Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Προβλήµατα Ικανοποίησης Περιορισµών

Transcript

1 Περιεχόµενα 1 Εισαγωγή Τι Είναι η Τεχνητή Νοηµοσύνη Ανθρώπινη δράση: Η προσέγγιση µε τη δοκιµασία Turing Ανθρώπινη σκέψη: Η προσέγγιση µε γνωστικά µοντέλα Ορθολογική σκέψη: Η προσέγγιση µε τους νόµους της σκέψης Ορθολογική δράση: Η προσέγγιση µε ορθολογικούς πράκτορες Βασικές Αρχές της Τεχνητής Νοηµοσύνης Φιλοσοφία (428 π.χ. σήµερα) Μαθηµατικά (περ. 800 σήµερα) Οικονοµικά (1776 σήµερα) Νευροεπιστήµες (1861 σήµερα) Ψυχολογία (1879 σήµερα) Τεχνολογία υπολογιστών (1940 σήµερα) Θεωρία ελέγχου και κυβερνητική (1948 σήµερα) Γλωσσολογία (1957 σήµερα) Ιστορία της Τεχνητής Νοηµοσύνης Η κυοφορία της τεχνητής νοηµοσύνης ( ) Η γέννηση της τεχνητής νοηµοσύνης (1956) Πρώιµος ενθουσιασµός, µεγάλες προσδοκίες ( ) Μια δόση ρεαλισµού ( ) Συστήµατα βασισµένα στη γνώση: Το κλειδί της επιτυχίας; ( ) Η τεχνητή νοηµοσύνη γίνεται βιοµηχανία (1980 σήµερα) Η επιστροφή των νευρωνικών δικτύων (1986 σήµερα) Η τεχνητή νοηµοσύνη γίνεται επιστήµη (1987 σήµερα) Η εµφάνιση των ευφυών πρακτόρων (1995 σήµερα) Σύγχρονη Τεχνολογία Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Ευφυείς Πράκτορες Πράκτορες και Περιβάλλοντα Καλή Συµπεριφορά: Η Έννοια της Ορθολογικότητας Μέτρα της απόδοσης Ορθολογικότητα Παντογνωσία, µάθηση και αυτονοµία Φύση των Περιβαλλόντων Καθορισµός του περιβάλλοντος εργασιών Ιδιότητες των περιβαλλόντων εργασιών Η οµή των Πρακτόρων Προγράµµατα πρακτόρων Απλοί αντανακλαστικοί πράκτορες Αντανακλαστικοί πράκτορες βασισµένοι σε µοντέλο Πράκτορες βασισµένοι στους στόχους Πράκτορες βασισµένοι στη χρησιµότητα Πράκτορες που µαθαίνουν Σύνοψη... 87

2 18 Περιεχόµενα Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Επίλυση Προβληµάτων µε Αναζήτηση Πράκτορες Επίλυσης Προβληµάτων Καλά ορισµένα προβλήµατα και λύσεις ιατύπωση προβληµάτων Παραδείγµατα Προβληµάτων Προβλήµατα-παιχνίδια Προβλήµατα του πραγµατικού κόσµου Αναζήτηση Λύσεων Μέτρηση της απόδοσης στην επίλυση προβληµάτων Στρατηγικές Απληροφόρητης Αναζήτησης Αναζήτηση πρώτα κατά πλάτος Αναζήτηση πρώτα κατά βάθος Αναζήτηση περιορισµένου βάθους Αναζήτηση πρώτα κατά βάθος µε επαναληπτική εκβάθυνση Αµφίδροµη αναζήτηση Σύγκριση στρατηγικών απληροφόρητης αναζήτησης Αποφυγή Επαναλαµβανόµενων Καταστάσεων Αναζήτηση µε Μερική Πληροφόρηση Προβλήµατα χωρίς αισθητήρες Προβλήµατα ενδεχοµένων Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Πληροφορηµένη αναζήτηση και εξερεύνηση Στρατηγικές Πληροφορηµένης (Ευρετικής) Αναζήτησης Άπληστη αναζήτηση πρώτα στο καλύτερο Αναζήτηση A*: Ελαχιστοποίηση του ολικού εκτιµώµενου κόστους λύσης Ευρετική αναζήτηση περιορισµένης µνήµης Εκµάθηση καλύτερων τρόπων αναζήτησης Ευρετικές Συναρτήσεις Επίδραση της ευρετικής ακρίβειας στην απόδοση Επινόηση παραδεκτών ευρετικών συναρτήσεων Εκµάθηση ευρετικών µηχανισµών από την εµπειρία Αλγόριθµοι Τοπικής Αναζήτησης και Προβλήµατα Βελτιστοποίησης Αναζήτηση µε αναρρίχηση λόφων Αναζήτηση µε προσοµοιωµένη ανόπτηση Τοπική ακτινική αναζήτηση Γενετικοί αλγόριθµοι Τοπική Αναζήτηση σε Συνεχείς Χώρους Πράκτορες Online Αναζήτησης και Άγνωστα Περιβάλλοντα Προβλήµατα online αναζήτησης Πράκτορες online αναζήτησης Τοπική online αναζήτηση Μάθηση στην online αναζήτηση Σύνοψη

