Transcript
Sztuczna inteligencja i systemy ekspertowe 3,0 ECTS Nazwa w języku angielskim: Artificial Intelligence and Expert dzienne magisterskie, elektronika Systems Kod przedmiotu Imię i Nazwisko organizującego Prof. dr hab. inż. Michał Białko w c Kurs nie egzaminacyjny LICZBA GODZIN 1 1 15 tygodni zajęć Kursy poprzedzające Podstawy informatyki, programowanie komputerów Uczenie maszynowe, reprezentacja wiedzy, wnioskowanie automatyczne, przestrzeń Słowa kluczowe problemowa i przeszukiwanie heurystyczne
PROGRAM SZCZEGÓŁOWY Opis kursu: Zapoznanie się z możliwościami zastosowań komputerów do symulacji procesów zachodzących w umyśle człowieka, jak wnioskowanie, dowodzenie hipotez, rozgrywanie gier (np. szachy) i innych procesów intelektualnych oraz zapoznanie z możliwościami tworzenia złożonych programów komputerowych naśladujących rozwiązywanie problemów – głównie nie algorytmicznych – w oparciu o wiedzę ekspertów i wnioskowanie oparte na prawach logiki. Zapoznanie się z podstawowymi problemami z zakresu sztucznej inteligencji i sposobami realizacji systemów ekspertowych. Nabranie umiejętności w tworzeniu programów komputerowych symulujących postępowanie ekspertów rozwiązujących zadania w danej dziedzinie, tj. realizacji systemów ekspertowych. Wykład 1. 2 godz. WPROWADZENIE DO SZTUCZNEJ INTELIGENCJI Zagadnienia: Charakterystyka sztucznej inteligencji, podstawowe pojęcia i definicje. Cele stawiane wytworom sztucznej inteligencji. Rozwiązywanie problemów niealgorytmicznych; określenie eksperta, heurystyki jako strategie oparte na doświadczeniu. Test na inteligencję programu komputerowego. Rozwój badań nad sztuczną inteligencją. Języki sztucznej inteligencji. Wykład 2. 2 godz. WIEDZA I SPOSOBY JEJ REPREZENTACJI Zagadnienia Określenia i klasyfikacja wiedzy. Reprezentacja wiedzy symbolicznej: rachunek zdań i predykatów, fakty i reguły, sieci semantyczne, ramy. Wnioskowanie automatyczne: prawo Modus Ponendo Ponens i prawo Modus Tollendo Tollens. Wykład 3.
2 godz. PRZESZUKIWANIE PRZESTRZENI PROBLEMOWEJ Zagadnienia: Pojęcie przestrzeni problemowej (przestrzeni stanów); stan początkowy, końcowy, dopuszczalne operacje przekształcające; przedstawienie w postaci grafu-drzewa. Algorytmy przeszukiwania: głębokościowy, szerokościowy, wspinaczkowy, heurystyczny. Wykład 4. 2 godz. CHARAKTERYSTYKA SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH Zagadnienia: Definicje i etapy rozwoju systemów ekspertowych. Porównanie cech ekspertów i systemów ekspertowych. Etapy tworzenia systemów ekspertowych.
Wykład 5. 2 godz.
