Umělá inteligence. Příklady využití umělé inteligence : I. konstrukce adaptivních systémů pro řízení technologických procesů

Transkript

1 Umělá inteligence Pod pojmem umělá inteligence obvykle rozumíme snahu nahradit procesy realizované lidským myšlením pomocí prostředků automatizace a výpočetní techniky. Příklady využití umělé inteligence : I. konstrukce adaptivních systémů pro řízení technologických procesů II. úlohy z oblasti rozpoznávání III. systémy pro podporu rozhodování IV. systémy pro dolování znalostí z dat V. zábavné aplikace různých druhů

2 I. Adaptivní systémy pro řízení Aplikace algoritmů umělé inteligence se zde zaměřuje především na automatickou úpravu parametrů regulačního obvodu (například konstanty zesílení jednotlivých částí řídícího systému P, I a D s nebo bez interakce) s ohledem na řízený proces, pokud možno bez znalosti přesného matematického modelu řízeného systému, který se zvláště u složitějších systémů velmi obtížně odvozuje, případně ho ani odvodit nelze. Algoritmus vyhodnocuje zvolené kritérium kvality regulace (např. analýza časového průběhu regulační odchylky) a poté rozhoduje o případném zásahu. Použitý algoritmus (např. za využití umělé neuronové sítě) má k určení správného rozhodnutí k dispozici sadu pravidel získaných analýzou chování velkého počtu referenčních regulačních obvodů. Systém může být doplněn i genetickým algoritmem

3 pro nalezení parametrů řízení zčásti náhodnou cestou. Upravené parametry řízení jsou poté předány vlastnímu řídicímu systému. Příklad provedení průmyslového řídicího systému pro regulaci teploty vybaveného umělou inteligencí. II. Úlohy z rozpoznávání V úlohách založených na rozpoznávání je hojně využíváno metod umělé inteligence.

4 Například u úloh z oblasti registrace obrazů lze použít algoritmů A. I. pro nalezení vhodných řídicích bodů. Po určení polohy řídicích bodů je stanoven rozdíl ve velikosti a úhel natočení obou obrazů vůči sobě, které mohou být poté porovnány a mohou být odhaleny případné rozdíly. Metod umělé inteligence je využíváno i při zpracování signálů, např. u adaptivní filtrace, kde se algoritmus pokusí v předloženém signálu najít průběh zadaných parametrů a eliminovat ho (např. rušení signálem zadaných vlastností). III. Systémy pro podporu rozhodování (DSS decision support systems) Systémy pro podporu rozhodování jsou další rozšířenou aplikací algoritmů umělé inteligence. Tyto systémy jsou obvykle založeny na dostatečně velké

5 databázi znalostí o vyšetřovaném systému a inferenčním mechanismu. DSS systém poté na základě vložených vstupních dat určí jednu či více hypotéz o stavu objektu a navrhne řešení vzniklé situace. Použitý algoritmus může být založen na mnoha metodách od klasického Bayesovského rozhodování až po použití umělých neuronových sítí které jsou naučeny na použití v příslušné aplikaci. Příkladem použití systému pro podporu rozhodování může být navigační systém resp. plánovač cest, který po zadání koncových bodů cesty navrhne optimální trasu cesty. U navigačního systému poté může implementovaný algoritmus navrhnout změnu trasy s ohledem na informace o aktuální dopravní situaci.

6 Vzhled moderního navigačního systému určeného k montáži do motorových vozidel. V oblasti lékařství se systémy pro podporu rozhodování používají k podpoře rozhodnutí lékaře při podezření na určitou chorobu. Algoritmus na základě zadaných příznaků o stavu pacienta rozhodne Velmi často se také DSS používají v ekonomických aplikacích pro usnadnění rozhodování manažerů. DSS nalézají uplatnění i ve vojenských aplikacích. IV. Systémy pro dolování znalostí z dat Systémy pro dolování znalostí z dat slouží k odhalování souvislostí mezi řadami dat a ke stanovení pravidel popisujících chování popisovaného systému.

7 Algoritmy umělé inteligence zde slouží například k separaci dat do jednotlivých skupin ve kterých data mezi sebou souvisí, my ovšem předem nevíme jak. Používané programy využívají známých algoritmů z oblasti rozpoznávání, to znamená například klasifikace pomocí lineární separace nebo metody shlukové analýzy (klasifikace dle n nejbližších sousedů, n 1, metoda n průměrů, EM algoritmus apod.) Systém při aplikaci např. na lékařská data může pomoci při stanovení souvislostí mezi určitými příznaky které byly předem zjištěny u vybraných pacientů. V. Jiné aplikace A. I. Mezi ostatní ale ovšem mezi lidmi nejvíce rozšířené aplikace umělé inteligence ovšem patří počítačové hry různých druhů, kde tyto algoritmy slouží

8 k simulaci dějů probíhajících ve skutečnosti a to tak, aby se skutečnosti také co nejvíce blížily. Mezi více či méně zábavné aplikace umělé inteligence také patří programy pro interaktivní komunikaci, kde se program snaží vést (např. prostřednictvím IM nástroje typu MSN Messenger nebo AIM) rozhovor s člověkem. Tato oblast A. I. se v dnešní době prudce rozvíjí a je v podstatě tažným koněm celého vývoje moderní umělé inteligence.