Oriëntatie KI

Op deze pagina vindt u informatie over het vak Oriëntatie KI. Het vak Oriëntatie Kunstmatige Intelligentie heb ik gevolgd als onderdeel van mijn opleiding KI aan de Rijksuniversiteit Groningen. De theorie is behandeld aan de hand van het boek 'Breinmakers & Breinbrekers - Inleiding cognitiewetenschap' van Petra Hendriks, Niels Taatgen en Tjeerd Andringa.

Inleiding
De Computer
Perceptie
Kennis en Kennisopslag
Redeneren en Probleem oplossen
Leren
Geest, Brein en Cognitie
Toegepaste Cognitiewetenschap
Een blik op de toekomst

Inleiding

cognitiewetenschap: De wetenschap die de cognitie bestudeert.
cognitie: Cognitie is een ruim begrip voor denken en waarnemen; gedragingen die ofwel tot kennisverwerving leiden of voor het gebruik van kennis nodig zijn.
intelligentie: de capaciteit tot het uitvoeren van bewuste of onbewuste mentale processen.
formeel systeem: definitie
psychologie: De psychologie houdt zich bezig met de bestudering van het menselijk gedrag.
gecontroleerd experiment: Experiment waarin bepaalde aspecten worden gevarieerd (de onafhankelijke variabelen genaamd), en de invloed daarvan op de prestatie (de afhankelijke variabele) wordt gemeten.
simplest response task (SRT): Als het lampje brand, lampje uitdrukken. Dat is simpel.
two-choice response task (2CRT): Twee lampjes, als een lampje brand, lampje uitdrukken. Proefpersoon moet nu meer nadenken, want hij moet eerst bepalen welk lampje brandt.
informatica: De wetenschap die zich bezighoudt met de beheersing van complexiteit. Ook de tak van techniek die zich bezig houdt met het programmeren van computers. Onderzoek in de informatice heeft zowel theoretische als praktische kanten. Aan de theoretische kant worden formele talen ontworpen en hun eigenschappen bestudeerd, en aan de praktische kant worden daadwerkelijke computersystemen ontworpen.
formele taal: Een formele taal in de zin van de wiskunde en de informatica is een verzameling van rijen van symbolen (allemaal van eindige lengte), genaamd woorden. Veel cognitiewetenschappelijke theorieën worden in een formele taal uitgedrukt.
algoritme: Met de term algoritme wordt een soort recept bedoeld dat een bepaald probleem kan oplossen, maar dat abstracter is dan een computerprogramma.
minimax-algoritme: Algoritme zoals doorgaans toegepast in schaakcomputers. Het bevat een statische functie die gegeven het schaakbord een bepaalde waarde oplevert die aangeeft hoe gunstig de steling is. De dynamische component kijkt een bepaald aantal zetten vooruit vanuit de huidige stelling, m.b.v. een zoekboom.
zoekboom: boomstructuur
taalwetenschap: De meeste mensen praten wel eens. Taal is impliciete kennis, omdat de meeste mensen niet in staat zijn deze kennis expliciet te verwoorden.
mogelijke zin: Dit is een mogelijke zin. Een zin die voldoet aan de regels van de taal.
anaforische verwijzing: Een verwijzing van een persoonlijk voornaamwoord dat afhankelijk is van een ander woord in de zin.
filosofie: Binnen de (wetenschaps-)filosofie wordt nagedacht over hoe wetenschapsbeoefening plaatsvindt, en plaats dient te vinden. Een ander onderdeel van filosofie is de logica. Ook behoort tot de filosofie het lichaam-geest-probleem.
lichaam-geest-probleem: Hoe is het mogelijk dat een stoffelijk lichaam een schijnbaar onstoffelijke geest kan voortbrengen? Is het feit dat wij in staat zijn te denken aan de fysieke eigenschappen van onze hersenen te danken (materiaal v.d. hersenen, stroompjes door neuronen), of zouden er ook andere systemen met andere fysieke eigenschappen kunnnen bestaan die zouden kunnen denken (computer, computerprogramma)?
gedachtenexperiment: Gedachtenexperimenten appelleren aan de lezer zich een voorstelling te maken van een experiment met de meest voor de hand liggende uitkomt.
neurowetenschappen: De biologische kant van cognitie wordt onderzocht binnen de neurowetenschappen. Neurowetenschappers bestuderen de hersenen op verschillende niveaus.
positron emissie tomografie (PET): Een proefpersoon krijgt een injectie met een licht radioactieve vloeistof (bv suikerwater). Een camera die radioactiviteit meet (PET-camera) wordt om het hoofd geplaatst en brengt in kaart waar het suikerwater zich bevindt. De concentratie suikerwater is een indicatie van de energieconsumptie en dus ook de activiteit in de hersenen. Met het plaatje van de PET-camera kan dus bepaald worden welke hersengebieden actief zijn. Doorgaans wordt naar de verschillen tussen twee metingen gekeken (subtractiemethode)

