Grandiózní výzvy pro dlouhodobý výzkum v informatice



Podobné dokumenty
Lesk a bída nestandardních výpočetních systémů

H. Dreyfuss: What computers can t do, 1972 What computers still can t do, J. Weizenbaum. Computer power and human reason, 1976

Datová věda (Data Science) akademický navazující magisterský program

Digitalizované řešení správy pracovních postupů v prostoru

Výrobní pracoviště budoucnosti

Aplikovaná informatika

Inteligentní systémy a neuronové sítě

Biologicky inspirované výpočty. Schématické rozdělení problematiky a výuky

MATEMATICKÁ TEORIE ROZHODOVÁNÍ

SYSTÉMOVÁ METODOLOGIE (VII) Kybernetika. Ak. rok 2011/2012 vbp 1

Přírodou inspirované metody umělé inteligence

Doc. Ing. Daniel Kaminský, CSc. ELCOM, a.s.


Emergence chování robotických agentů: neuroevoluce

Návrh softwarových systémů - architektura softwarových systémů

Pohyb ve vztahu vztah v pohybu (z pohledu taneční terapeutky) Iveta Zedková

Obecná psychologie: základní pojmy

Simulace a návrh vyvíjejících Nadpis se 1. Nadpis 3. Božetěchova 2, Brno

ZÁKLADY PROGRAMOVÁNÍ. Mgr. Vladislav BEDNÁŘ /14

Chtěli byste být b t mozkem ce? Jiří Wiedermann Ústav informatiky AV ČR, v.v.i. Praha

NSWI /2011 ZS. Principy cpypočítačůčů aoperačních systémů ARCHITEKTURA

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

UITS / ISY. Ústav inteligentních systémů Fakulta informačních technologií VUT v Brně. ISY: Výzkumná skupina inteligentních systémů 1 / 14

Nástin architektury vědomého kognitivního agenta se dvěma vnitřními modely světa 1

(ÚISK FF UK); Mgr. Mediální a komunikační studia: Elektronická kultura a sémiotika; Bc. Studium humanitní vzdělanosti (FHS UK)

Teorie systémů TES 6. Systémy procesní

Konstruktivistické principy v online vzdělávání

Historie výpočetní techniky. Autor: Ing. Jan Nožička SOŠ a SOU Česká Lípa VY_32_INOVACE_1121_Histrorie výpočetní techniky_pwp

Informatika na Univerzitě Palackého

Enabling Grids for E-sciencE. Projekt EGEE / VOCE. Jan Kmuníček ÚVT MU & CESNET. INFSO-RI

Ústav automatizace a měřicí techniky.

K VIRTUALIZACI ŠKOLNÍCH EXPERIMENTÁLNÍCH ČINNOSTÍ. Martin Bílek Katedra chemie a didaktiky chemie Pedagogická fakulta, Univerzita Karlova

ZÁKLADY PROGRAMOVÁNÍ. Mgr. Vladislav BEDNÁŘ /14

PB002 Základy informačních technologií

Automatizační a měřicí technika (B-AMT)

Od Průmyslu 4.0 k Myšlení 4.0

Profil knihovního fondu Státní technické knihovny

Informační technologie požadavky a realizace vzdělávacího procesu

Aplikace kyberneticko fyzikálních systémů

Inteligentní modely, algoritmy, metody a nástroje pro vytváření sémantického webu

Obsah. Část I Řízením k inovacím 1. 1 Klíčové otázky při řízení inovací 3. 2 Inovace jako řídicí proces 63 III

Nový obor - počítače v medicíně a biologii

MÍSTO A ROLE ZRCADLOVÝCH NEURONŮ VE VTĚLENÝCH KOGNITIVNÍCH SYSTÉMECH

Trocha obrázků na začátek..

Specializace Kognitivní informatika

Formální Metody a Specifikace (LS 2011) Formální metody pro kyber-fyzikální systémy

Architektura počítačů

4. Úvod do paralelismu, metody paralelizace

Tomáš HEBELKA, MSc. Skepse vůči cloudu. 21. června 2011 VI. Konference ČIMIB, Hotel Continental, Brno

Bakalářský studijní obor informatika

Smart Prague - chytré město začíná infrastrukturou

Jaký programovací jazyk učit jako první a jak ho učit?

