methods. Sandra Allaart-Bruin. Level Set methods p.1/24

Metodisk kvalitetsvurdering av systematisk oversikt. Rigmor C Berg Kurs H, mars 2019

TEKSTER PH.D.-VEILEDERE FREMDRIFTSRAPPORTERING DISTRIBUSJONS-E-POST TIL ALLE AKTUELLE VEILEDERE:

Geir Lieblein, IPV. På spor av fremragende utdanning NMBU, 7. oktober 2015 GL

Speed Racer Theme. Theme Music: Cartoon: Charles Schultz / Jef Mallett Peanuts / Frazz. September 9, 2011 Physics 131 Prof. E. F.

GEOV219. Hvilket semester er du på? Hva er ditt kjønn? Er du...? Er du...? - Annet postbachelor phd

GYRO MED SYKKELHJUL. Forsøk å tippe og vri på hjulet. Hva kjenner du? Hvorfor oppfører hjulet seg slik, og hva er egentlig en gyro?

Digital Transformasjon

Sikkert Drillingnettverk på CAT-D Rig

IT 272. Kunstig intelligens (AI) 2000

Den europeiske byggenæringen blir digital. hva skjer i Europa? Steen Sunesen Oslo,

Emneevaluering GEOV272 V17

Andrew Gendreau, Olga Rosenbaum, Anthony Taylor, Kenneth Wong, Karl Dusen

Midler til innovativ utdanning

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen PSY1010 PSYC1100 Forskningsmetode I vår 2013

INF2820 Datalingvistikk V2018 Forelesning 1 del 1, 15. jan. Jan Tore Lønning

Improving Customer Relationships

Eksamen ENG1002/1003 Engelsk fellesfag Elevar og privatistar/elever og privatister. Nynorsk/Bokmål

SAMPOL115 Emneevaluering høsten 2014

P(ersonal) C(omputer) Gunnar Misund. Høgskolen i Østfold. Avdeling for Informasjonsteknologi

Hvordan etablere "objektive" standarder ved eksamen?» Rolf Vegar Olsen Institutt for lærerutdanning og skoleforskning

Dybdelæring i læreplanfornyelsen

Familieeide selskaper - Kjennetegn - Styrker og utfordringer - Vekst og nyskapning i harmoni med tradisjoner

KEEPING THE WORLD MOVING. Ferske data til navigasjonssystemer fra datafangst til sluttbruker

STILLAS - STANDARD FORSLAG FRA SEF TIL NY STILLAS - STANDARD

Øystein Haugen, Professor, Computer Science MASTER THESES Professor Øystein Haugen, room D

European Crime Prevention Network (EUCPN)

Software applications developed for the maritime service at the Danish Meteorological Institute

eoperasjoner OMS oppgaver

Bærekraftig FM til tiden/ Bærekraftig FM på tid

TEKSTER PH.D.-KANDIDATER FREMDRIFTSRAPPORTERING

Hvordan jobber reiselivsgründere med sine etableringer? Sølvi Solvoll Klyngesamling, Bodø

INF2820 Datalingvistikk V2017 Forelesning 1.1, 16.1 Jan Tore Lønning

Transkript:

Snapshots of AI methods and applications Agnar Aamodt and Lester Solbakken (with thanks to Keith Downing) Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap Seksjon for Intelligente Systemer NTNU

Hva er Kunstig intelligens 1 AI = Things that make you go WOW! or?? Well, somewhat more sober although more dull: AI enables systems to perform tasks in ways that woud be called intelligent if done by humans. AI enables complex problem solving and interaction beyond what other (non-ai) methods do.