3 Περιεχόµενα 19 Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Προβλήµατα Ικανοποίησης Περιορισµών Προβλήµατα Ικανοποίησης Περιορισµών Αναζήτηση µε Υπαναχώρηση στα Προβλήµατα Ικανοποίησης Περιορισµών Προτεραιότητα µεταβλητών και τιµών ιάδοση πληροφοριών µέσω περιορισµών Ευφυής υπαναχώρηση: Κοιτάζοντας πίσω Τοπική Αναζήτηση στα Προβλήµατα Ικανοποίησης Περιορισµών Η οµή των Προβληµάτων Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Αναζήτηση µε Αντιπαλότητα Παιχνίδια Βέλτιστες Αποφάσεις στα Παιχνίδια Βέλτιστες στρατηγικές Ο αλγόριθµος minimax Βέλτιστες αποφάσεις στα παιχνίδια πολλών παικτών Κλάδεµα Άλφα Βήτα Ατελείς Αποφάσεις σε Πραγµατικό Χρόνο Συναρτήσεις αξιολόγησης Αποκοπή αναζήτησης Παιχνίδια που Εµπεριέχουν Στοιχείο Τύχης Αξιολόγηση θέσης σε παιχνίδια µε κόµβους τύχης Πολυπλοκότητα της expectiminimax Παιχνίδια µε τραπουλόχαρτα Προηγµένα Προγράµµατα Παιχνιδιών Συζήτηση Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Λογικοί Πράκτορες Πράκτορες Βασισµένοι στη Γνώση Ο Κόσµος του Wumpus Λογική Προτασιακή Λογική: Μια Πολύ Απλή Λογική Σύνταξη Σηµασιολογία Μια απλή βάση γνώσης Συµπερασµός Ισοδυναµία, εγκυρότητα και ικανοποιησιµότητα Πρότυπα Συλλογιστικής στην Προτασιακή Λογική Ανάλυση Αλυσίδα εκτέλεσης προς τα εµπρός και προς τα πίσω Αποτελεσµατικός Προτασιακός Συµπερασµός Ένας πλήρης αλγόριθµος υπαναχώρησης

4 20 Περιεχόµενα Αλγόριθµοι τοπικής αναζήτησης ύσκολα προβλήµατα ικανοποιησιµότητας Πράκτορες Βασισµένοι στην Προτασιακή Λογική Εύρεση γουβών και wumpus µε τη χρήση λογικού συµπερασµού Παρακολούθηση της θέσης και του προσανατολισµού Πράκτορες βασισµένοι σε κύκλωµα Μια σύγκριση Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Λογική Πρώτης Τάξης Μια εύτερη Ματιά στην Αναπαράσταση Σύνταξη και Σηµασιολογία της Λογικής Πρώτης Τάξης Μοντέλα για τη λογική πρώτης τάξης Σύµβολα και ερµηνείες Όροι Ατοµικές προτάσεις Σύνθετες προτάσεις Ποσοδείκτες Ισότητα Χρήση της Λογικής Πρώτης Τάξης Ισχυρισµοί και ερωτήµατα στη λογική πρώτης τάξης Το πεδίο των συγγενειών Αριθµοί, σύνολα και λίστες Ο κόσµος του wumpus Μηχανική Γνώσης στη Λογική Πρώτης Τάξης Η διαδικασία της µηχανικής της γνώσης Το πεδίο των ηλεκτρονικών κυκλωµάτων Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Συµπερασµός στη Λογική Πρώτης Τάξης Προτασιακός Συµπερασµός και Συµπερασµός Πρώτης Τάξης Κανόνες συµπερασµού για ποσοδείκτες Αναγωγή στον προτασιακό συµπερασµό Ενοποίηση και Ανύψωση Ένας κανόνας συµπερασµού πρώτης τάξης Ενοποίηση Αποθήκευση και ανάκτηση Προς τα Εµπρός Αλυσίδα Εκτέλεσης Οριστικές προτάσεις πρώτης τάξης Ένας απλός αλγόριθµος προς τα εµπρός αλυσίδας εκτέλεσης Αποδοτική προς τα εµπρός αλυσίδα εκτέλεσης Αυξητική προς τα εµπρός αλυσίδα εκτέλεσης Προς τα Πίσω Αλυσίδα Εκτέλεσης Ένας αλγόριθµος προς τα πίσω αλυσίδας εκτέλεσης Λογικός προγραµµατισµός Αποδοτική υλοποίηση λογικών προγραµµάτων Πλεονάζων συµπερασµός και ατέρµονες βρόχοι