Informační společnost s výzvami digitálního učení a informační gramotnosti

Studium informační vědy a znalostního managementu v evropském kontextu

Složitost her. Herní algoritmy. Otakar Trunda

Virtuální ověřování výroby Robotika Process Simulate Virtual Commissioning Virtuelle Inbetriebnahme

ZÁKLADY PROGRAMOVÁNÍ. Mgr. Vladislav BEDNÁŘ /14

Specifikace výpočetního modelu mysli vědomého vtěleného agenta

Práce s dětmi s poruchami učení v poradně pro percepční a motorická oslabení

Neubauer, K. a kol. NEUROGENNÍ PORUCHY KOMUNIKACE U DOSPĚLÝCH (Praha, Portál, r. vydání 2007).

OPS Paralelní systémy, seznam pojmů, klasifikace

Projekt EGEE / EGI. Jan Kmuníček CESNET. Enabling Grids for E-sciencE. EGEE-III INFSO-RI

Technologie pro maloobchod nové pohledy, nové příležitosti. Marta Nováková, Generální ředitelka, U&SLUNO a.s.

1 Úvod 1.1 Vlastnosti programového vybavení (SW)

Umělá inteligence (1. přednáška)

Perspektivy asistivních technologií

Outcome mapping evaluation - nová možnost pro ČR? Vladimír Sodomka

Návrh softwarových systémů - architektura softwarových systémů

Pedagogická psychologie. Klasické teorie učení

Core Ideology Ideový záměr. Moravian Science Centre Brno

Mgr. Jakub Štogr Navreme Boheme, s.r.o. IVIG 2013

ROLE ICT VE SPOLEČNOSTI

Práce v textovém editoru

Digitální výroba, Brno,

Kybernetika. vznikl koncepční rámec kybernetiky

Technologie a děti aneb Dobrý sluha, ale špatný pán

Inovace výuky prostřednictvím ICT v SPŠ Zlín, CZ.1.07/1.5.00/ Vzdělávání v informačních a komunikačních technologií

OBSAH. 1. ÚVOD il 3. MOZEK JAKO ORGÁNOVÝ ZÁKLAD PSYCHIKY POZORNOST 43

Psychologie - věda o lidském chování, jednání, myšlení

Obecná a vývojová psychologie. Přednáška č. 1 Co je psychologie? Cíle psychologie. Základní psychologické směry.

Digitální zpracování obrazu počítačové vidění zakotvení

AUTOMATY A GRAMATIKY

Zdroj:

Využití SysML pro tvorbu modelů v systémovém inženýrství

Počátky umělé inteligence

Dynamické kritické jevy

EU EGEE Presentace projektu

Digitalizace Možnosti a výhledy digitální společnosti

RNDr. Milan Šmídl, Ph.D.

CERIT SCIENTIFIC CLOUD. Centrum CERIT-SC. Luděk Matyska. Praha, Seminář MetaCentra,

Když budou počítače inteligentnější než lidé

Miroslav Svítek. Víc než součet částí. Systémový pohled na proces poznání ACADEMIA. edice ggerstner

Komplexita a turbulence

Základy umělé inteligence

Multimediální systémy

Metodologie výzkumu mezigeneračního učení: od otázek k výsledkům

Informace pro výběr bakalářského oboru

Jak vyvažovat autonomii a odpovědnost škol a učitelů: hodnocení výsledků vzdělávání

ENVIRONMENTALISTIKA GYM

BMII. B i o m e d i c a l D a t a P r o c e s s i n g G r o u p

Transkript:

Grandiózní výzvy pro dlouhodobý výzkum v informatice Jiří Wiedermann Ústav informatiky AV ČR Částečně podporováno grantem 1ET100300419 Důkaz Fermatovy věty (splněno) Lidé na měsíci (splněno) Léčba rakoviny (pracuje se na tom) Přečtení genomu (splněno) Jaké problémy máme na mysli Podstata gravitace (pracuje se na tom) Teorie všeho ve fyzice (pracuje se na tom) Hilbertův program mechanizace matematiky (zlyhal v r. 1930 Goedlův důkaz nemožnosti) 2