Example applications Software: Pro-aktive beslutningsstøttesystemer Automatisk data-analyse Lærende systemer, f.eks.: Anbefalingssystemer AI i spill Ansiktsgjenkjenning Naturlig språk Robotnavigering, syn, planlegging Adapterende GUI... Embedded systems Intelligente komponenter i totalsystemer (hardware + software) Annen hardware: Autonome roboter Online bildefortolking Samarbeid Planleggingssystemer Hjernesimulering Kognisjonsvitenskap Selvorganiserende systemer

Hva er Kunstig intelligens 2 INFORMATIKK STUDIET AV INTELLIGENTE SYSTEMER RELATERT TIL KOMPUTASJONELLE PROSESSER er delfelt av REALISERING AV DATASYSTEMER SOM KAN SIES Å OPPVISE INTELLIGENT ADFERD - DVS. ' SMARTERE ' SYSTEMER har vitenskapelig perspektiv er koblet via empirisk vitenskapelig metode KUNSTIG INTELLIGENS (AI) har teknologisk perspektiv MATEMATIKK FILOSOFI bygger bl.a. på har metoder har metoder SYMBOLORIENTERTE METODER (KUNNSKAPSBASERTE METODER) KOGNITIV PSYKOLOGI BIOLOGI SUBSYMBOLSKE METODER (BIO-INSPIRERTE METODER)

Core idea AI = Representation + Search The concept of search plays an important role in science and engineering Any problem whatsoever can be seen as a search for the right answer or at least a good answer This search can be viewed to take place in a problem space, which constrains the search through its representation

SØKING I TILSTANDSROM (PROBLEMROM) starttilstand mellomtilstander måltilstander traverserte søkeveier mislykkede noder aktive noder node der testing pågår Sentralt i enhver AI-metode er en eller flere søkestrategier for traversering av tilstandsrommet (søkerommet) fra en starttilstand til en egnet måltilstand.

KUNNSKAPSBASERTE (SYMBOLORIENTERTE) METODER - UTVIKLINGSTRENDER Heuristiske regler Regelbaserte systemer (f.eks.: MYCIN)

KUNNSKAPSBASERTE METODER - UTVIKLINGSTRENDER Kontroll-kunnskap Heuristiske regler Eksplisitt kontrollkunnskap (f.eks. NEOMYCIN) - kunnskap om typer regler for typer tilstander

KUNNSKAPSBASERTE METODER - UTVIKLINGSTRENDER Kontroll-kunnskap Heuristiske regler Dyp kunnskap Dypere modeller, lærebok-kunnskap - flere relasjoner, semantiske nett, rammer (f.eks. CASNET)

KUNNSKAPSBASERTE METODER - UTVIKLINGSTRENDER Kontroll-kunnskap Heuristiske regler Spesifikke case Dyp kunnskap Fra generell kunnskap til situasjons-spesifikke case (f.eks. CYRUS, PROTOS) - case-basert resonnering

The Case-Based Reasoning (CBR) Cycle (Aamodt&Plaza 1994)

KUNNSKAPSBASERTE METODER - UTVIKLINGSTRENDER Kontroll-kunnskap Heuristiske regler Spesifikke case Dyp kunnskap Integrerte systemer (f.eks. SOAR, CREEK, META-AQUA) - totalarkitekturer for intelligent problemløsning

Herb Simon Push

Hypen rundt A.I. in three to eight years we will have a machine with the general intelligence of an average human being. I mean a machine that will be able to read Shakespeare, grease a car, play office politics, tell a joke, and have a fight. At that point, the machine will start to educate itself with fantastic speed. In a few months it will be at genius level and a few months after that its powers will be incalculable. Marvin Minsky i 1970!

A computer chess success http://www.youtube.com/watch?v=njarxpyyofi

AI state of the art examples Google's Driverless Car: http://www.youtube.com/watch?v=4zofntkxmvq IBM Watson: http://www.youtube.com/watch?v=fc3irywr4c8

Push

Subsymbolic / Bio-inspired AI Methods

Emergence The signal feature of life is not the carbon-based substrate...(but)...that the local dynamics of a set of interacting entities (e.g. molecules, cells, etc.) supports an emergent set of global dynamical structures which stabilize themselves by setting the boundary conditions within which the local dynamics operates (Charles Taylor, biologist, UCLA)

Swarm Intelligence Follow Trail Find Food Make Trail

Termite Arch-Building (Stigmergy) Turtles, Termites and Traffic Jams: Explorations in Massively Parallel Microworlds (Resnick, 1994) pheremone

Columns to Arches Positive Feedback: Pheromone Concentration in middle gets higher and higher as more dirt balls are added.

