inteligentni sistemi inteligentni sistemi

Uvod u inteligentne sisteme

INTELIGENTNI SISTEMI

Inteligentni sistemi 1 Copyright: Lejla Banjanović-Mehmedović

1

sisteme

Vanr.prof. Dr. Lejla Banjanović-Mehmedović

www.lejla-bm.com.ba

INTELIGENTNI SISTEMI

� Način rada na predmetu:� Prisustvo 5

� Seminarski rad 15

� Projektni zadatak 30


2

� Projektni zadatak 30

� Završni rad 50

Sadržaj predmeta:

1. Inteligencija i pojam vještačke inteligencije.

2. Inteligentni sistemi. Koncepti i tehnike vještačke inteligencije.

3. Mašinsko učenje. Metode mašinskog učenja.

4. Metode grupisanja podataka (K-means, Fuzzy K-means).


3

4. Metode grupisanja podataka (K-means, Fuzzy K-means).

5. Metode klasifikacije (KNN, Bayesov klasifikator, SVM)6. Perceptron. Arhitekture vještačkih neuronskih mreža,

algoritmi nadziranog učenja neuronskih mreža (BP).7. Fuzzy logika i fuzzy zaključivanje.8. ANFIS sistemi.9. Evolucioni algoritmi. Genetski algoritmi (GA).10. Hibridni inteligentni sistemi (HIS).

Literatura:

1. Lejla Banjanović-Mehmedović: Inteligentni sistemi, univerzitetski udžbenik, 2011.

2. Engelbrecht A.P., Computational Intelligence, A John Wiley & Sons, Inc. Publication, 2007.

3. Kantardžić M., Data Mining, Concepts,


4

3. Kantardžić M., Data Mining, Concepts, Models, methods and Algorithms, A John Wiley & Sons, Inc. Publication, 2001.

4. MATLAB - Fuzzy Toolbox, Simulink, Neural Network Toolbox

Istorijat

� Metode i tehnike je naslijedila iz drevnih disciplina poput filozofije (428 p.n.e.), matematike (800 god.), logike, psihologije, biologije.

� „Mašine koje misle“ i vještačka bića pojavljaju se još u Grčkim mitovima


5

još u Grčkim mitovima

� Industrijska revolucija 1760. godine - zamijenila je snagu ljudskih mišića mašinama

� Vještačka inteligencija ima za cilj da zamijeni ljudsku inteligenciju sa mašinama!

Razvojni put vještačke inteligencije

� Tabela


6

INTELIGENCIJA

� prirodna sposobnost pravilnog rasuñivanja

� ili


7

� ili

� sposobnost učenja na osnovu iskustva, uspješnog prilagoñavanja novim situacijama i promjenama u okruženju, ili sposobnost apstraktnog razmišljanja

Vještačka inteligencija

� sposobnost računara ili programa da imitira ljudski spoznajni proces, kao što su razmišljanje i učenje“


8

� „predstavlja računarsku nauku koja daje sposobnost mašinama da izvršavaju zadatke koji zahtjevaju inteligenciju ukoliko bi ih izvršavao čovjek“ (M. Minsky, 1968)

Vještačka inteligencija

� Kognitivna nauka predstavlja naučno proučavanje ili uma ili inteligencije.


9

� Vještačka inteligencija (VI) proučava kognitivne fenomene u mašinama

Inteligentni sistemi

� Inteligentni sistem � sistem koji može primati senzorske

informacije, � koje kompjuterski efikasno obrañuje,

kombinujući jedan ili više inteligentnih algoritama


10

kombinujući jedan ili više inteligentnih algoritama

� u cilju izvršavanja funkcija poput kontrole, upravljanja resursima, donošenja odluka,

� a sve u cilju postizanja pojedinačnih ili više ciljeva.

� Termostat – jednostavan inteligentni sistem� Inteligentni sistem – koji ima visok nivo

inteligencije

Inteligentno upravljanje

� je klasa upravljačkih tehnika, koja koristi različite računske tehnike vještačke inteligencije poput � neuronskih mreža,


11

� neuronskih mreža,

� Bayesove vjerovatnoće,

� Fuzzy logike,

� mašinskog učenja,

� evolucionog računarstva i genetskih

algoritama.

Problematika istraživanja vještačke inteligencije


12

Problematika istraživanja vještačke inteligencije� Zaključivanje, rezonovanje, rješavanje problema

(problemi neizvjesnosti, kombinacione eksplozije)� Formalizmi i metode prikaza znanja (ekspertni sistemi)� Planiranje, replaniranje� Učenje� Razumijevanje i obrada prirodnih i vještačkih jezika


13

� Razumijevanje i obrada prirodnih i vještačkih jezika� Manipulacija i kretanje (roboti...)� Percepcija (senzorika)� Socijalna inteligencija � Kreativnost� Pojam jake inteligencije!

Koncepti vještačke inteligencije

� Kibernetika i simulacija mozga (1940-1950)� Simbolika (1940-1970)� Pod-simbolički pristup (1980-1990)

� Ponašajno-bazirana vještačka inteligencija ili nova inteligencija

� Kompjuterska inteligencija – sredinom 1990-tih, D.


