Τεχνητή Νοημοσύνη
Μανώλης Κουμπαράκης, Παναγιώτης Σταματόπουλος.
- Εισαγωγή στην Τεχνητή Νοημοσύνη. Ευφυείς πράκτορες (intelligent agents).
- Λύση προβλημάτων με πράκτορες αναζήτησης (search agents). Απληροφόρητες στρατηγικές αναζήτησης: breadth-first search, uniform-cost search, depth-first search, depth-limited search, iterative deepening depth-first search, bi-directional search.
- Ευρετικές στρατηγικές αναζήτησης: greedy best-first search, A*-search.
- Αλγόριθμοι τοπικής αναζήτησης (local search): hill-climbing, simulated annealing, local beam search, genetic algorithms.
- Προβλήματα ικανοποίησης περιορισμών (constraint satisfaction problems). Αλγόριθμοι για λύση προβλημάτων ικανοποίησης περιορισμών: backtracking, forward-checking, back-jumping, conflict-directed back-jumping, heuristics, consistency levels, arc consistency.
- Πράκτορες για αναπαράσταση γνώσης και συλλογιστική. Προτασιακή λογική και λογική πρώτης τάξης. Χρήση της προτασιακής και της λογικής πρώτης τάξης για αναπαράσταση γνώσης.
- Σχεδιασμός βάσεων γνώσεων, οντολογίες, παραδείγματα από διάφορες εφαρμογές.
- Συμπερασμός στη λογική πρώτης τάξης: κανόνες συμπερασμού, unification, forward and backward chaining, resolution, theorem proving.
- Σύντομη εισαγωγή στο λογικό προγραμματισμό, τη γλώσσα Prolog και το λογικό προγραμματισμό με περιορισμούς.
Βιντεοδιαλέξεις:
- Ακαδημαϊκό έτος: 2015 - 2016 (Μ. Κουμπαράκης)
- Ακαδημαϊκό έτος: 2014 - 2015 (Π. Σταματόπουλος)
Πηγή εικόνας: Emergence of Artificial Intelligence 003 by agsandrew. CC ΒΥ-NC. Σύνδεσμος
Λιγότερα- Εισαγωγή στην Τεχνητή Νοημοσύνη. Ευφυείς πράκτορες (intelligent agents).
- Λύση προβλημάτων με πράκτορες αναζήτησης (search agents). Απληροφόρητες στρατηγικές αναζήτησης: breadth-first search, uniform-cost search, depth-first search, depth-limited search, iterative deepening depth-first search, bi-directional search.
- Ευρετικές στρατηγικές αναζήτησης: greedy best-first search, A*-search.
- Αλγόριθμοι τοπικής αναζήτησης (local search): hill-climbing, simulated annealing, local beam search, genetic algorithms.
- Προβλήματα ικανοποίησης περιορισμών (constraint satisfaction problems). Αλγόριθμοι για λύση προβλημάτων ικανοποίησης περιορισμών: backtracking, forward-checking, back-jumping, conflict-directed back-jumping, heuristics, consistency levels, arc consistency.
- Πράκτορες για αναπαράσταση γνώσης και συλλογιστική. Προτασιακή λογική και λογική πρώτης τάξης. Χρήση της προτασιακής και της λογικής πρώτης τάξης για αναπαράσταση γνώσης.
- Σχεδιασμός βάσεων γνώσεων, οντολογίες, παραδείγματα από διάφορε
- Εισαγωγή στην Τεχνητή Νοημοσύνη. Ευφυείς πράκτορες (intelligent agents).
- Λύση προβλημάτων με πράκτορες αναζήτησης (search agents). Απληροφόρητες στρατηγικές αναζήτησης: breadth-first search, uniform-cost search, depth-first search, depth-limited search, iterative deepening depth-first search, bi-directional search.
- Ευρετικές στρατηγικές αναζήτησης: greedy best-first search, A*-search.
- Αλγόριθμοι τοπικής αναζήτησης (local search): hill-climbing, simulated annealing, local beam search, genetic algorithms.