De cognitiewetenschap (en kunstmatige intelligentie) bouwt voort op ondezoeksmethoden uit verschillende vakgebieden waaronder de neuro-informatica, neuropsychologie en neurolinguïstiek, achitecturen voor cognitie, psycholinguïstiek, computerlinguïstiek, computationele wetenschapsfilosofie en de logica.

De Hersenen

gebied van Broca
centraal zenuwstelsel (CNS)
hippocampus
cerebrale cortex of hersenschors
gyri
sulci
occipitale cortex
pariëtale cortex
temporale cortex
frontale cortex
projectiegebied
contralateraal
neglect
lateralisatie
corpus callosum
split-brain patient
neuron
afferent
efferent
dendriet
axon
actiepotentiaal
myelineschede
synaps
neurotransmitter
membraan
rustpotentiaal
natrium-kaliumpomp
graded potential
refractaire periode
adaptatie
synapsspleet
receptor
excitatie
inhibitie
spatio-temporele sommatie
neuro-imaging
invasiviteit
temporele resolutie
spatiële resolutie
elektro-encefalogram (EEG)
event-related potential (ERP)
positron emissie tomografie (PET)
subtractiemethode
magnetic resonance imaging (MRI)

Hersenen zijn uitermate complex. In veel gevallen is het mogelijk aan de verschillende hersendelen functies toe te kennen.
De achter- en middenhersenen voeren vooral lagere cognitieve functies uit, die verband houden met het regelen van lichaamsprocessen. De voorhersenen voeren vooral de hogere cognitieve functies uit zoals perceptie, taalbegrip, probleem oplossen en het geheugen.

De Computer

representatie: Abstracte weergave van de werkelijkheid.
symbolische representatie: In de cognitiewetenschap zijn symbolische representaties van groot belang, onder andere om kennis mee te kunnen representeren. Iedere representatie kent zijn eigen voor- en nadelen.
binaire representatie: Getallenrepresentatie waarbij ieder symbool twee toestanden kan uitdrukken.
analoog: Analoge representaties kunnen elke mogelijke continue waarde aannemen.
digitaal: Digitale representaties kunnen uitsluitend discrete waarden aannemen.
formele taal
formele operatie
algoritme
computer
berekenbaar
Church/Turing-these
Turing-test
Von Neumannarchutectuur: De moderne computer is vrijwel altijd gebaseerd op de Von Neumannarchitectuur. Een nadeel van deze architectuur is dat alles wat gebeurt in een computer door de CPU wordt bepaald. Wanneer de processor in gebruik is voor een bepaalde taak dienen andere taken te wachten. Dit legt een onaangename beperking op de ontwikkeling van computerkracht die de Von Neumannbottleneck wordt genoemd.
centrale processor (CPU)
geheugen (RAM)
kloksnelheid
I/O-apparatuur
harddisk
besturingssysteem (operating system)
bestand (file)
Von Neumannbottleneck
neuraal netwerk (ANN): Kunstmatige of artificiële neurale netwerken zijn sterk vereenvoudigde implementaties van natuurlijke neurale netwerken. De neuro-informatica bestudeerd kunstmatige neurale netwerken.
connectionisme
symbolisme
parallelle verwerking
gedistribueerde representatie
robuustheid
inputlaag
verborgen laag
outputlaag
verbindingssterkte of gewichtswaarde
trainingsfase
features
feature-herkenner

De computer werkt met een getallenrepresentatie van kennis. Een programma voert een functie uit die een representatie in de vorm van getallen omzet in een andere getallenrepresentatie. De verzameling van alle mogelijke functies die een computer kan uitvoeren heet de verzameling van partieel recursieve functies. Volgens Turing kan een programma intelligent genoemd worden wanneer zo'n computerprogramma gedrag vertoont dat niet te onderscheiden is van menselijk gedrag.

