Grundlagen Künstlicher Kognition

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State of the art

David Marr's levels of analysis

Grenzen des Behaviorismus

Geschichte der KI

Links

General Info

"The history of AI has had cycles of success, misplaced optimism, and resulting cutbacks in enthusiasm and funding." - RN

"There have also been cycles of introducing new creative approaches and systematically refining the best ones." - RN

"AI has advanced more rapidly in the past decade because of greater use of the scientific method in experimenting with and comparing approaches." - RN

"Recent progress in understanding the theoretical basis for intelligence has gone hand in hand with improvements in the capabilities of real systems." - RN

"The subfields of AI have become more integrated, and AI has found common ground with other disciplines." - RN

Tragezeit - pré 56'

1943

"McCulloch and Pitts suggested that suitably defined networks could learn." - RN

1949

"Donald Hebb demonstrated a simple updating rule for modifying the connection strengths between neurons. His rule, now called Hebbian learning, remains an influential model to this day." - RN

1950

"Two undergraduate students at Harvard, Marvin Minsky and Dean Edmonds, built the first neural network computer." - RN

Alan Turing's Papar: Computing Machinery and Intelligence - Turing Test

Geburt

1956

See Dartmouth Conferences

Golden Years - 56' à 74'

"The years after the Dartmouth conference were an era of discovery, of sprinting across new ground. The programs that were developed during this time were, to most people, simply "astonishing": computers were solving algebra word problems, proving theorems in geometry and learning to speak English." - Wiki

"Researchers expressed an intense optimism in private and in print, predicting that a fully intelligent machine would be built in less than 20 years." - Wiki

AI-Winter - 74' à 80'

"In the 70s, AI was subject to critiques and financial setbacks. AI researchers had failed to appreciate the difficulty of the problems they faced." - Wiki

"At the same time, the field of connectionism (or neural nets) was shut down almost completely for 10 years by Marvin Minsky's devastating criticism of perceptrons." - Wiki

First boom - 80' à 89'

"The first successful commercial expert system, R1, began operation at the Digital Equipment Corporation (McDermott, 1982)." - RN

"In 1981, the Japanese announced the “Fifth Generation” project, a 10-year plan to build intelligent computers running Prolog." - RN

"Overall, the AI industry boomed from a few million dollars in 1980 to billions of dollars in 1988..." - RN

Second Winter

AI-Reloaded

AI-Reloaded

Vorlesung

Klassische KI

Symbol-basierter Ansatz

Physical Symbol System Hypothesis (Newell & Simon)

Alles, was intelligentes Handeln hervorbringt, ist notwendig ein PSS und jedes hinreichend mächtige PSS bringt intelligentes Handeln hervor.

"Thinking is based on the use of symbolic descriptions and description-manipulating processes to represent a variety of kinds of knowledge..." - Minsky & Papert

Fokus auf Wissen, Schließen und Problemlösen in begrenzten, exakt formalisierbaren Domänen

Moderne KI

Fokus auf Handeln und Lernen von „intelligenten Agenten“ in realen Umgebungen

Ziele & Definitionen

Vorlesung

Verwendung des Begriffs 'Kognition' anstatt von 'Intelligenz', denn die Begriffsbestimmung gestaltet sich schwieriger!

Kognition kann als Informationsverarbeitung verstanden werden. ➔ Computermodell des Geistes

Kognitive Systeme (KogS)

Funktionsbasierte Betrachtung

Systeme mit kognitiven Leistungen

Prozessbasierte Betrachtung

Systeme mit der Fähigkeit: Erkenntnis und Wissen zu haben oder aufzubauen und basierend darauf auch in neuen Situationen angepasst handeln zu können.

Eigenschaften eines Kog.S

autonom: eigenständige Zielsetzung sowie Strategien/Aktionen

kompetent: handeln wissensbasiert, neuen Situationen gewappnet

adaptiv: dynamische Anpassung an Umgebungsverhältnisse

lernfähig: Aufbau von Wissen und Kompetenz aus Erfahrung

interaktiv: strategische Interaktion mit anderen Systemen (bspw. Menschen)

"Künstliche Intelligenz ist ein Teilgebiet der Informatik, welches sich mit der Automatisierung intelligenten Verhaltens befasst." - Wiki

"Artificial intelligence (AI) is intelligence exhibited by machines." - Wiki

"The field of artificial intelligence, or AI, goes further still: it attempts not just to understand but also to build intelligent entities." - RN

"AI is one of the newest fields in science and engineering." - RN

Beitrag anderer Diziplinen

Mathematik

Logik, Wahrscheinlichkeitstheorie, lineare Algebra...

Economics

Game theory, decision theory, operations research, utility theory...

Informatik

Contribution of computer engineering: efficient computers

Kybernetik

Selbstregulation eines Systems

Neurowissenschaften

Kognitionswissenschaften

Psychologie

"Psychologists adopted the idea that humans and animals can be considered information processing machines" - RN

Philosophie

Conclusion and inference making, mind and brain, from where comes knowledge, knowledge and action

Was ist natürliche Dummheit?

Linguistik

Relation between language and thought

Vorlesung

Philosophie

Schulen

Dualismus

Geist und Körper existieren nebeneinander und
bestehen in voneinander getrennten Welten.

Materialismus

Es gibt nur Materie.

Dualismus (Descartes)

Leib und Seele existieren getrennt voneinander
und bestehen aus verschiedenen „Substanzen“.

Rationalismus

Wissen entsteht durch rationales Denken

Funktionalismus

Das Gehirn ist Objekt und als solches Teil des Körpers

Körper/Geist - Leib/Seele Problem

Epistemologische Fragen

Linguistik

Informatik

Formalisierung der Berechenbarkeit

Psychologie

Denken als Gegenstand „exakter“ naturwissenschaftlicher Untersuchung

Strömungen

Behaviorismus

Kognitivismus

Kognitive Psychologie

Theorien für viele Aspekte der kognitiven Verarbeitung in Form von Prozessierungsmodellen

Kognitive Neuropsychologie

Konnektionismus

Abkehr von reiner Symbolverarbeitung und der strikten
Trennung zwischen Wissen (Repräsentation) und Verarbeitung

Bsp.: Spreading activation: assoziative Gedächtnisse (Quillian, Collins, Loftus)

Bsp.: Künstliche neuronale Netze

1 Berechnung (computational)

2 Algorithmus (algorithmic)

3 Implementierung (implementation)

Wie wird berechnet? Welche Eingaben führen zu welchen Ausgaben/Effekten?

Welche Repräsentationen?

Welche Algorithmen/Prozesse/Methoden?

Physikalische Realisierung

zielgerichtet: verfolgen Ziele und Zwecke

Was wird berechnet?