- Προβλήματα ικανοποίησης περιορισμών (constraint satisfaction problems). Αλγόριθμοι για λύση προβλημάτων ικανοποίησης περιορισμών: backtracking, forward-checking, back-jumping, conflict-directed back-jumping, heuristics, consistency levels, arc consistency.
- Πράκτορες για αναπαράσταση γνώσης και συλλογιστική. Προτασιακή λογική και λογική πρώτης τάξης. Χρήση της προτασιακής και της λογικής πρώτης τάξης για αναπαράσταση γνώσης.
- Σχεδιασμός βάσεων γνώσεων, οντολογίες, παραδείγματα από διάφορε
Περίγραμμα
Διδάσκοντες
Το εκπαιδευτικό υλικό έχει επιμεληθεί ο Μανώλης Κουμπαράκης, ενώ οι διαλέξεις έχουν πραγματοποιηθεί από τον Παναγιώτη Σταματόπουλο.
Βιβλιογραφία
Βοηθήματα
- Stuart Russel and Peter Norvig. Artificial Intelligence: A Μodern Approach, Prentice Hall, 2nd edition (2003). http://aima.cs.berkeley.edu/. Το βιβλίο έχει εκδοθεί στα Ελληνικά από τις εκδόσεις Κλειδάριθμος με τον τίτλο «Τεχνητή Νοημοσύνη: Μια σύγχρονη προσέγγιση». http://aima.uom.gr/
- Ι. Βλαχάβα, Π. Κεφαλά, Ν. Βασιλειάδη, Φ. Κόκκορα και Η. Σακελαρίου. Τεχνητή Νοημοσύνη. Εκδοτικός οίκος «Β. Γκιούρδας Εκδοτική - Μονοπρόσωπη ΕΠΕ». http://aibook.csd.auth.gr
- Λεπτομερείς διαφάνειες από τις διαλέξεις. Οι διαφάνειες βασίζονται κυρίως στο παραπάνω βιβλίο των Russel και Norvig.
- Άλλο σχετικό υλικό που βρίσκεται στην ιστοσελίδα του μαθήματος.
Άλλα Βιβλία Τεχνητής Νοημοσύνης
- Nilsson, N., Artificial Intelligence: A New Synthesis, San Francisco: Morgan Kaufmann, 1998. Nilsson, N., Principles of Artificial Intelligence, San Francisco: Morgan Kaufmann, 1980.David Poole, Alan Mackworth and Randy Goebel. Computational Intelligence: A Logical Approach, Oxford University Press, New York, 1998. http://www.cs.ubc.ca/spider/poole/ci.html
- Matthew L. Ginsberg. Essentials of Artificial Intelligence, Morgan Kaufmann, 1993.
- Elaine Rich and Kevin Knight, Artificial Intelligence, 2nd edition, Mc Graw Hill, 1990.
Βιβλία για Μεθόδους Αναζήτησης
- Zbigniew Michalewicz and David B. Fogel. How to Solve It: Modern Heuristics, 2nd edition, Springer-Verlag, Berlin, 2004.
- Judea Pearl, Search and Heuristics, Elsevier Science Ltd, 1983.
Βιβλία σε Τεχνητή Νοημοσύνη και Λογική
- M. Genesereth and N. Nilsson: Logical Foundations of Artificial Intelligence, Morgan Kaufmann, 1987.
- R.J. Brachman and H.J. Levesque, ''Knowledge Representation and Reasoning'', Morgan Kaufmann, 2004.
Βιβλία Μαθηματικής Λογικής
- H.B. Enderton, A Mathematical Introduction to Logic, 2nd edition. Academic Press, 2001.
- Jon Barwise and John Etchemendy. Language, Proof and Logic. CSLI Publications. 2008. http://ggww2.stanford.edu/GUS/lp
- Elliott Mendelson. Introduction to Mathematical Logic, Fifth Edition. CRC Press, 2009.