5 Περιεχόµενα 21 Λογικός προγραµµατισµός µε περιορισµούς Ανάλυση Συζευκτική κανονική µορφή για τη λογική πρώτης τάξης Ο κανόνας συµπερασµού για την ανάλυση Παραδείγµατα απόδειξης Πληρότητα ανάλυσης Χειρισµός της ισότητας Στρατηγικές ανάλυσης Προτίµηση µοναδιαίων προτάσεων Σύνολο υποστήριξης Ανάλυση εισόδου Υπαγωγή Αποδείκτες θεωρηµάτων Επέκταση της Prolog Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Αναπαράσταση της Γνώσης Οντολογική Μηχανική Κατηγορίες και Αντικείµενα Φυσική σύνθεση Μετρήσεις Ουσίες και αντικείµενα Ενέργειες, Καταστάσεις, και Συµβάντα Η οντολογία του λογισµού καταστάσεων Περιγραφή ενεργειών στο λογισµό καταστάσεων Επίλυση του προβλήµατος πλαισίου αναπαράστασης Επίλυση του προβλήµατος πλαισίου συµπερασµού Χρόνος και λογισµός συµβάντων Γενικευµένα συµβάντα ιαδικασίες ιαστήµατα Ρευστά και αντικείµενα ιανοητικά Συµβάντα και ιανοητικά Αντικείµενα Μια τυπική θεωρία πεποιθήσεων Γνώση και πεποίθηση Γνώση, χρόνος, και δράση Ο Κόσµος Των ιαδικτυακών Αγορών Σύγκριση προσφορών Συστήµατα Συλλογιστικής για τις Κατηγορίες Σηµασιολογικά δίκτυα Περιγραφικές λογικές Συλλογιστική µε Πληροφορίες Προεπιλογών Ανοικτοί και κλειστοί κόσµοι Η άρνηση ως αποτυχία και η σηµασιολογία ευσταθούς µοντέλου Οροθέτηση και λογική προεπιλογών Συστήµατα ιατήρησης Αλήθειας Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις

6 22 Περιεχόµενα 11 Σχεδιασµός Το Πρόβληµα του Σχεδιασµού Η γλώσσα των προβληµάτων σχεδιασµού Εκφραστικότητα και επεκτάσεις Παράδειγµα: Αεροµεταφορά φορτίων Παράδειγµα: Το πρόβληµα της ρεζέρβας Παράδειγµα: Ο κόσµος των κύβων Σχεδιασµός µε Αναζήτηση στο Χώρο Καταστάσεων Προς τα εµπρός αναζήτηση στο χώρο καταστάσεων Προς τα πίσω αναζήτηση στο χώρο καταστάσεων Ευρετικές συναρτήσεις για προς τα πίσω αναζήτηση στο χώρο καταστάσεων Σχεδιασµός Μερικής ιάταξης Ένα παράδειγµα προβλήµατος σχεδιασµού µερικής διάταξης Σχεδιασµός µερικής διάταξης µε µη δεσµευµένες µεταβλητές Ευρετικές συναρτήσεις για το σχεδιασµό µερικής διάταξης Γραφήµατα Σχεδιασµού Γραφήµατα σχεδιασµού για εκτίµηση ευρετικού µηχανισµού Ο αλγόριθµος GRAPHPLAN Τερµατισµός του GRAPHPLAN Σχεδιασµός µε Προτασιακή Λογική Περιγραφή προβληµάτων σχεδιασµού µε προτασιακή λογική Πολυπλοκότητα των προτασιακών κωδικοποιήσεων Ανάλυση των Προσεγγίσεων Σχεδιασµού Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Σχεδιασµός και ράση στον Πραγµατικό κόσµο Χρόνος, Χρονοδιαγράµµατα, και Πόροι Χρονοπρογραµµατισµός µε περιορισµούς πόρων Σχεδιασµός µε Ιεραρχικά ίκτυα Εργασιών Αναπαράσταση των αποσυνθέσεων ενεργειών Τροποποίηση του πράκτορα σχεδιασµού για τις αποσυνθέσεις Συζήτηση Σχεδιασµός και Ενέργειες σε µη Αιτιοκρατικά Πεδία Σχεδιασµός Υπό Συνθήκη Σχεδιασµός υπό συνθήκη σε πλήρως παρατηρήσιµα περιβάλλοντα Σχεδιασµός υπό συνθήκη σε µερικώς παρατηρήσιµα περιβάλλοντα Παρακολούθηση Εκτέλεσης και Επανασχεδιασµός Συνεχής Σχεδιασµός Πολυπρακτορικός Σχεδιασµός Συνεργασία: συνδυασµένοι στόχοι και πλάνα Πολυσωµατικός σχεδιασµός Μηχανισµοί συντονισµού Ανταγωνισµός Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις

7 Περιεχόµενα Αβεβαιότητα ράση Υπό Αβεβαιότητα Χειρισµός της αβέβαιης γνώσης Αβεβαιότητα και ορθολογικές αποφάσεις Σχεδίαση για έναν πράκτορα που χρησιµοποιεί τη θεωρία αποφάσεων Βασική Σηµειογραφία Πιθανοτήτων Προτάσεις Ατοµικά συµβάντα Εκ των προτέρων πιθανότητα Υπό συνθήκη πιθανότητα Τα Αξιώµατα των Πιθανοτήτων Χρήση των αξιωµάτων των πιθανοτήτων Γιατί είναι εύλογα τα αξιώµατα των πιθανοτήτων Συµπερασµοί Με Πλήρεις Συνδυασµένες Κατανοµές Πιθανότητας Ανεξαρτησία Ο Κανόνας του Bayes και η Χρήση του Εφαρµογή του κανόνα του Bayes: Η απλή περίπτωση Χρήση του κανόνα του Bayes: Συνδυασµός µαρτυριών Εκ Νέου Επίσκεψη στον Κόσµο του Wumpus Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις Πιθανοτική Συλλογιστική Αναπαράσταση Γνώσης σε ένα Αβέβαιο Πεδίο Η Σηµασιολογία των ικτύων Bayes Αναπαράσταση της πλήρους συνδυασµένης κατανοµής Μια µέθοδος για την κατασκευή δικτύων Bayes Συµπαγής αναπαράσταση και διάταξη κόµβων Σχέσεις υπό συνθήκη ανεξαρτησίας σε δίκτυα Bayes Αποδοτική Αναπαράσταση Για Υπό Συνθήκη Κατανοµές ίκτυα Bayes µε συνεχείς µεταβλητές Ακριβής Συµπερασµός σε ίκτυα Bayes Συµπερασµός µε απαρίθµηση Ο αλγόριθµος απαλοιφής µεταβλητών Η πολυπλοκότητα του ακριβούς συµπερασµού Αλγόριθµοι οµαδοποίησης Προσεγγιστικός Συµπερασµός σε ίκτυα Bayes Μέθοδοι άµεσης δειγµατοληψίας Απορριπτική δειγµατοληψία σε δίκτυα Bayes Στάθµιση πιθανότητας Συµπερασµός µε προσοµοίωση αλυσίδας Markov Επέκταση των Πιθανοτήτων σε Αναπαραστάσεις Πρώτης Τάξης Άλλες Προσεγγίσεις στην Αβέβαιη Συλλογιστική Μέθοδοι βασισµένες σε κανόνες για την αβέβαιη συλλογιστική Αναπαράσταση της άγνοιας: Η θεωρία Dempster Shafer Αναπαράσταση της αοριστίας: Ασαφή σύνολα και ασαφής λογική Σύνοψη Βιβλιογραφικές και ιστορικές σηµειώσεις Ασκήσεις