Perceptie

percept
lichtgevoelige moleculen
facetoog
camera-oog
netvlies of retina
accommodatie
fotorecepter
fovea
optisch chiasma
lateral geniculate nucleus (LGN)
retinotoop
receptieve velden
contrastopscherping
laterale inhibitie
Webers wet: Aan een boom zo volgehangen met peren, mist meen 1 of 2 peren niet.
beeld-retina-systeem
oog-hoofd-systeem
size constancy
visuele illusies
boundary contour system (BC-systeem)
feature contour system (FC-systeem)
blinde vlek
selectieve aandacht
automatisch proces
gecontroleerd proces
vroege-selectietheorieën
late-selectietheorieën
subcortical gating
wat-route
waar-route
Posners posterieure aandachtssysteem
coverte aandachtsverplaatsing
oculomotor readiness theorie
inhibition of return
aandachtskanaal
bandbreedte
gefocusseerde aandacht
P300-component
discrete representatie
continue representatie
intentioneel niveau
prosodische informatie
fonetisch plan
ruis
basilair membraan
frequentiescheiding
plaatscodering
tijdcodering
continue spraak
dialoogsysteem
discretisatie
coarticulatie
gesegmenteerd luisteren
top-down verwerking
bottom-up verwerking
backtracking
vector
hidden Markov-model (HMM)
overgangswaarschijnlijkheid
waarnemingswaarschijnlijkheid
Viterbi-algoritme
verbonden spraak

Het is mogelijk een systeem te ontwikkelen dat de menselijke visuele waarneming simuleert. Hiervoor zijn twee systemen noodzakelijk, een boundary countour system (BC-systeem) en een feature contour system (FC-systeem).

Kennis en Kennisopslag

declaratieve kennis
procedurele kennis
semantische kennis
episodische kennis
impliciete kennis
expliciete kennis
priming
impliciet leren
expliciet leren
dissociatie-effecten
systeembenadering
procesbenadering
dual-code-theorie
analoge of perceptueel-gebaseerde representatie
symbolische of betekenis-gebaseerde representatie
propositionee netwerk
schema
prototype-theorieën
kenmerktheorieën
semantisch netwerk
gelokaliseerde representatie
gedistribueerde representatie
superpositie
catastrofale interferentie
productieregel
dual-store-geheugenmodel
korte-termijngeheugen (KTG)
lange-termijngeheugen (LTG)
retrieval
rehearsal
werkgeheugen
vervalhypothese
interferentiehypothese
recursiviteit
grammatica
grammaticaliteit
native speaker
competence
performance
universele grammatica (UG)
universele principes
parameters
spectogram
stemkanaal
distinctive features
fonetisch alfabet
segment
foneem
allofoon
morfeem
mentale lexicon
boomdiagram
constituent
syntactische categorie
herschrijfregel
transformatie
dieptestructuur
oppervlatestructuur
sense of intensie
reference of extensie
waarheidscondities
synoniem
homoniem
ambiguïteit
syntactische ambiguïteit
bereiksambiguïteit
principe van compositionaliteit van betekenis
Sapir-Whorf hypothese
conversationele strategieën
speech act
pidgin
creooltaal
Levelts spraakproductiemodel
gebied van Wernicke
Wernicke-Geschwind-model
Broca's afasie
Wernickes afasie
verliestheorie
N400-effect
P600-effect