- Melvin Fitting. First-Order Logic and Automated Theorem Proving. Springer, 1996. http://www.math.ucla.edu/~hbe/amil/index.html
Βιβλία Λογικής για την Πληροφορική
- Michael Huth and Mark Ryan. Logic in Computer Science: modelling and reasoning about systems. Cambridge University Press. 2nd edition, 2004. http://www.cs.bham.ac.uk/research/projects/lics/
- Mordechai Ben-Ari. Mathematical Logic for Computer Science. Springer, 2008.
Βιβλία σε Προβλήματα Ικανοποίησης Περιορισμών
- Rina Dechter, Contraint Processing, Morgan Kaufmann, 2003.Kim Marriott and Peter J. Stuckey, Programming with Constraints: An Introduction, MIT Press, 1998.
- Krzysztof Apt, Principles of Constraint Programming, Cambridge University Press, 2003.
Βιβλία Prolog
- Ivan Bratko, Prolog Programming for Artificial Intelligence, 3rd edition, Addison Wesley, 2000.
- Leon Sterling and Ehud Shapiro, The Art of Prolog: Advanced Programming Techniques, 2nd Edition, MIT Press, 1994.
Βιβλία για τον ελεύθερο χρόνο σας
- Douglas R. Hofstadte, Godel, Escher, Bach: an Eternal Golden Braid, 20th-anniversary Edition, Penguin Books Ltd, 2000.
Aξίζει επίσης να διαβάσετε τα παρακάτω μυθιστορήματα που ασχολούνται με τα Μαθηματικά, την Πληροφορική, και το όνειρο της Πληροφορικής: την Τεχνητή Νοημοσύνη.
- Απόστολου Δοξιάδη και Χρίστου Παπαδημητρίου. Logicomix, Εκδόσεις Ίκαρος, 2008 (περισσότερα εδώ).
- Απόστολου Δοξιάδη. Ο θείος Πέτρος και η εικασία του Γκόλντμπαχ, Εκδόσεις Καστανιώτη, 2001.
- Χρίστου Παπαδημητρίου. Το χαμόγελο του Turing, Εκδόσεις Λιβάνη, 2000.
Το εκπαιδευτικό υλικό έχει επιμεληθεί ο Μανώλης Κουμπαράκης, ενώ οι διαλέξεις έχουν πραγματοποιηθεί από τον Παναγιώτη Σταματόπουλο.
Βοηθήματα
- Stuart Russel and Peter Norvig. Artificial Intelligence: A Μodern Approach, Prentice Hall, 2nd edition (2003). http://aima.cs.berkeley.edu/. Το βιβλίο έχει εκδοθεί στα Ελληνικά από τις εκδόσεις Κλειδάριθμος με τον τίτλο «Τεχνητή Νοημοσύνη: Μια σύγχρονη προσέγγιση». http://aima.uom.gr/
- Ι. Βλαχάβα, Π. Κεφαλά, Ν. Βασιλειάδη, Φ. Κόκκορα και Η. Σακελαρίου. Τεχνητή Νοημοσύνη. Εκδοτικός οίκος «Β. Γκιούρδας Εκδοτική - Μονοπρόσωπη ΕΠΕ». http://aibook.csd.auth.gr
- Λεπτομερείς διαφάνειες από τις διαλέξεις. Οι διαφάνειες βασίζονται κυρίως στο παραπάνω βιβλίο των Russel και Norvig.
- Άλλο σχετικό υλικό που βρίσκεται στην ιστοσελίδα του μαθήματος.
Άλλα Βιβλία Τεχνητής Νοημοσύνης
- Nilsson, N., Artificial Intelligence: A New Synthesis, San Francisco: Morgan Kaufmann, 1998. Nilsson, N., Principles of Artificial Intelligence, San Francisco: Morgan Kaufmann, 1980.David Poole, Alan Mackworth and Randy Goebel. Computational Intelligence: A Logical Approach, Oxford University Press, New York, 1998. http://www.cs.ubc.ca/spider/poole/ci.html
- Matthew L. Ginsberg. Essentials of Artificial Intelligence, Morgan Kaufmann, 1993.
- Elaine Rich and Kevin Knight, Artificial Intelligence, 2nd edition, Mc Graw Hill, 1990.