Emergence examples http://www.red3d.com/cwr/boids/ http://www.youtube.com/watch?v=sqrtn1urczi

Ubiquity of Emergence

Emergence & Intelligence Emergence Spectrum How does intelligent behavior arise from the interactions of 100 billion neurons, without central control? How has the brain evolved?

Evolutionary Progressions along the Intelligence Spectrum Living organisms Computers Sense & Act: 10,000,000+ years. 15+ years Reason: 100,000+ years. 30+ years Calculate: 1,000+ years 50+ years Evolution of reasoning was tightly constrained and influenced by sensorimotor capabilities. Else extinction! GOFAI systems are often in their own little worlds, making unreasonable assumptions about independent sensorimotor apparatus. To achieve AI s scientific goal of understanding human intelligence, the road from sense-and-act to reasoning via simulated evolution may be the only way.

Cognitive Incrementalism Tacit assumption of SEAI research. Cognition (and hence common sense) is an extension of sensorimotor behavior. This is the idea that you do indeed get full-blown, human cognition by gradually adding bells and whistles to basic (embodied, embedded) strategies of relating to the present at hand Mindware, pg. 135 (Andy Clark, 2001). I am, therefore I think. Brooks, Steels, Pfeifer, Scheier, Beer, Thelens, Nolfi, Floreano

Darwinian Evolution Physiological, Behavioral Phenotypes Natural Selection Ptypes Morphogenesis Reproduction Sex Genotypes Recombination & Mutation Gtypes Genetic

Evolutionary Algorithms Parameters, Code, Neural Nets, Rules Semantic Performance Test P,C,N,R Translate R &M Generate Bit Strings Syntactic Recombination & Mutation Bits

Artificial Neural Networks

World Model Behav Gen Body GOFAI World Brain Connectionism World Model Behav Gen Body World SEAI The world is its own best model Rodney Brooks World Model Behav Gen Body World Brain

GOFAI -vs- SEAI Brittle Nerds -vs- Well-Rounded Insects Knowledge Selection Pressure GOFAI SEAI Knowledge Cramming -vs- Adaptive Systems

Integrated methods: Cognitive architectures (eks: LIDA)

IDIs Gruppe for Intelligente Systemer - Organisering i 3 hovedområder Kunnskapsbaserte systemer Case-basert resonnering Kunnskapsmodellering Intelligente agenter Adaptive brukergrensesnitt Usikkerhetsbehandling/grafiske modeller Bildebehandling/kunstig syn Maskinlæring/datamining. Selvorganiserende systemer Evolusjonære metoder Konneksjonisme Nevrovitenskap Kunstig liv Maskinlæring Språkteknologi Naturlig språklig fortåelse Beregnbar logikk Tekstmining BusTuc 31 ansatte: 11 heltidsstillinger 4 Deltid 3 Forskere 13 PhD studenter 30 40 MSc studenter per år

NTNU NTNU

Intelligent Systems Group - Scientific Staff

Intelligent Systems Group PhD Candidates

Fagplan - DIS Basisfag Høst Logikk og resonnerende systemer (AI-1) Videregående fag, Høst Statistisk bildeanalyse og læring Kunnskapsrepresentasjon Maskinlæring og case-basert resonnering Kunstig intelligens programmering Vår Metoder i kunstig intelligens (AI-2) Bildeteknikk Vår Datasyn Sub-symbolske AI-metoder Naturlig språk grensesnitt Distribuert AI og intelligente agenter Intelligente brukergrensesnitt Ca. 10-12 teoriemner, fordypning (3.75 Bt) 3-4 dr.gradsemner

IDI, AI-gruppa: Forskningsområder Kunnskapsbaserte systemer Kunnskapsmodellering, maskinlæring, case-basert resonnering, usikkerhetsbehandling, intelligente agenter, adaptive brukergrensesnitt, bildetolkning, kunstig syn, rådgiviningssystemer. Selvorganiserende systemer Evolusjonære metoder, konneksjonisme, nevrovitenskap, kunstig liv, maskinlæring, intelligent hardware. Språkteknologi Naturlig språklig fortåelse, beregnbar logikk, grensesnitt mot databaser, tekstmining, maskinell oversettelse.

