Intelligenta system

Definition

Artificiell intelligens (AI) är maskiner eller datorprogram som är kapabla till ett intelligent beteende. Termen AI sägs ha definierats av datalogen John McCarthy som "vetenskap och teknik för att skapa inteligenta maskiner". Idag har artificiell intelligens blivit en viktig del av teknologiindustrin genom att det ger lösningar på många utmanande problem inom datalogi. 

En term som anses självklar i artificiell intelligens är en "agent". I datalogi är en programvaruagent ett datorprogram som arbetar som ombud för en användare eller ett annat program. En sådan "talan för" innebär befogenhet att bestämma vilka, om några, är lämpliga åtgärder.

Vad är mänsklig intelligens?

Fältet grundades baserat på hypotesen att den centrala egenskapen hos människor, mänsklig intelligens, kan beskrivas så ingående att en maskin kan fås att simulera den. Det här väcker filiofiska frågor om medvetandets natur: vad innebär det att vara medveten? hur tolkar hjärnan information från sinnen såsom syn och hörsel för att härleda föremål och händelser?

Vi skall titta närmre på fyra centrala områden: förnuft, perception, kunskap och inlärning.

Förnuft

Förnuft är kapaciteten att medvetet försöka förstå saker genom att tillämpa logik, upprätta och kontrollera fakta, och ändra eller rättfärdiga rutiner, institutioner, och övertygelser baserade på ny eller befintlig information. En förnuftig persons drar alltså slutsatser, eller handlar, baserat på logik efter kända fakta istället för på känslomässiga grunder.

En annan vy för att förklara begreppet är genom relationen till rationalitet och att handla rationellt. Att handla rationellt, eller förnuftigt, innebär att ens övertygelse överensstämmer med motivet för att tro alternativt att ens handling överensstämmer med motivet till handlingen.

Förnuft förknippas med tänkande, kognition, och intellekt. Förnuft, som vana eller intuition, är ett av de sätt på vilka tänkande kommer från en idé till en närstående idé. Till exempel är det sätt på vilket rationella varelser förstår sig att tänka på orsak och verkan, sanning och lögn, och vad som är bra eller dåligt. Det är också nära identifieras med förmåga att självmedvetet förändra övertygelser, attityder, traditioner och institutioner, och därför med kapacitet för frihet och självbestämmande.

Mekansikt förnuft har utvecklats av filosofer och matematiker sedan antiken. Alan Turing menade att om en människa konverserar med en maskin och inte kan avgöra om det är en maskin eller människa, uppfylls kriteriet för mänsklig intelligens. Det här kallas Turingtestet och är ett test av artificiell intelligens. 

Perception

En förnimmelse, eller en sensation, är reaktionen i ett sinnesorgan på en retning. Förnimmelsen är omvandlingen av nervimpulserna som bildas i slutet av signaltransduktionen (en kaskad av kemiska reaktioner i en sinnescell som börjar med aktivering av en receptor) till neurala signaler som kan tolkas av hjärnan. Denna tolkning kallas perception och inom psykologin är förnimmelse alltså inte samma sak som perception, även om begreppen ofta används synonymt i allmänspråket. Perception, eller varseblivning, är den samling processer i hjärnan som tolkar information från sinnena som föremål, händelser, skrivna och talade ord o.s.v. 

Retningar översätts inte nödvändigtvis till en perception och sällan översätts en ensam retning till en perception. En mångtydig retning kan översättas till flera perceptioner som upplevs slumpmässigt, en i taget. 


Neckers kub och Rubins vas kan uppfattas på olika sätt.

Exempel på sådana, mångtydiga retningar, är Neckers kub där kuben kan upplevas vara orienterad i olika riktningar samt Rubins vas som kan upplevas som antingen en vas eller som två ansikten.