Příklady z informatiky Vyřešit P vs. NP problém (otevřeno) Splnění Turingova testu (pracuje se na tom) Verifikační kompilátor Mistrovský šachový program (splněno) Mistrovský GO program (pracuje se na něm) Automatický překlad (pracuje se na tom) 3 Kriteria pro grandiózní výzvy (dle T. Hoara): Pramení z vědecké zvědavosti ohledně základů, povahy a mezí vědecké discipliny Entuziasticky ji podporuje celá vědecká komunita, i ta část, která se projektu neúčastní Má mezinárodní rozměr, účast je věcí národní cti Je srozumitelná, vzrušuje laickou i odbornou veřejnost křížem přes vědní disciplíny Byla formulován dávněji, ale stále odolává Jde dále, než se zdálo původně možné, vyžaduje vývoj nových technik a nástrojů Vyžaduje řízenou spolupráci mezi jednotlivci, týmy, vědeckými školami Stimuluje soutěž, a těží z ní, je zřejmé, kdo vyhrává a kdo ne Vyžaduje spolupráci mezi teoretiky i praktiky Dají se identifikovat podcíle, jejichž dosažení samo o sobě přináší vědecký či ekonomický prospěch dokonce i v případě, že zbytek projektu selže Musí být zřejmé, zda byly cíle dosaženy, případně do jaké míry Vede k radikální změně paradigmat, vymyká se užívaným postupům a znalostem Na její řešení pravděpodobně nestačí komerčně motivovaný evoluční progres Všechna kriteria nemusí platit současně! 4

Velké výzvy pro informatiku, CRA USA Paralelní výpočty (Vishkin) Porozumění (ne pouze výpočetní) samoorganizaci (Brooks) Integrace informací (Ullman) Důvěryhodné výpočty a komunikace Zdánlivá přítomnost (telepresence) lidí na zemi i v planetárním systému (NASA) Programovací prostředí Uživatelsky přítulný Internet Vše prostupující počítání (HP) Molekulární elektronika (HP) Přežívající bezdrátové ad hoc sítě Sensorické bezdrátové sítě, monitorování jevů, sledování šíření katastrof E-Science Cyber Infrastructures Autonomní počítače (IBM) Distribuovaná inteligence na Internetu Internet další generace Makrosystémy Počítačem řízený imunitní systém Rozšířená realita pro všechny Digitální genius Výpočetní politika (rozpočtování versus volby) a žurnalistika Petascale Computing Jediný věčný, univerzální a všudypřítomný učící se program Počítače a komunikace pro všechny Kontextově-vědomé komunikace a výpočty 5 Výzvy pro UI, CMU 6

Výzvy pro IT, dle EC 1. The 100% Safe Car 2. The Multilingual Companion 3. The Service Robot Companion 4. The Self-Repairing and Self-Monitoring Computer 5. The Internet Police Agent 6. The Disease and Treatment Simulator 7. The Augmented Personal Memory 8. The Pervasive Communication Jacket 9. The Personal Everywhere Visualiser 10.The Ultra-light Aerial Transport Agent 11.The Intelligent Retail Store ftp://ftp.cordis.lu/pub/ist/docs/2004_grand_challenges_web_en.pdf 7 Velké výzvy pro informatiku, Velká Britanie In Vivo - In Silico: the Virtual Worm, Weed and Bug Science for Global Ubiquitous Computing Memories for Life: Managing Information over a Human Lifetime Scalable Ubiquitous Computing Systems The Architecture of Brain and Mind Dependable Software Evolution Journeys in Non-classical Computation http://www.nesc.ac.uk/esi/events/grand_challenges/proposals/index.html 8

Ne-klasické výpočty Kognitivní počítačové a robotické systémy Makroskopické výpočetní a komunikační systémy Umělý život a vtělené UŽ systémy Jednotící pohled Global Ubiquitous computing Scalable ubiquitous computing Dependable System Evol. Memories for life Brain & Mind Architecture 9 Journeys to Non-classic Computing in Vivo in Silico Neuronové sítě Ne-klasické výpočty Neuniformní interaktivní evoluční výpočty Internet, společenství živých organizmů Molekulární výpočty Imunitní systémy Kvantové výpočty Paralelismus na sekvenčním hardware Relativistické výpočty Nekonečné výpočty v konečném čase 10

