Melinda, Vivien
2 °C
8 °C

A Prologtól a gépi tanulásig

2002.02.20. 19:32
A hetvenes években egyre dinamikusabban fejlődtek a mesterséges értelem kutatásának egyes szakterületei, annak ellenére, hogy az MIT-n, a Carnegie Mellon, illetve a Stanford egyetemeken folyó MI-kutatásokra szánt állami támogatást 1974-ben, az állítólagos kiábrándító eredményekre hivatkozva, drasztikusan csökkentették.
Edward Feigenbaum a szakértői rendszerek, Roger Schank a nyelvelemzés, Marvin Minsky a tudás-ábrázolás, Douglas Lenat az automatikus tanulás és a heurisztika, David Marr pedig a mesterséges látás úttörőjének számított az idő tájt.

Backgammonben a szoftver győzött

Ráadásul 1979-ben, a Carnegie Mellonon dolgozó Hans Berliner backgammon-programja legyőzte Luigi Villát, a sportág akkori világbajnokát. Ez volt az első alkalom, hogy egy gép megverte egy adott szakterület világelsőjét.

Megszületett a PROLOG

Fontos állomásnak számított az 1971-72-ben Alain Colmerauer és Philippe Roussel által, a Marseille-i Egyetemen az automatikus következtetés céljaira kifejlesztett (a PROGrammation en LOGique-ot rövidítő) programozási nyelv, a PROLOG, mely a logikai programozás legfőbb képviselője. 1974-ben átírták, s így még alkalmasabbnak bizonyult a logikai jellegű problémák (például az IF THEN) feldolgozására. Hamar "népszerűvé" vált: az MI-kutatók között, a LISP-t előnyben részesítő Egyesült Államok kivételével, szinte mindenhol az elsőszámú nyelvvé lett.

Keret-elméletek

A hetvenes években számos egyéb új módszert teszteltek, így Marvin Minsky keret-elméletét ("frame theory") is. A "keret" tulajdonképpen az információ megszervezésére, megjelenítésére alkalmazott metódusok, programozási technikák egyike, esetleg a benne található adatok használatára vonatkozó szabályokkal. Ugyan már foglalkoztak Minsky előtt is a problémával, de formálisan, számítógépekre alkalmazhatóan ő fogalmazta meg először.

Egy keret
A keret neve:tészta
Tágabb osztály: élelmiszer
Tésztatípus:
Íze:csokoládé, citrom felfújt, sodó
Alapértelmezés:csokoládé
Szabályok:Ha barna töltelék, akkor csokoládé
Ha sárga töltelék, akkor citromfelfújt
Ha fehér töltelék, akkor sodó
Méret:
Értékek:kicsi, közepes, nagy
Alapértelmezés:közepes
Az MI-úttörő Minsky eredetileg vizuális jelenségek ábrázolására javasolta elméletét, de a legnagyobb igény a nyelvfeldolgozásban mutatkozott. Elmélete e ponton kapcsolódik a Chomsky-féle generatív nyelvészethez: a nyelvmegértéshez Minsky a megértési szintek (felszíni mondattani, felszíni jelentéstani, tematikus, narratív keretek) szerinti hierarchiát látta a legcélravezetőbbnek.

Az elmélet szerint egy "keret" egyfajta miniatűr adatbázis, nyílásokkal, a nyílásokban pedig adatokkal. Globális és lokális nyílásokat különböztetünk meg: előbbiek általános jellegűek, "átörökítődnek", utóbbiak viszont csak egy adott részkeretre jellemzőek, más keretben nem fordulnak elő. A keretek több szintből álló szemantikus hálókkal jeleníthetők meg, az alapján, hogy egy információ központi fogalomnak számít-e az adott környezetben, vagy sem.

Legalul "terminális elemek, olyan rések állnak, melyek kitöltésükkel kapcsolatos feltételeket tartalmaznak. Ha egy ilyen terminális nem elégíthető ki, felvetődik a kérdés, melyik keretet kell ezután elővenni. A kiválasztást egy erre szolgáló háló segítségével algoritmizálni lehet. Az újonnan választott keretben már az az információ is felhasználható, mely az előző keret elvetéséből származik." ((Futó Iván (szerk.): Mesterséges intelligencia.))

Minsky keret-elméletét Eugene Charniak fejlesztette tovább (kifejezetten a nyelvfeldolgozásra), 1976-os dolgozatában (A Framed PAINTING: The Representation of a Common Sense Knowledge Fragment). A hétköznapi gondolkodás következtetési lépéseiből indult ki, a keretet sztereotipikus témákat megjelenítő statikus adatszerkezetként értelmezte.

Mesterséges víziók

Az MI-fejlesztésnek új impulzusokat adott David Marr (1945-1980), brit pszichológus (a neurofiziológiára és az MI-re szintén támaszkodó) munkássága, elsősorban "Vision" című, 1982-es, a kognitív tudományban mérföldkőként nyilvántartott, posztumusz könyve.

Heurisztika
Következtetésekben, bizonyos típusú feladatok megoldásánál alkalmazott általános elv. Gyakorlati tapasztalatokon alapul, a megélt helyzetekből és a találékonyságból indul ki. A pontos eredményt adó algoritmussal szemben, az általában egyszerűsítő, korlátozó heurisztikák az esetek többségében helyesek, de tévútra is vezethetnek. Az MI-kutatásokban gyakran használt eljárás, például az IF_ THEN szabályok is heurisztikák. Legfőbb érdemük a problémamegoldás hatékonyságának a növelése.
Marr főként a látás matematikai elemzésével foglalkozott: hogyan érzékeljük a mélységet, a mozgást, mik és miként határozzák meg a látómezőben létező határokat. Úgy vélte, hogy nagyjából végtelen kombináció feldolgozásához, az agynak a vizuális információt matematikai módszerekkel kell kezelnie, s így a számos eltérő szintet is képes "összehangolni". Munkássága nem csak az emberi látás megértéséhez adott újabb fogódzókat, de a gépi (mesterséges) látás létrehozására irányuló törekvéseket is előrelendítette.

Marr, a látással foglalkozó dolgozatai mellett, kísérletet tett az információfeldolgozó-rendszerek három elemzési szintben történő általános leírására is: az első a rendszer komputációs szintje, a második a komputációhoz szükséges algoritmusokat és ábrázolásokat tartalmazza, míg a harmadik az alkalmazásra, a műveleteket végrehajtó gépezetre, hardware-re vonatkozik.

Douglas Lenat és a gépi tanulás

Lenat a hetvenes évek első felében dolgozta ki a számelméletet önmagától újra-felfedező Automatizált Matematikus (AM) programot. AM a kezdeti látványos sikerek után, a heurisztika korlátai miatt képtelen volt újabb felfedezésekre. A hibákból tanulva, a tudós mintegy öt évig fejlesztette EURISKO-t, AM utódát. EURISKO többek között saját magától tanult meg a Traveller TCS űrháborús játékot, és két egymást követő évben (1982, 1983) megnyerte az országos bajnokságot.