8 24 Περιεχόµενα 15 Πιθανοτική Συλλογιστική στο Χρόνο Χρόνος και Αβεβαιότητα Καταστάσεις και παρατηρήσεις Στάσιµες διαδικασίες και η υπόθεση Markov Συµπερασµός σε Χρονικά Μοντέλα Φιλτράρισµα και πρόβλεψη Εξοµάλυνση Εύρεση της πλέον πιθανής ακολουθίας Κρυφά Μοντέλα Markov Απλοποιηµένοι αλγόριθµοι πίνακα Φίλτρα Kalman Ενηµέρωση κατανοµών Gauss Ένα απλό µονοδιάστατο παράδειγµα Η γενική περίπτωση Εφαρµοσιµότητα του φιλτραρίσµατος Kalman υναµικά ίκτυα Bayes Κατασκευή δικτύων DBN Ακριβής συµπερασµός στα δίκτυα DBN Προσεγγιστικός συµπερασµός στα δίκτυα DBN Αναγνώριση Οµιλίας Ήχοι οµιλίας Λέξεις Προτάσεις ηµιουργία ενός συστήµατος αναγνώρισης οµιλίας Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Λήψη Απλών Αποφάσεων Συνδυασµός Πεποιθήσεων και Επιθυµιών υπό Αβεβαιότητα Η Βάση της Θεωρίας Χρησιµότητων Περιορισµοί ως προς τις ορθολογικές προτιµήσεις Και εγένετο Χρησιµότητα Συναρτήσεις Χρησιµότητας Η χρησιµότητα των χρηµάτων Κλίµακες χρησιµότητας και αποτίµηση χρησιµότητας Πολυκριτηριακές Συναρτήσεις Χρησιµότητας Κυριαρχία οµή προτίµησης και πολυκριτηριακή χρησιµότητα Προτιµήσεις χωρίς αβεβαιότητα Προτιµήσεις µε αβεβαιότητα ίκτυα Αποφάσεων Αναπαράσταση ενός προβλήµατος απόφασης µε ένα δίκτυο αποφάσεων Αξιολόγηση δικτύων αποφάσεων Η Αξία των Πληροφοριών Ένα απλό παράδειγµα Ένας γενικός τύπος Ιδιότητες της αξίας των πληροφοριών Υλοποίηση ενός πράκτορα συλλογής πληροφοριών Έµπειρα Συστήµατα της Θεωρίας Αποφάσεων Σύνοψη

9 Περιεχόµενα 25 Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Λήψη Σύνθετων Αποφάσεων Ακολουθιακά Προβλήµατα Αποφάσεων Ένα παράδειγµα Βέλτιστη συµπεριφορά στα ακολουθιακά προβλήµατα αποφάσεων Επανάληψη Αξιών Χρησιµότητες καταστάσεων Ο αλγόριθµος επανάληψης αξιών Σύγκλιση της επανάληψης αξιών Επανάληψη Πολιτικών Μερικώς Παρατηρήσιµες ιαδικασίες Απόφασης Markov Πράκτορες της Θεωρίας Αποφάσεων Αποφάσεις µε Πολλούς Πράκτορες: Θεωρία Παιγνίων Σχεδίαση Μηχανισµών Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Μάθηση από Παρατηρήσεις Μορφές Μάθησης Επαγωγική Μάθηση Μάθηση ένδρων Αποφάσεων ένδρα αποφάσεων ως στοιχεία εκτέλεσης Εκφραστικότητα των δένδρων αποφάσεων Επαγωγή δένδρων αποφάσεων από παραδείγµατα Επιλογή χαρακτηριστικών ελέγχου Αξιολόγηση της απόδοσης του αλγόριθµου µάθησης Θόρυβος και υπερπροσαρµογή Επέκταση της εφαρµοσιµότητας των δένδρων αποφάσεων Συλλογική Μάθηση Γιατί Αποδίδει η Μάθηση: Θεωρία Υπολογιστικής Μάθησης Πόσα παραδείγµατα χρειάζονται; Μάθηση λίστας αποφάσεων Συζήτηση Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Η Γνώση στη Μάθηση Μια Λογική ιατύπωση της Μάθησης Παραδείγµατα και υποθέσεις Αναζήτηση της τρέχουσας βέλτιστης υπόθεσης Αναζήτηση ελάχιστης δέσµευσης Η Γνώση στη Μάθηση Μερικά απλά παραδείγµατα Μερικά γενικά σχήµατα Μάθηση Βασισµένη στις Εξηγήσεις Εξαγωγή γενικών κανόνων από παραδείγµατα Βελτίωση της αποδοτικότητας

