Künstliche Intelligenz Ferienaufgabe, Projektvorschläge
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Projektvorschläge Ferienaufgabe Künstliche Intelligenz Ferienaufgabe, Projektvorschläge Claes Neuefeind Sprachliche Informationsverarbeitung Universität zu Köln 04. April 2012 Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Projektvorschläge . . . mit Prolog . . . aus Russell/Norvig Weiteres Ferienaufgabe Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Projektvorschläge . . . mit Prolog . . . aus Russell/Norvig Weiteres Ferienaufgabe Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Projekte I Jedes Projekt behandelt einen algorithmischen Ansatz zur Lösung eines KI-bezogenen Problems. Dazu gehören Beispiele und Anwendungsfälle ebenso wie eine detaillierte Analyse & Präsentation (ausgewählter) Algorithmen. I Eigene Programmierung ist gewünscht, der Eigenanteil ist jedoch projektabhängig: Je nach Thema kann es genügen, existierende Algorithmen zu verstehen und zu erklären. I Eigene Themenvorschläge sind willkommen, überlegen Sie aber zunächst, ob Ihre Idee sich in angemessener Vorbereitungszeit realisieren lässt! Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Formalia I Es sollten 2 bis max. 3 Personen an einem Projekt arbeiten. I Spätestens zwei Wochen vor der Präsentation werden die geplanten Inhalte in der Sprechstunde besprochen. I Spätestens zwei Tage vor der Präsentation müssen die Folien abgegeben werden. I Der zeitliche Umfang einer Projektvorstellung liegt bei ca. 75 Minuten. I Präsentation des Projekts ist Voraussetzung für den Scheinbzw. CP-Erwerb. Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe . . . mit Prolog Projektvorschläge . . . mit Prolog . . . aus Russell/Norvig Weiteres Ferienaufgabe Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe . . . mit Prolog Chatterbots (bereits vergeben: 11.04.2012) Chatterbots simulieren menschliche Gesprächspartner, i.d.R. ohne über komplexe KI-Algorithmen zu verfügen, sondern “lediglich“ auf Basis von Pattern Matching, Regelsystemen und Wissensdatenbanken. Dennoch erreichen sie teilweise sehr gute Ergebnisse. Für den ersten Chatterbot “ELIZA” (Weizenbaum 1966) existieren Prolog-Implementationen, aktuelle Entwicklungen (wie z.B. Program D, ehemals A.L.I.C.E.) setzen Java oder C++ ein. Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe . . . mit Prolog Textadventures (bereits vergeben: 18.04.2012) Frühe Adventures mussten ohne graphische Benutzeroberfläche auskommen – der Spieler gab natürlichsprachliche Kommandos in einer Konsole ein, während das Spiel diese analysierte und mit passenden Ausgaben und Zustandsänderungen reagierte. Damit eignet es sich ebenfalls für eine Implementation in Prolog. Amzi-Tutorial: http://www.amzi.com/AdventureInProlog/index.php Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe . . . mit Prolog Expertensysteme Als (regelbasiertes) Expertensystem wird ein Programm bezeichnet, das das Wissen von Experten nutzt, um Nicht-Experten bei der Analyse von Daten zu unterstützen. Expertensysteme finden in unterschiedlichen Domänen Anwendung, bspw. in Medizin, Biologie oder Erdbebenvoraussage. Die Kombination von Regeln und Wissenbasis eignet sich für eine Implementation in Prolog. Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe . . . aus Russell/Norvig Projektvorschläge . . . mit Prolog . . . aus Russell/Norvig Weiteres Ferienaufgabe Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe . . . aus Russell/Norvig Neuronale Netze Künstliche Neuronale Netze sind Graphen, in denen Knoten (Neuronen) durch Kanten (Synapsen) verbunden sind. Wie im biologischen Vorbild bewirkt die Aktivierung eines Neurons die Aktivierung der Neuronen, mit denen dieses verbunden ist; die Intensität der Aktivierung ist dabei abhängig von der Gewichtung der jeweiligen Synapse. Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe . . . aus Russell/Norvig Bayessche Netze Mit bayesschen Netzen ist es (unter anderem) möglich, unsicheres Wissen in logische Entscheidungsprozesse einzubinden. Kanten in einem bayesschen Graph drücken Kausalbedingungen aus. Sowohl Parameter als auch die Struktur des Netzes sind algorithmisch ermittelbar (lernbar). Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe . . . aus Russell/Norvig Weitere interessante Kapitel... I Problemlösen durch Suchen (informiert/uninformiert) I Hidden-Markov-Modelle I Genetische Algorithmen I Maschinelles Lernen I Probabilistische Sprachverarbeitung I Kanten-, Objekt- & Bewegungserkennung I Robotik I Philosophie/Kreativität Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Weiteres Projektvorschläge . . . mit Prolog . . . aus Russell/Norvig Weiteres Ferienaufgabe Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Weiteres Schwarmintelligenz Als klassisches Beispiel kollektiver Intelligenz gilt der Ameisenstaat, in dem ein Verbund primitiver Individuen intelligentes Verhalten zeigt. Diese Beobachtung wurde auf die KI-Forschung übertragen und findet in verschiedenen Domänen Anwendung. Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Weiteres Robocup Die Fußball-Weltmeisterschaft der Roboter bietet auch eine Simulationsliga, in der sich virtuelle Mannschaften aus jeweils 11 Spielern begegnen. Trotz Simulation sind die Bedingungen weitestgehend realistisch (begrenztes, verrauschtes Sichtfeld, Physik), so dass sich neue Algorithmen auf die ’realen’ Ligen übertragen lassen sollten. http://www.robocup.org/ Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Weiteres Außerdem... I Sentiment Detection, Ontologien (Ontology learning, Ontology matching) I Word Sense Disambiguation, Klassifikation I Watson vs. Siri I ... Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Weiteres Eigene Vorschläge I Sind immer willkommen! I Sollten allerdings möglichst bald abgesprochen bzw. besprochen werden. I Russel / Norvig: http://aima.cs.berkeley.edu/ Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Projektvorschläge . . . mit Prolog . . . aus Russell/Norvig Weiteres Ferienaufgabe Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Schnellimbiss (1) Ein Schnellimbiss bietet Pizza, Lasagne, Salat und Backfisch. An Getränken gibt es leider nur Bier, Weißwein und Wasser. Vier Leute kommen herein und stellen den Imbissinhaber vor eine schwierige Aufgabe, denn: I Tim ist Antialkoholiker. I Susanne isst weder Fisch noch Fleisch. I Peter isst grundsätzlich nur Pizza. I Marie mag sowohl Backfisch als auch Pizza, außerdem hat sie keinen Durst. Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Schnellimbiss (2) Schreiben Sie ein Programm, das mögliche Kombinationen für eine Bestellung der jeweiligen Kunden zurückgibt, wenn man davon ausgeht, dass: I zu Fisch normalerweise Weißwein gehört und I zu Salat normalerweise kein alkoholisches Getränk bestellt wird. Wie genau Ihr Programm formuliert ist, spielt keine Rolle. Man sollte jedoch über den Aufruf des Namens die Kombinationen möglicher Speisen für den Esser/die Esserin bekommen. Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Schnellimbiss – Beispieloutput ?- peter(Essen, Trinken). Essen = pizza Trinken = Essen = pizza Trinken = Essen = pizza Trinken = Essen = pizza Trinken = false. wasser ; bier ; weisswein ; nichts ; ?- marie(Essen, Trinken). Essen = pizza Trinken = nichts ; Essen = fisch Trinken = nichts ; false. Für die Programmlogik und einen lesbaren Output benötigen Sie ein Prädikat für Getränke, das neben ’bier’, ’weisswein’ etc. auch ’nichts’ als Argument akzeptiert (oder vergleichbares). Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln Projektvorschläge Ferienaufgabe Kontakt I Sprechstunde: I I Mail: I I Nach dem Seminar (Mi 11.45 - 12.30 Uhr) / nach Vereinbarung (Mail) [email protected] Büro: I Philosophikum, 3. Etage, Zimmer 334 Künstliche Intelligenz - Wintersemester 2011/2012 Sprachliche Informationsverarbeitung - Universität zu Köln