A master thesis in AI at IDI a few examples

Eksempler på master-oppgaver Improved game AI through case-based and statistical reasoning

Eksempler på master-oppgaver

Eksempler på master-oppgaver

Eksempler på master-oppgaver Bilde- og/eller Video-analyse (Her: Segmentere bilder av karbonfiberarmert epoxy)

Eksempler på master-oppgaver Bilde- og/eller Video-analyse (Her: Segmentere bilder av fisk i Mauritius)

Eksempler på master-oppgaver Robots (pictured) that interact with either a real or simulated other robot. Within our PUCKER system, researchers and students can easily test their AI control strategies on this type of robot (epucks).

Eksempler på master-oppgaver Intelligent Hardware Today s hardware technologies, especially Field programmable Gate Arrays (FPGAs), provide many possibilities for the creation of intelligent Hardware - that is AI techniques embedded in hardware. Such embedding may be for the purpose of speed-up of a given AI technique for perhaps real-time application requirements or for the purpose of creating hardware circuits, applying bioinspired techniques as the design technique. The latter is known as the field of Evolvable Hardware and includes applications in today s technology and approaches to achieve computation in tomorrow s technology. Application areas range from Vision, art to electronic circuits.

Eksempler på master-oppgaver Språkteknologi - maskinoversetting

Eksempler på master-oppgaver

Eksempler på master-oppgaver Textual CBR. Discovery of causal relations in incident reports An incident report (i.e., a 'textual case') describes how a problem unfolds. That is, the story starts with less important 'symptoms'/evidence which, in turn, triggers/causes more serious ones, and this chain of evidence ends up with an undesired, anomalous event. It is important to identify the events when they are small, and discover the causal mechanisms underlying the chain of events. Use of eye-tracking in the selection of important features in a text and determining how important they are - the latter is called 'weighting. This in cooperation with people at Dragvoll.

Eksempler på master-oppgaver Computer Assisted Assessment and Treatment of Pain Probabilistic networks, Rules, CBR, meta-level reasoning

Eksempler på master-oppgaver Data mining and Decision support in Fish Farming

Eksempler på master-oppgaver Evolving Populations of Social Insects to Perform Annular Sorting Vegard Hartmann Acting Sensing P = Pick up F = Forward L = Left D = Deposit B = Backward R = Right Andre Hei Vik

Eksempler på master-oppgaver Fitness Evaluation

Eksempler på master-oppgaver Three-object annular structure

Eksempler på master-oppgaver Reducing unwanted down.me in oil drilling One day of unwanted downtime on this rig means increased cost of 1,6 MNOK for the ongoing drilling operation. Providing the relevant experience and getting the right information precisely when needed will reduce unwanted operational downtime. The result is a more reliable drilling process, reduced drilling costs, and increased productivity.

Eksempler på master-oppgaver Improved decision support through experience capture and reuse pa9ern analysis case based reasoning

IDIs AI-gruppe har deltatt i etablering av tre spin-off selskaper: - LingIT AS - naturlig språk tolkning og dialogsystemer - Trollhetta AS - bildeanalyse og beslutningsstøtte - Verdande Technology AS - erfarings-lagring og aktiv gjenbruk, primært innen oljeboring

Eksempler på master-oppgaver

AI s 10 to Watch (IEEE Jour. Int. Syst. 2008) AI and natural language AI for autonomous robotic cars Image statistics in computational photography Lightning up the semantic web Learning representations for visual scenes Multimodal perception of human nonverbal behaviours AI and ontology technologies Human computation Combining logic and probability Logics and statistics for complex networks

AI - covers a lot of methods and application areas - is interesting, useful, and fun So, learn your - basic AI formalisms, such as - logics - representations - state-space search methods Link to videos shown (and more!): http://videolectures.net/aaai07/ http://videolectures.net/aaai08/ http://videolectures.net/ijcai09_video_competition/ A useful link to all of AI: http://www.aaai.org/aitopics

Evolutionary Computation