Βιβλία για Μεθόδους Αναζήτησης
- Zbigniew Michalewicz and David B. Fogel. How to Solve It: Modern Heuristics, 2nd edition, Springer-Verlag, Berlin, 2004.
- Judea Pearl, Search and Heuristics, Elsevier Science Ltd, 1983.
Βιβλία σε Τεχνητή Νοημοσύνη και Λογική
- M. Genesereth and N. Nilsson: Logical Foundations of Artificial Intelligence, Morgan Kaufmann, 1987.
- R.J. Brachman and H.J. Levesque, ''Knowledge Representation and Reasoning'', Morgan Kaufmann, 2004.
Βιβλία Μαθηματικής Λογικής
- H.B. Enderton, A Mathematical Introduction to Logic, 2nd edition. Academic Press, 2001.
- Jon Barwise and John Etchemendy. Language, Proof and Logic. CSLI Publications. 2008. http://ggww2.stanford.edu/GUS/lp
- Elliott Mendelson. Introduction to Mathematical Logic, Fifth Edition. CRC Press, 2009.
- Melvin Fitting. First-Order Logic and Automated Theorem Proving. Springer, 1996. http://www.math.ucla.edu/~hbe/amil/index.html
Βιβλία Λογικής για την Πληροφορική
- Michael Huth and Mark Ryan. Logic in Computer Science: modelling and reasoning about systems. Cambridge University Press. 2nd edition, 2004. http://www.cs.bham.ac.uk/research/projects/lics/
- Mordechai Ben-Ari. Mathematical Logic for Computer Science. Springer, 2008.
Βιβλία σε Προβλήματα Ικανοποίησης Περιορισμών
- Rina Dechter, Contraint Processing, Morgan Kaufmann, 2003.Kim Marriott and Peter J. Stuckey, Programming with Constraints: An Introduction, MIT Press, 1998.
- Krzysztof Apt, Principles of Constraint Programming, Cambridge University Press, 2003.
Βιβλία Prolog
- Ivan Bratko, Prolog Programming for Artificial Intelligence, 3rd edition, Addison Wesley, 2000.
- Leon Sterling and Ehud Shapiro, The Art of Prolog: Advanced Programming Techniques, 2nd Edition, MIT Press, 1994.
Βιβλία για τον ελεύθερο χρόνο σας
- Douglas R. Hofstadte, Godel, Escher, Bach: an Eternal Golden Braid, 20th-anniversary Edition, Penguin Books Ltd, 2000.
Aξίζει επίσης να διαβάσετε τα παρακάτω μυθιστορήματα που ασχολούνται με τα Μαθηματικά, την Πληροφορική, και το όνειρο της Πληροφορικής: την Τεχνητή Νοημοσύνη.
- Απόστολου Δοξιάδη και Χρίστου Παπαδημητρίου. Logicomix, Εκδόσεις Ίκαρος, 2008 (περισσότερα εδώ).
- Απόστολου Δοξιάδη. Ο θείος Πέτρος και η εικασία του Γκόλντμπαχ, Εκδόσεις Καστανιώτη, 2001.
- Χρίστου Παπαδημητρίου. Το χαμόγελο του Turing, Εκδόσεις Λιβάνη, 2000.
- Tι είναι Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ),
- Ανθρώπινη δράση: Η δοκιμασία Turing,
- Aνθρώπινη σκέψη: Η προσέγγιση με Γνωστικά Μοντέλα,
- Ορθολογική σκέψη: Η προσέγγιση με τους Νόμους της Σκέψης,
- Ορθολογική δράση: Η προσέγγιση με τους ορθολογικούς πράκτορες,
- Πράκτορες,
- Παραδείγματα πρακτόρων,
- Βασικές αρχές της ΤΝ,
- Ιστορία της ΤΝ.
- Σύγχρονες τεχνολογίες βασισμένες στη ΤΝ,
- Περαιτέρω μελέτη για την ΤΝ.