Hyperpočítače: překonání turingovy bariéry Nekonečné výpočty v konečném čase Padající pozorovatel Signál Ano Černá díra Singularita Malament-Hogarthova událost Obíhající počítač Co lze a co nelze vypočítat je záležitostí fyziky Vnitřní horizont G. Etesi, I. Nemeti: Non-Turing computations via Malament-Hogarth space-times, Int. J. Theor. Phys. 41 (2002) 11 Makroskopické výpočty a komunikace Fixní (ne-mobilní) sítě (Internet) Bezdrátové sítě Ad hoc mobilní Sensorické imobilní Celulární amorfní sítě Amorfní výpočty 12

Umělý život Vlastnosti života nezávislé na medii v němž existuje V čem vězí rozdíl mezi živou a neživou hmotou Vznik života (v umělém vesmíru) Mechanismus evoluce Existuje neomezený evoluční růst složitosti? Jaká je výpočetní síla evoluce? 13 Příklad: autopoietický automat Program 1 Program 1 Empty Existuje umělý vesmír, ve kterém lze realizovat autopoietické automaty s vlastnostmi: Program 2 Program 2 Neomezený nárůst složitosti Nerozhodnutelnost udržitelné evoluce Empty 14

Kognitivní systémy Nástin neurální architektury kognitivního agenta emoce Multimodální informace kogitoid Motorické příkazy Senzomotorické orgány Motorické příkazy Zrcadlové neurony Exterocepce + prorpriocepce + pocity Standardní on-line režim emoce 15 Schéma myšlení kognitivního agenta Multimodální informace kogitoid Zrcadlové neurony Motorické příkazy Základ myšlení: vypnutí percepce potlačení realizace motoriky zrcadlové neurony doplní motorické instrukce percepcí z naučené zkušenosti Agent funguje podobně jako předtím, avšak zpracovává virtuální data, funguje v off-line režimu, je virtuálně situovaný 16

Spárování mysli a těla v humanoidním kognitivním agentu Multimodální informace percepce Zrcadlové neurony motorika cogitoid motorika 17 Evoluční rozvoj mentálních schopností Od vrozených reflexů k intencionalitě přes emoce či afekty Ukotvení elementárních akcí v kontextu a senzomotorice Rozlišení mezi sebou a jinými (self), imitace elementárních akcí Imitace posloupností akcí pomocí učení Počátky komunikace prostřednictvím body language, pomocí čtení mysli a empatie Přidávání vokalizace a její asociace s motorikou posunků, později s motorikou (vlastních) mluvidel Rozvoj slovníku porozumění a přístupu do něj prostřednictvím slov (jakoby nárůst počtu senzorů) Evoluční rovnováha mezi nárůstem množství rozlišovaných slovních podnětů a velikostí mozku Přímá aktivace konceptů prostřednictvím slov Počátky myšlení: nejprve hlasité mluvení k sobě, později převažují pohyby mluvidel, ale postupně význam pohybů klesá; příkazy k vyslovování jsou přímo asociovány s významy slov Myšlení jako utlumené senzomotorické akce 18

Marvin Minsky, otec umělé inteligence: Vědomí je obrovský kufr, který obsahuje snad 40 až 50 různých mechanismů, které jsou složitými interakcemi propojeny do jedné rozsáhlé sítě o o Pokus o současnou definici: Schopnost přemýšlet o minulých, současných i očekávaných událostech, prožitcích a motorických aktivitách (svých či ostatních agentů), popsat je ve vysoko-úrovňovém, tělově nezávislém jazyku, a také realizovat tento popis Popsat v jazyku pozorované akce či okolí, vysvětlit je, napodobit je, vysvětlit následky nějakých akcí Test na vědomí <> Turingův test 19 Jaký je smysl podobných iniciativ Formulace a šíření grandiózních vědeckých výzev urychluje rozvoj vědy tím, že se úsilí soustřeďuje především na revoluční nežli evoluční posun základního poznání a navazujících technologií. 20