Kognition och perception är två begrepp som överlappar varandra något. De beskriver psykologiska processer som är aktiva då vi tolkar sinnesintryck. Kognition kan kort förklaras som en samlingsterm för de mentala processer, normalt viljestyrda, som handlar om kunskap, tänkande och information. Inom området kognition ryms studier av hjärnans olika funktioner såsom tänkande, uppmärksamhet, minne, inlärning, medvetande, språk samt beslutsfattande och problemlösning.

Skillnaden mellan begreppen förnimmelse, perception och kognition kan beskrivas enligt följande. En förnimmelse kan vara att uppfatta ett ljud. Med perceptionen uppfattas detta ljud som att telefonen ringer. Med kognition avgör man om det är ens egen telefon och om man därför ska svara.

Mekanisk perception är förmågan hos ett datorsystem för att tolka data på ett sätt som liknar hur människor använder sina sinnen för att relatera till världen omkring dem. Datorprogram använder information eletriska och mekaniska sensorer (såsom kameror, mikrofoner, taktila sensorer, sonar och andra mer exotiska) för att härleda aspekter av världen. Här finns flera definierade delområden: datorseende (förmågan att analysera synintryck), taligenkänning, ansiktsigenkänning och objektigenkänning.

Kunskap

Kunskap är en förtrogenhet, medvetenhet eller förståelse för någon eller något, såsom fakta, information, beskrivningar, eller kompetens, som förvärvats genom erfarenhet eller utbildning genom att uppfatta, upptäcka, eller inlärning.

Men vad är kunskap egentligen? Filosofen Platons berömda definition av kunskap som "berättigad sann tro" är inte allmänt accepterad utan har utmanats av bl.a Gettierproblemet. 

Begreppet tro används vanligtvis för att beteckna det att hålla ett sakförhållande för sant. Att tro någonting är således att inta en viss attityd till ett givet påstående. Ens trosuppfattning kan ha olika grad av övertygelse, alltifrån en vågad gissning till en stark övertygelse. Tro kan också syfta på den faktautsaga som en person tror på ("Det är min tro att...").

Den österrikiske filosofen Ludwig Wittengenstein observerade att man kan säga "Han tror det, men det är inte sant." men inte "Han vet det, men det är inte sant." Enligt Wittgenstein är det inte olika mentala tillstånd, utan olika sätt att tala om övertygelse: skillnaden ligger i vilken aktivitet de sysslar med. Att veta till exempel att det brinner är inte ett mentalt tillstånd, utan att utföra en särskild aktivitet med tillståndet att det brinner.

Wittgensteins slutsats är att "Vi förklarar att den vetenskapliga metoden är den mest trovärdiga teknik människan har utvecklat än så länge för att kontrollera tingens flöde och att etablera stabila trossatser. Hypotetisk-deduktiv metod har kommit att bli den vetenskapliga metod som idag är allmänt accepterad. Den formulerades av Karl Popper 1934 som ett svar på försök till att finna hur kunskap kan generas ur ren induktion. Utifrån ett antal händelser inducerar man en sannolik slutsats. Ett exempel: "Solen har gått upp varje morgon hittills, alltså kommer den att gå upp nästa morgon också".

Karl Popper ansåg att många teorier var så flexibla att de ej gick att motbevisa och menade istället att alla vetenskapliga teorier måste vara falsifierbara. Därför förordade han att forskare ska lägga mer tid på att försöka hitta fel med sina teorier, alltså att falsifiera dem, än på att bekräfta dem. Därmed skulle man också reducera det problemet att alla människor har en tendens att omedvetet vara selektivt uppmärksamma på sådan information som bekräftar deras egna uppfattningar. Detta kallas konfirmeringsbias. Har man en negativ självbild, tenderar man att ta fasta på kritik och inte höra beröm. Även vetenskapliga forskare tenderar att vara selektivt uppmärksamma på forskningsresultat som stämmer med deras egen teori och ignorera sådant som strider mot den.