10 26 Περιεχόµενα 19.4 Μάθηση µε Χρήση Πληροφοριών Συνάφειας Προσδιορισµός του χώρου υποθέσεων Μάθηση και χρήση των πληροφοριών συνάφειας Επαγωγικός Λογικός Προγραµµατισµός Παράδειγµα Μέθοδοι επαγωγικής µάθησης από επάνω προς τα κάτω Επαγωγική µάθηση µε αντίστροφη παραγωγή Πραγµατοποίηση ανακαλύψεων µε τον επαγωγικό λογικό προγραµµατισµό Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Στατιστικές Μέθοδοι Μάθησης Στατιστική Μάθηση Μάθηση µε Πλήρη εδοµένα Μάθηση παραµέτρων µέγιστης πιθανότητας: ιακριτά µοντέλα Απλοϊκά µοντέλα Bayes Μάθηση παραµέτρων µέγιστης πιθανότητας: Συνεχή µοντέλα Μάθηση παραµέτρων κατά Bayes Μάθηση των δοµών για δίκτυα Bayes Μάθηση µε Κρυφές Μεταβλητές: Ο Αλγόριθµος ΕΜ Μη επιβλεπόµενη οµαδοποίηση: Μάθηση µειγµάτων Gauss Μάθηση δικτύων Bayes µε κρυφές µεταβλητές Μάθηση κρυφών µοντέλων Markov Η γενική µορφή του αλγόριθµου ΕΜ Μάθηση δοµών δικτύων Bayes µε κρυφές µεταβλητές Μάθηση Βασισµένη σε Στιγµιότυπα Μοντέλα πλησιέστερου γείτονα Μοντέλα πυρήνα Νευρωνικά ίκτυα Μονάδες στα νευρωνικά δίκτυα οµές δικτύου Νευρωνικά δίκτυα ενός επιπέδου µε προς τα εµπρός τροφοδότηση σήµατος (perceptrons) Νευρωνικά δίκτυα πολλών επιπέδων µε προς τα εµπρός τροφοδότηση του σήµατος Μάθηση δοµών νευρωνικών δικτύων Μηχανές Πυρήνα Μελέτη Περίπτωσης: Αναγνώριση Χειρόγραφων Ψηφίων Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Ενισχυτική Μάθηση Εισαγωγή Παθητική Ενισχυτική Μάθηση Άµεση εκτίµηση χρησιµότητας Προσαρµόσιµος δυναµικός προγραµµατισµός Μάθηση χρονικών διαφορών Ενεργητική Ενισχυτική Μάθηση

11 Περιεχόµενα 27 Εξερεύνηση Μάθηση µιας συνάρτησης αξίας ενεργειών Γενίκευση στην Ενισχυτική Μάθηση Εφαρµογές στα παιχνίδια Εφαρµογή στον έλεγχο ροµπότ Αναζήτηση Πολιτικής Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Επικοινωνία Η Επικοινωνία ως Ενέργεια Θεµελιώδεις αρχές της γλώσσας Τα συνιστώντα βήµατα της επικοινωνίας Τυπική Γραµµατική για ένα Τµήµα της Αγγλικής Γλώσσας Το Λεξικό της ε Η γραµµατική της ε Συντακτική Ανάλυση Αποδοτική συντακτική ανάλυση Επαυξηµένη Γραµµατική Υποκατηγοριοποίηση ρηµάτων Παραγωγική ικανότητα των επαυξηµένων γραµµατικών Σηµασιολογική Ερµηνεία Η σηµασιολογία ενός αποσπάσµατος σε Αγγλική γλώσσα Χρόνος και ρηµατικοί χρόνοι Ποσοτικοποίηση Πραγµατολογική Ερµηνεία Παραγωγή γλώσσας µε γραµµατικές DCG Αµφισηµία και Αποσαφήνιση Αποσαφήνιση Κατανόηση Πραγµατείας Ανάλυση αναφορών Η δοµή µιας συνεκτικής πραγµατείας Επαγωγή Γραµµατικής Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Πιθανοτική Επεξεργασία Γλώσσας Πιθανοτικά Μοντέλα Γλωσσών Πιθανοτικές γραµµατικές ανεξάρτητες από τα συµφραζόµενα Μάθηση των πιθανοτήτων για τις γραµµατικές PCFG Μάθηση της δοµής κανόνων για τις γραµµατικές PCFG Ανάκτηση Πληροφοριών Αξιολόγηση συστηµάτων IR Βελτιώσεις IR Παρουσίαση των συνόλων αποτελεσµάτων Υλοποίηση συστηµάτων IR Εξαγωγή Πληροφοριών Μηχανική Μετάφραση Συστήµατα µηχανικής µετάφρασης

