Τεχνητή Νοημοσύνη

Μανώλης Κουμπαράκης, Παναγιώτης Σταματόπουλος.

Περιγραφή
  • 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
Περισσότερα  
CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή
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.

Ενότητες

  • 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

Εργασίες - Ασκήσεις

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A+

Αρ. Επισκέψεων :  0
Αρ. Προβολών :  0