- Επίλυση προβλημάτων με αναζήτηση
- Πράκτορες
- Πως πρέπει να ενεργούν οι πράκτορες
- Υποθέσεις
- Πράκτορες βασισμένοι στο στόχο
- Πράκτορες επίλυσης προβλημάτων
- Παράδειγμα: Εύρεση διαδρομής στη Ρουμανία
- Το πρώτο μας Πρόγραμμα Πράκτορα
- Η δομή ενός Πράκτορα
- Προβλήματα ή προβλήματα αναζήτησης
- Η διατύπωση σαν πρόβλημα αναζήτησης
- Το πρόβλημα των 8 πλακιδίων
- Το πρόβλημα των 8 Βασιιλισσών
- Προβλήματα αναζήτησης στον πραγματικό κόσμο
- Υπολογιστική πολυπλοκότητα
- Αναζήτηση λύσεων
- Ο Γενικός Αλγόριθμος Αναζήτησης σε Δένδρο
- Κόμβοι του Δένδρου Αναζήτησης
- Το Σύνορο
- Αλγόριθμοι αναζήτησης
- Στρατηγικές απληροφόρητης αναζήτησης
- Αναζήτηση πρώτα σε πλάτος (BFS) και αποτίμηση
- Αναζήτηση Ομοιόμορφου Κόστους (UCS), αποτίμηση και παράδειγμα
- Σύγκριση UCS με τον BFS και με τον αλγόριθμο του Dijkstra
- Αναζήτηση πρώτα σε βάθος (DLS)
- Αναζήτηση Επαναληπτικής Εκβάθυνσης (IDS), παράδειγμα και αποτίμηση IDS
- Αμφίδρομη αναζήτηση, αποτίμηση
- Αποφυγή επαναλαμβανομένων καταστάσεων
- Ο Γενικός Αλγόριθμος Αναζήτησης σε γράφους
- Στρατηγικές Πληροφορημένης (Ευρετικής) Αναζήτησης
- Ευρετικές Συναρτήσεις
- Αναζήτηση Πρώτα στον Καλύτερο
- Συναρτήσεις αξιολόγησης και ευρετικές συναρτήσεις
- Άπληστη αναζήτηση Πρώτα στον Καλύτερο. Παράδειγμα και αποτίμηση.
- Αναζήτηση Ομοιόμορφου Κόστους
- Συνεπείς Ευρετικές συναρτήσεις
- Το πρόβλημα των 8 πλακιδίων
- Χαλαρωμένες εκδοχές ενός προβλήματος
- Υποπροβλήματα και βάσεις προτύπων
- Εκμάθηση Ευρετικών Μηχανισμών
- Επαναληπτική βελτίωση
- Αλγόριθμοι τοπικής αναζήτησης
- Τοπική ή Εξαντλητική αναζήτηση
- Ο αλγόριθμος 2-Opt
- Εναλλαγή 2 ακμών
- Το τοπίο του χώρου καταστάσεων
- Αναζήτηση με Αναρρίχηση Λόφων
- Ο αλγόριθμος της Προσομοιωμένης Ανόπτησης
- Τοπική Ακτινική Αναζήτηση (Local Beam Search)
- Γενετικοί Αλγόριθμοι
- Προβλήματα ικανοποίησης περιορισμών (CSP)
- Προβλήματα αναζήτησης
- Γράφοι περιορισμών (Constraint Graphs)
- Κρυπταριθμητική - Τυπικός ορισμός
- Είδη περιορισμών σε πραγματικές εφαρμογές
- Άλλα παραδείγματα CSP
- Τεχνολογία CSP
- Μια ταξινόμηση των CSP
- Δυαδικοί - Μη δυαδικοί περιορισμοί
- Αλγόριθμοι αναζήτησης για CSP
- Αλγόριθμοι υπαναχώρησης, αλγόριθμος BT
- Ευρετικοί μηχανισμοί επιλογής μεταβλητών
- Διάδοση περιορισμών
- Πρώιμος έλεγχος (FC)
- Συνέπεια ακμής
- Αλγόριθμος AC-3
- Άλλες και ισχυρότερες έννοιες συνέπειας, k-συνέπεια
- Ευφυής υπαναχώρηση
- Αδιέξοδο - σύνολο συγκρούσεων
- Υβριδικοί αλγόριθμοι