14

� Kompjuterska inteligencija – sredinom 1990-tih, D. Rumelhart vraća interes u područje neuronskih mreža i konekcionizma. Fuzzy sistemi, neuronske mreže i evoluciono računarstvo predstavlju područje kompjuterske inteligencije.(1990)

� Statistički i ekonomski (1990) –kompj. pristupi za spec. probleme

Otjelovljena inteligencija

� 1980-tih i 90-tih godina, započinje tzv. „nova inteligencija ili ponašajno-bazirana inteligencija“

� Da bi mašina prikazala stvarnu


15

� Da bi mašina prikazala stvarnu inteligenciju, treba da ima tijelo, koje može da prima podražaje iz okoline, da se kreće i preživljava u okruženju.

Nova inteligencija

� U praksi, simboličke manipulacije ograničavaju situacije na koje konvencionalna teorija VI može biti primjenjena


16

� Stoga su se razvili => Biološki inspirisane metodologije (evolucioni algoritmi, imunološko modeliranje, simulacija bioloških mehanizama) -> suprotno konvencionalnoj vještačkoj inteligenciji

Hibridni inteligentni sistemi

� Integracija vodi ka:� Koncept inteligentnog agenta 1990

� Kognitivne hibridne arhitekture-inteligencija mnoštva


17

inteligencija mnoštva

Tehnike vještačke inteligencije

� Klasifikacijske metode

� Vjerovatnosne metode odlučivanja

� Logika

� Neuronske mreže


18


� Metode pretraživanja i optimizacije

Klasifikacijske metode

� Klasifikacija vrši usporedbu uzoraka kako bi se postiglo najbolje slaganje. Pri novim observacijama, cilj je klasificirati uzorak na osnovu predhodnog iskustva.

� Metode:

� Metoda grupisanja(klasteringa),� Metoda grupisanja(klasteringa),

� Naivni Bayesov klasifikator,

� Metoda k-najbližih susjeda,

� Mašina podrške (SVM)

� Perfomanse klasifikacije uveliko ovise o karakteristikama podataka koji se klasificiraju. Ne postoji klasifikator koji radi najbolje za sve date probleme!


19

Vjerovatnosne metodeodlučivanja

� Rad sa agentima.

� U cilju donošenja racionalnih odluka u uslovima neizvjesnosti i nepreciznosti, egzistiraju sljedeće metode:� Bayesova mreža (eng. Bayesian network)� Bayesova mreža (eng. Bayesian network)

� Algoritmi vjerovatnoće (eng. probabilistic algoritms)

� Koncept vrednovanja (eng. utility) koristi matematske alate koji analiziraju u kojoj mjeri agent može praviti izbor i planirati (teorija odlučivanja, teorija informacija, Markovljev model odlučivanja i sl.).


20

Logika

� Logika se koristi za prezentaciju znanja i rješavanje problema, ali može biti primijenjena i na druge probleme.

� Postoje različite vrste logike koje se koriste u domenu vještačke inteligencije. Obrañivat domenu vještačke inteligencije. Obrañivat ćemo :� Fuzzy logika – omogućava da tačnost iskaza bude

reprezentirana vrijednostima izmeñu 0 i 1. Fuzzy sistemi se koriste za zaključivanje u uslovima neizvjesnosti, te u mnogobrojnim modernim industrijskim i proizvodnim upravljačkim sistemima.


21

Neuronske mreže

� Neuronske mreže su povezana grupa čvorova, srodna u funkcionalnosti ogromnoj mreži neurona u ljudskom mozgu.

� Neuronske mreže se koriste u problemima tipa inteligentnog upravljanja, identifikacije, učenja, inteligentnog upravljanja, identifikacije, učenja, predikcije i klasifikacije.


22

Metode pretraživanja i optimizacije� Heuristički algoritmi

� Algoritmi procjene (A*, D*)

� Metaheuristički algoritmi (optimizacijski algoritmi)� Algoritme putanje � Algoritme putanje

� Algoritam „penjanja uz brdo“ (eng. hill climbing), lokalnog pretraživanja, simuliranog taljenja

� Algoritme populacije mnoštva:� Algoritmi kolonije mrava, algoritmi roja čestica, mnoštva,

� Evolucione algoritme (poput genetskih algoritama i genetskog programiranja)


23

Usporedbe

� Metodologija:


� Fuzzy teorija

� Snaga:� Učenje i adaptacija

� Prezentacija znanja sa if-then pravilima


24

� Genetički algortmi

� Konvencionalna vještačka inteligencija

� Sistemski slučajni pristup

� Simbolička manipulacija

Primjeri inteligentnih sistema

� Inteligencija u industriji.Operacije rasporeñivanja aktivnosti u fabrikama,

� Transportni sistemi

� Robotske aplikacije


25

� Robotske aplikacije

� Dijagnostički sistemi (različite vrste aplikacija u medicini - aparati koji dišu za pacijente, kardiovaskularni monitoring , sl.)

� Kućne aplikacije

inteligentni sistemi inteligentni sistemi

Documents