STRUKTURA MODUŁOWA SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH
Schemat blokowy współczesnego systemu ekspertowego (system MYCIN): interfejs (sprzęg) użytkownika, blok wyjaśniania, blok akwizycji wiedzy, baza wiedzy, maszyna wnioskująca i jej cykl kontrolny (rozpoznanie-akcja). Systemy szkieletowe do tworzenia systemów ekspertowych. Zagadnienia:
Wykład 6. 2 godz. RODZAJE DZIAŁANIA SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH Zagadnienia:. Działanie progresywne(sterowanie faktami) oparte na prawie modus ponens; przykłady działania. Działanie regresywne (sterowanie hipotezą – celem) oparte na prawie modus tollens; przykłady działania. Działanie mieszane progresywno-regresywne. Wykład 7. 2 godz. | ZALETY I OGRANICZENIA SYSTEMÓW EKSPERTOWYCH ================================================================= Zagadnienia: Rodzaje zadań wykonywanych przez systemy ekspertowe, w zakresie analizy i w zakresie syntezy. Korzyści wynikające ze stosowania systemów ekspertowych. Trudności w pozyskiwaniu wiedzy od ekspertów. Trudności w przetwarzaniu wiedzy niepewnej (rozmytej) i wiedzy niekompletnej. Wykład 8. 1 godz. SPRAWDZIAN ZALICZENIOWY PLANY ĆWICZEŃ Ćwiczenie1. 2godz. WPROWADZENIE, OPIS JĘZYKA CLIPS, FAKTY I REGUŁY Opis ćwiczenia: Omówienie środowiska CLIPS 6.xx i WINCLIPS. Definiowanie reguł (defrule ..) i faktów (deffacts ..). Przykład realizacji elementarnego regułowego systemu ekspertowego. Rozdanie zadań projektowych. Ćwiczenie2. 2godz. PRZETWARZANIE DANYCH NUMERYCZNYCH Opis ćwiczenia: Zmienne jedno- i wielopolowe, operacje arytmetyczne, funkcje matematyczne i trygonometryczne. Zmienne globalne. Przypisanie wartości do zmiennej. Przykłady programów obliczeń matematycznych w prawych częściach reguł. Zadania do wykonania przez studentów. Ćwiczenie3. 2godz. FUNKCJE DEFINIOWANE PRZEZ UŻYTKOWNIKA Opis ćwiczenia: Definiowanie funkcji (deffun ..), omówienie funkcji pobierających dane: read, readline oraz zapisu (printout t ..) oraz (format t ..). Funkcje logiczne AND, OR, NOT. Przykłady programów z zastosowaniem reguł i definiowanych funkcji; np. generacja grafów binarnych; Tworzenie baz wiedzy. Zadania do wykonania przez studentów. Ćwiczenie4. 2godz. OPERCJE NA ŁAŃCUCHACH Opis ćwiczenia: Operacje na łańcuchach: omówienie instrukcji działających na łańcuchach jednopolowych (np. str-cat, sub-string) oraz funkcje obsługujące zmienne wielopolowe (np. create$, nth$, first$) itp. Przykłady przetwarzania danych symbolicznych. Zadania do wykonania przez studentów. STUKTURY I FUNKCJE PROCEDURALNE Ćwiczenie5. 2godz. Opis ćwiczenia: Opis struktur warunkowych: (if .. then .. else ..) oraz (while ..). Opis działania funfcji: (switch ..), (loop-for-count ..), (progn ..). Przykłady tworzenia struktur drzewiastych. Zadania do wykonania przez studentów. FAKTY ZESPOŁOWE - SZABLONY Ćwiczenie6. 2godz. Opis ćwiczenia: Opis struktury (deftemplate ..) i sposobu tworzenia szablonu, jako zespołowego faktu wielopolowego. Przykłady wykorzystania szablonów jako wzorów w lewych częściach reguł.
Ćwiczenie7. 2godz. OMAWIANIE I KORYGOWANIE PROJEKTÓW Opis ćwiczenia: Korekty i udoskonalania projektów opracowywanych przez studentów. Ćwiczenie8.
1godz.
CZYNNOŚCI KONTROLNE I ORGANIZACYJNE ZWIĄZANE Z ZALICZANIEM ĆWICZEŃ
1. 2. 3. 4.
WYKAZ ŹRÓDEŁ (PODRĘCZNIKÓW I SKRYPTÓW) M. Białko, Podstawowe właściwości sieci neuronowych i hybrydowych systemów ekspertowych, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2000, M. Białko, Sztuczna inteligencja i elementy hybrydowych systemów ekspertowych, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2005, M. Białko, K. Musiał, Programowanie w języku CLIPS 6.0, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2001, J. Mulawka, Systemy ekspertowe, WNT, Warszawa 1996.
