人工知能 (AI, Artificial Intelligence)


計算機の役割と人工知能

  • 実世界(人) vs 計算機(機械)
    
    実世界  	問題 ------------->解?
            │         ↑
            │表現       │「逆」表現
            ↓         │
    計算機世界	問題'──────→解'
    	       「計算」
    
  • 計算」とは何か?:計算から問題解決へ
    • 数値計算、数式処理、記号処理、問題解決、推論、…
    • 人間に近いことを「計算」したい

  • 表現の重要性:問題表現、問題解決、解の表現
    • 辞書、百科事典、人の知識の曖昧性 (東、因果関係、…)
    • 知識の体系化は可能か?




用語

  • 人工頭脳 (artificial brain) と人工知能 (artificial intelligence)
    • 1956 ダートマス大学の研究会 (10名)
    • 1961 Minsky, "Steps towards Artificial Intellegence"
      • 探索: 盲目的探索ではなくす
      • パタン認識: 見方の違いとノイズがあっても対象を認識
      • 学習: 過去の経験や類似の知識を利用
      • 問題解決とプラニング: 分割や道筋

  • 人工遅能


知能とは何か?

  • 頭が良い?

    • 記憶:記憶力に優れている
    • 学習:理解が早い
    • 連想:学習方法が効率的である
    • 汎化:応用力がある
    • 創造性:独創的な思考力をもっている

  • 「わかる」?

    • 富士山は日本一高い山である?

    • 冬になると寒い?
      • 冬になると太陽が高く昇らない
      • 太陽が高く上らないと光がななめからさす
      • 光がななめからさすと太陽エネルギーの量が減少する
      • 受ける太陽エネルギーの量が減ると温度が下がり寒くなる
      • したがって冬は寒い

    • 風が吹くと桶屋がもうかる

    • 平行線は交わらない?

    • 天才科学者には長男が多い?

  • 知的会話?



機械は思考するか?

  • アプローチ
    • ハード vs. ソフト
    • 分析 vs. 合成
    • マクロ vs. ミクロ
    • 現象 vs. 構成
    • シミュレーション vs. 構造
    • 生理学
    • 心理学
    • 数学
    • 工学


  • システム

    • インタフェース:システムの動作が知的にみえる

    • 工学:人間の知的能力をコンピュータに与える。 システム自体が知的振る舞いをする

    • 科学:人間の知能のメカニズムを解明する。 コンピュータは理論を確かめるシミュレーション


歴史

  • 興隆期 (1955-65)
    楽天主義(コンピュータ=人工頭脳)
    実用化への過信

  • 反省期 (1965-70)
    人間とコンピュータの隔たりの大きさを認識
    人工知能は冬の時代へ

  • 再興期 (1970-75)
    着実な一歩→新しい成果

    • 言語理解(SHRDLU)
      ブロックの世界を対象にした対話システム
    • 物体認識
    • 教育支援(SCHOLAR)
    • 数式処理(MACSYMA, REDUCE2)
      • (a+2x)3 → a3 + 6a2x + 12ax2 + 8x3
      • df(log(2x+1),x) → 2/(2x+1)
      • int(ax,x) → ax2/2
    • コンサルテーション(DENDRAL)
      質量スペクトルデータ→分子構造を推定
      既知物質のスペクトルデータ→ルール (META-DENDRAL)

    おもちゃ作りか?

  • 拡充期 (1975-80)
    研究の広がり(言語学、数理論理学、心理学、哲学、…)
    エキスパートシステム (MYSIN)
    自然言語処理研究→機械翻訳

  • 展開期 (1980-90)
    第五世代コンピュータ
    • 技術の発展を反映した
    • 人とコンピュータの距離を狭めた
    • より難しい問題(知識処理)の解決に役立つ
    • コンピュータ
      • 良きアシスタント
      • 問題解決タ簣税塾マ
      • 知識ベース
      • 会話機能
      • 高度のマンゥ泪轡鵐インタフェース
    • 人工知能百科
    商品化→AIビジネスの登場

  • 反省期 (1990-)
    限界を直面(エキスパートシステム、機械翻訳)
    理論から例題ベースへ


人工知能の分野

解けない問題を解くのが人工知能、解ければ人工知能とはいわない!

  • 定理証明

  • ゲーム
    • 1947 Shannon: チェスを機械に行わせる方法 (ミニマックス法)
    • 1951 Turing: 上のプログラミング方法
    • 1956: MANIAC で実行
    • 1958 Newell, Shaw, Simon: 本格的プログラミング
    • 1997: Deep Blue が世界チャンピオンを破る


  • 知能ロボット

  • 自然言語処理、機械翻訳、質問応答・自由会話

  • 知識工学

  • プログラム合成、プログラミング言語

  • ビジョン、画像・音声処理


さまざまなパズル