Inom vetenskapsteori används falsifierbarhet som ett metodologiskt krav för att en teori ska anses vara vetenskaplig – det skall gå att prova teorin på ett sätt som gör att den går att avfärda. En man lever i hela sitt liv vid en sjö med bara svarta svanar. Han har empiriskt goda skäl att tro att det bara finns svarta svanar. Betyder det att han vet att det bara finns svarta svanar? En falsifikator är en vetenskapsteoretisk term för det som vederlägger (motbevisar) ett visst påstående. Observationnssatsen "Denna svan är svart" är därmed en falsifikator för påståendet "alla svanar är vita".

Kunskapsinhämtning inbegriper komplexa kognitiva processer: perception, kommunikation och förnuft. Spridning av kunskap kräver kommunikation. Två av de vanligaste formerna av metoder för att sprida kunskap är skriftspråket och talekonsten. Andra sätt att sprida kunskap är imitation och den sokratiska metoden.

Fackelbärarna
Los Portadores de la Antorcha (Fackelbärarna) av Anna Hyatt Huntington symboliserar överföringen av kunskap från en generation till nästa.

Många av de problem maskinerna förväntas lösa kräver omfattande kunskap om världen. Bland de saker som AI behöver representera är: objekt, egenskaper, kategorier och relationer mellan objekt; situationer, händelser, tillstånd och tid; orsaker och effekter; kunskap om kunskap (vad vi vet om vad andra människor vet); och många andra, mindre väl utforskade områden. En representation av "vad som finns" är en ontologi: uppsättningen av föremål, relationer, koncept och så vidare att maskinen känner till. Den mest generella kallas övre ontologier, som försöker ge en grund för all annan kunskap.

Inlärning

Lärande är handlingen att skaffa nya, eller ändra och förstärka befintliga kunskaper, beteenden, färdigheter, värderingar eller preferenser och kan innebära att syntetisera olika typer av information. Förmågan att lära sig innehas av människor, djur och växter.

Maskininlärning är studier av algoritmer som automatiskt förbättras genom erfarenhet och har varit central för AI forskning sedan fältets början.

Oövervakad inlärning är förmågan att hitta mönster i en ström av indata. Övervakad inlärning omfattar både klassificering och numerisk regression. Klassificering används för att bestämma vilken kategori något hör till, efter att ha sett ett antal exempel på saker från flera kategorier. Regression är ett försök att ta fram en funktion som beskriver förhållandet mellan in- och utgångar och förutsäger hur utgångarna bör ändras när ingångarna förändringen. I förstärkt inlärning belönas agenten för bra svar och straffas för dåliga. Agenten använder denna sekvens av belöningar och bestraffningar för att bilda en strategi för att arbeta inom dess problemrymd.

Utvärdering av framstegen

Turingtestet nämndes tidigare och föreslogs alltså av Alan Turing som ett allmänt förfarande för att testa intelligensen hos en agent. Alan Turing var mycket inflytelserik i utvecklingen av datalogi och gav en formalisering av begreppen algoritm och beräkning med Turingmaskinen, vilket kan anses vara en modell av en generell dator. Turing anses allmänt vara far till teoretisk datalogi och artificiell intelligens.

En klassificering av för utkomsten av AI-test är:

  • Optimal: det är inte möjligt att prestera bättre
  • Stark super-människa: presterar bättre än alla människor.
  • Super-människa: presterar bättre än de flesta människor.
  • Under-människa: presterar sämre än de flesta människor.

Till exempel är prestanda i Damspel optimal, prestanda i schack super-människa och närmar sig en stark super-människa (se schackdator) medan prestandan på många vardagliga uppgifter (såsom att känna igen ett ansikte eller att korsa ett rum utan att stöta in något) är under-människa.

Ett derivat av Turingtestet är Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart (CAPTCHA) eller Helt automatiskt Turingtest för att skilja på datorer och människor.

Varför PROSAPIO?

PROSAPIO vill bidra till att unga människor intresserar sig för ingenjörsvetenskap genom att tillgängliggöra kunskap inom intelligenta och autonoma system.

Läs mer om PROSAPIO

Genvägar