- Αξιολόγηση αλγόριθμων υπαναχώρησης
- Αλγόριθμοι τοπικής αναζήτησης για CSP
- O ευρετικός μηχανισμός των ελάχιστων συγκρούσεων
- Προβλήματα χρονοπρογραμματισμού
- On-line περιβάλλοντα
- Η δομή ενός CSP
- Βασικές έννοιες
- Γλώσσες αναπαράστασης γνώσης βασισμένες στη Λογική
- Προτασιακή λογική
- Οντολογικές υποθέσεις της Λογικής Πρώτης Τάξης
- Συντακτικό
- Σύμβολα
- Η έννοια του λεξιλογίου, όροι, ατομικοί τύποι, καλά ορισμένοι τύποι
- Κανόνες προτεραιότητας
- Εμφανίσεις μεταβλητών, ελεύθερες και δεσμευμένες
- Αναπαράσταση Γνώσης και Φυσικές Γλώσσες
- Η έννοια της ερμηνείας στη λογική πρώτης τάξης
- Άλλες θεμελιώδεις έννοιες: ικανοποίηση, ικανοποιησιμότητα, αλήθεια, μοντέλο, λογική κάλυψη, εγκυρότητα, ισοδυναμία
- Μερικά θεωρήματα που θεμελιώνουν τις παραπάνω έννοιες
- Παραδείγματα
- Κανόνες συμπερασμού
- Η έννοια της παραγωγής ή απόδειξης
- Ορθές και πλήρεις μέθοδοι συμπερασμού
- Η έννοια της αντικατάστασης
- Η εύρεση απόδειξης ως πρόβλημα αναζήτησης
- Αναγωγή σε προτασιακή λογική
- Θεώρημα του Herbrand
- Ημιαποφασιμότητα της λογικής κάλυψης
- Η έννοια της ενοποίησης (Unification)
- Γενικευμένος τρόπος του Θέτειν
- Ορθότητα του GMP, λεκτικά, φράσεις Horn, Γεγονότα, Κανόνες, Datalog
- Παραδείγματα Datalog: Μονοπάτια σε ένα Γράφο
- Προτυποποίηση μεταβλητών
- Προς τα εμπρός και πίσω αλυσίδες εκτέλεσης
- Ο κανόνας συμπερασμού της Ανάλυσης στην προτασιακή λογική και τη λογική πρώτης τάξης
- Συζευτική κανονική μορφή
- Φράσεις, ένας ισοδύναμος ορισμός. Αναθεωρημένος ορισμός της Ανάλυσης.
- Ιδιότητες και εφαρμογές της Ανάλυσης.
- Διατύπωση σε Λογική Πρώτης Τάξεως
- Συζευτική κανονική μορφή και παραδείγματα
- Ανάλυση, Εγκυρότητα, Μη-Ικανοποιησιμότητα
- Χρήση της Ανάλυσης για απάντηση Ερωτημάτων
- Ανάλυση με ισότητα
- Οι κανόνες της Αποδιαμόρφωσης και της Παραδιαμόρφωσης
- Η γλώσσα Prolog και δένδρο απόδειξης
- Η ιστορία της Λογικής
Εισαγωγή σε βασικά γνωρίσματα της Python, όπως:
- Variable declarations
- Flow control
- Input (Standar input & Command line arguments)
- Function definitions, generators, value vs reference
- Mutable/immutable objects
- Lists, tuples, dictionaries, sets
- List comprehensions
- Files manipulation
Διαφάνειες φροντιστηρίου
Παραδειγματικά αρχεία φροντιστηρίου:
Sliding blocks.
CSPs Tutorial 1: Modeling Examples
CSPs Tutorial 2: Algorithms
Διαφάνειες: Propositional Logic
Εργασίες - Ασκήσεις
Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα
Αρ. Επισκέψεων : 0
Αρ. Προβολών : 0