12 28 Περιεχόµενα Στατιστική µηχανική µετάφραση Μάθηση πιθανοτήτων για τη µηχανική µετάφραση Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Αντίληψη Εισαγωγή Σχηµατισµός Εικόνων Εικόνες χωρίς φακούς: φωτογραφική µηχανή σηµειακής οπής Συστήµατα µε φακό Φως: η φωτοµετρία του σχηµατισµού εικόνας Χρώµα: η φασµατοφωτοµετρία του σχηµατισµού εικόνας Πρώιµες Λειτουργίες Επεξεργασίας Εικόνας Ανίχνευση ακµών Κατάτµηση εικόνας Εξαγωγή Τρισδιάστατων Πληροφοριών Κίνηση ιόφθαλµη στερεοσκοπική όραση Κλίσεις υφής Σκίαση Περίγραµµα Αναγνώριση Αντικειµένων Αναγνώριση µε βάση τη φωτεινότητα Αναγνώριση µε βάση τα χαρακτηριστικά Εκτίµηση στάσης Χρήση της Όρασης για το Χειρισµό και την Πλοήγηση Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Ροµποτική Εισαγωγή Υλικό των Ροµπότ Αισθητήρες Συσκευές δράσης Ροµποτική Αντίληψη Εντοπισµός Χαρτογράφηση Άλλοι τύποι αντίληψης Σχεδιασµός Κίνησης Χώρος διαµόρφωσης Μέθοδοι αποσύνθεσης σε κελιά Μέθοδοι σκελετοποίησης Σχεδιασµός Αβέβαιων Κινήσεων Εύρωστες Μέθοδοι Κίνηση υναµική και έλεγχος Έλεγχος πεδίου δυναµικού Αντιδραστικός έλεγχος Αρχιτεκτονικές Λογισµικού Ροµποτικής

13 Περιεχόµενα 29 Αρχιτεκτονική υπαγωγής Αρχιτεκτονική τριών επιπέδων Γλώσσες προγραµµατισµού ροµποτικής Πεδία Εφαρµογής Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις Φιλοσοφική Θεµελίωση Ασθενής ΤΝ: Μπορούν να Ενεργήσουν Ευφυώς οι Μηχανές; Το επιχείρηµα από την αδυναµία Η µαθηµατική ένσταση Το επιχείρηµα περί µη τυποποίησης Ισχυρή ΤΝ: Μπορούν Πράγµατι να Σκεφτούν οι Μηχανές; Το πρόβληµα του νου και του σώµατος Το πείραµα του "εγκεφάλου µέσα σε κάδο" Το πείραµα προσθετικής εγκεφάλου Το Κινέζικο δωµάτιο Η Ηθική και οι Κίνδυνοι της Ανάπτυξης Τεχνητής Νοηµοσύνης Σύνοψη Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Ασκήσεις ΤΝ: Παρόν και Μέλλον Συνιστώσες Πράκτορα Αρχιτεκτονικές Πρακτόρων Οδεύουµε Προς Τη Σωστή Κατεύθυνση; Τι Θα Συµβεί Εάν Πετύχει Η ΤΝ; A Μαθηµατικό Υπόβαθρο Α.1 Ανάλυση Πολυπλοκότητας και Σηµειογραφία Ο() Ασυµπτωτική ανάλυση ΝΡ και εγγενώς δύσκολα προβλήµατα Α.2 ιανύσµατα, Πίνακες, και Γραµµική Άλγεβρα Α.3 Κατανοµές Πιθανοτήτων Βιβλιογραφικές και Ιστορικές Σηµειώσεις Β Σηµειώσεις Επί Των Γλωσσών Και Των Αλγορίθµων Β.1 Ορισµός Γλωσσών Με Τη Μορφή Backus Naur (BNF) Β.2 Περιγραφή Αλγορίθµων µε Ψευδοκώδικα B.3 Βοήθεια στον Ιστό Βιβλιογραφία Γλωσσάρι Ευρετήριο