Redeneren en Probleem oplossen

syllogisme
premisse
logica
axioma
propositielogica
propositie
kaartdraaitak
mentale-modellen-theorie
monotonie
inductieprobleem
conjunctiedrogreden
basisverhoudingdrogreden
reprentativiteitsheuristiek
beschikbaarheidsheuristiek
probleem oplossen
zoeken
probleemruimte
toestand
operator
doel
blinde zoekstrategie
depth-first search
breath-first search
backtracking
heuristische zoekstrategie
hill-climbing
middel-doel-heuristiek
objecttaal
metataal
paradox van zelfreferentie
predikatenlogica
individuele constante
universele kwantor
existentiële kwantor
negatie
variabele-binding

Leren

Tja leren...

behaviorisme
klassieke conditionering
instrumentele conditionering
ongeconditioneerde stimulus (UCS)
ongeconditioneerde respons (UCR)
geconditioneerde stimulus (CS)
operante conditionering
latent leren
inductie
inductietheorie
power law of practice
chunking theorie
bounded rationality
hypothetico-deductief denken
symboolgeoriënteerde benadering
geheugenstrategieën
zelforganisatie
Piagets ontwikkelingsstadia
operationeel
leerparadox
referent
protowoord
lexicaal vrij
grammaticaal vrij
semantic bootstrapping
syntactic bootstrapping
overregularisatie
pro-drop-parameter
specific language impairment (SLI)
taal
Chomsky-hiërarchie
positieve informatie
negatieve informatie
adaptatie
regel van Hebb
niet-associatief leren
associatief leren
habituatie
sensitivering
long-term potentiation (LTP)
McCulloch-Pitts-neuron
inproduct
gesuperviseerd leren
ongesuperviseerd leren
reinforcement learning
foutenlandschap
gradient descent learning of hill-sliding
deltaregel
lokaal minimum
backpropagation algoritme
machinaal leren
Winstons algoritme
genetische algoritmen
genetische operator
explanation-based learning (EBL)

Uit mijn ervaringsexperiment blijkt dat 500 pagina's uit bovenstaand boek te veel is om te leren in 1 dag.

Geest, Brein en Cognitie

geest-brein-probleem
mentale verschijnselen
propositie
propositionele attitude
intentionaliteit
coherentie
Brentano's these
afgeleide intentionaliteit
intrinsieke intentionaliteit
intentioneel realisme
intentioneel instrumentalisme
intentioneel eliminativisme
mentale toestand
Cartesiaans dualisme
gelaagde werkelijkheid
behaviorisme
identiteitstheorie
functionalisme
reductionistisch-fysicalistische theorieën
type
token
type-fysicalisme
token-fysicalisme
biologisch chauvinisme
superveniëntiestelling
veelvuldige realiseerbaarheid
Turing-machinefunctionalisme
Turing-machine
interne toestand
liberalisme
teleologisch functionalisme
homuncolair functionalisme
sterke AI
zwakke AI
Searles Chinese-kamerexperiment
propositionele representatie
taal van het denken
microkenmerken
subsymbolisch niveau
symbolisch niveau
covariantietheorie

Toegepaste Cognitiewetenschap

cognitieve ergonomie
menselijke factor
uitvoeringskloof
controlekloof
handelings-evaluatiemodel
ontwerprichtlijnen
afbeeldingsrelatie
natuurlijke afbeelding
feedback
affordance
conceptueel model
cognitieve taakanalyse
model human processor (MHP)
natuurlijke-taalinterface
disambiguatie
syntactische analyse
analyseboom
lexicon
semantische analyse
semantische representatie
parser
bottom-up parsing
top-down parsing
lexicale ambiguïteit
contextafhankelijkheid
coöperatieve dialoog
taalgeneratie
keyword
kennissysteem of expertsysteem
MYCIN
op regels gebaseerde systemen (rule-based systems)
symboolniveau
kennisniveau
componentiële methode
domeinkennis
kennis over de casus
domeinmodel
casusmodel
kennisanalyse
kenniselicitatie
shell
'stamp-en-oefen'-systeem
instructiesysteem
simulatie
intelligent onderwijssysteem
actiediscriminatie
conditiediscriminiatie
negatieve feedback
positieve feedback
interpretatie
samengestelde feedback
buggy-rule benadering

Wetenschapsfilosofie

Heeft KI zin?

Een blik op de toekomst

automatisch vertalen
kennis van de wereld
tussentaal
robotica
autonome robot
ecosysteem
behaviors
kill-button