Mesterséges intelligencia

A tantárgy angol neve: Artificial Intelligence

Adatlap utolsó módosítása: 2007. június 15.

Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

 

Műszaki Informatika Szak

 

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMM3241 5 4/0/0/v 5 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Dobrowiecki Tadeusz Pawel,
A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimm3241/
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dobrowiecki Tadeusz

egyetemi docens

MIT

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

matematikai logika, valószínűség számítás, számítástechnika alapjai

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
TárgyEredmény( "BMEVIMA2229" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény( "BMETE911708" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény( "BMEVIDH8514" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény( "BMEVIMA2230" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
Szakirány2R( "KIEG", "2004/05/1" ) >0
VAGY
Szakirány2R( "KIEG", "2005/06/1" ) >0
VAGY
Szakirány( ahol a SzakirányKód = "KIEGI", ahol a Ciklus = "2006/07/1")
VAGY
KépzésLétezik( ahol a KépzésKód = "5N-08S")

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

nincs

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy célkitűzése a mesterséges intelligencia területének rövid, ám igényes bemutatása. A felvezetés lépései (1) az intelligens viselkedés számítási modellekkel való kifejezés problémái, (2) az intelligens számítógépes rendszer fogalma, (3) a mesterséges intelligencia formális és heurisztikus módszerei, (4) a gyakorlati megvalósítások módszerei és problémái, végül (5) az intelligens rendszerközösségek megvalósítási problémái. A célkitűzés lényeges komponense, hogy a hallgatók a mesterséges intelligencia módszertanát nem elszigetelten, hanem a többi - humán, informatikai és műszaki - ismereteikre támaszkodva és párhuzamokat vonva sajátítsák el.

8. A tantárgy részletes tematikája

A mesterséges intelligencia alapjai, története, jelenlegi helyzete.

Intelligens ágensek. Hogyan kell egy ágensnek működnie. Az intelligens ágensek struktúrája. Intelligens rendszerek környezete.

Problémamegoldás modellezése. Problémamegoldó ágensek. Tudás és a problémafajták. Cselekvéssorozatok generálása. Keresési stratégiák. A keresési stratégiák összehasonlítása. Heurisztikus függvények. Memóriakorlátos keresés. Iteratív javító algoritmusok.

Tudás és következtetés. Logikusan következtető ágensek. Tudásalapú ágens. Logikai előzmények áttekintése: Ítéletkalkulus. Helyesség és következtetés. Az ítéletkalkulus következtetési szabályai. A következtetés bonyolultsága. Elsőrendű logika. Az elsőrendű logika felhasználása, a kérdések megfogalmazása és a válaszok kinyerése. Következtetés elsőrendű logikában. Teljesség. Rezolúció. Rezolúciós stratégiák.

Logikai következtető rendszerek. Előre haladó produkciós rendszerek. Keretrendszerek és szemantikus hálók. Öröklődés megvalósítása kivételkezeléssel. Többszörös öröklődés. Leíró logikák.

A tudás lefordítása cselekvéssé. Az ítéletlogikai ágens problémái. Egy egyszerű reflexszerű ágens és a korlátjai. A világ megváltozásának reprezentálása. Szituációs kalkulus. A cél-orientált ágens felé.

A tudásbázis építése. A kategóriák reprezentálása. Változás reprezentálása eseményekkel. Az idő, az időintervallumok és a cselekvés. Szubsztanciák és objektumok. Mentális események és mentális objektumok. Tudás és cselekvés.

Tervkészítés. Egy egyszerű tervkészítő ágens. Tervkészítés szituációs kalkulusban. A tervkészítés alapvető reprezentációi. Egy részben rendezett tervkészítési algoritmus. Hierarchikus dekompozició. Erőforrás kényszerek. Tervkészítés és cselekvés. Feltételes tervkészítés. Egy egyszerű újratervező ágens. Összevont tervkészítés és végrehajtás.

Bizonytalan tudás és következtetés. Cselekvés bizonytalan tudás mellett. Valószínűség. Bayes tétel és a használata. Valószínűségi következtető rendszerek. Következtetés valószínűségi hálókban. A bizonytalan következtetés más megközelítései. Alapeseti (default) következtetés. Bizonytalan következtetés szabályalapú módszerekkel. Tudatlanság reprezentálása. Homályos jelentés reprezentálása: fuzzy halmazok és fuzzy logika.

Tanulás. Tanuló ágensek általános modellje. Induktív tanulás. Döntési fák tanulása. Az általános logikai kifejezések tanulása. Formális tanuláselmélet. Tanulás neurális és valószínűségi hálókban. Hibavisszaterjesztéses tanulás. Valószínűségi hálókban történő tanulás Bayes módszerei. Megerősítéses tanulás. Genetikus algoritmusok és evolúciós programozás. Tudás szerepe a tanulásban. Magyarázatalapú tanulás. Releváns információt felhasználó tanulás. Induktív logikai programozás.

Kommunikáció, észlelés és cselekvés. Kommunikáció, mint cselekvés. Kommunikáló ágensek típusai. A természetes nyelv megértésének szintjei és problémái. Párbeszédmegértés. A koherens párbeszéd struktúrája.

Filozófiai alapok. Az intelligens viselkedés megvalósításának lehetőségéről.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Előadás

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban:

  • félév közben (a 9. héten, külön időpontban) egy nagy ZH, amely a félév utolsó hetében pótolható, a szükséges minimum szint 40% (azaz 24 pont), az érvényes ZH pontszámának e feletti részének negyede a végleges osztályzatba beleszámít.
  • félév közben kétszemélyes csoportokra szabott házi feladat (HF-1), amely egy megfelelően kialakított Web lapon kérhető le. A feladatra való jelentkezés felülete a 6. héttől a 8. hét végéig folyamatosan biztosítva van, a feladat beadása a 11. héttől a 13. hét végéig lehetséges.

A félévi aláírás és a vizsgára bocsátás feltétele a ZH minimum 40%-os megírása és a házi feladat helyes megoldása és beadása.

A tantárgyi követelményeket (kötelező házi feladat és/vagy érvényes ZH) a 2003. őszi félévben teljesítő hallgatók a 2004. őszi féléves tantárgyi követelmények alól mentesülnek.

  • osztályzatjavító, nem kötelező jelleggel írjuk ki:

egy opcionális házi feladatot (HF-2), melynek tartalma egy játékprogram elkészítése és versenybe állítása Web felületen keresztül. A versenyben elért helyezés és a dokumentáció arányosan egy pontszámot jelent. Az első helyezett a vizsga alól felmentést kap, amennyiben a vizsgára való bocsátás egyéb feltételeit és a ZH-t 60%-as szinten teljesítette.
A hallgatók 1-3 fős csoportokban oldhatják meg a feladatot (100% - 75% pontszámrészesedés mellett).
A feladat leírása a 6. hétre, a játékfelület biztosítása (benevezés kezdete) a 11. hétre, az eredmények közzététele a 14. hét végére van ütemezve.

b. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga, minimum szint 40% (24 pont). A vizsgaanyag egy beugrót tartalmaz, aminek teljesítése a vizsgadolgozat javításának az előfeltétele.

Pontozás:

ZH - max. 60 pont, annak 40%-ka a szükséges minimum, a minimum elérése esetén tovább megy az elért pontok negyede (azaz min. 6, max. 15 pont),

vizsga - max. 60 pont, annak 40%-ka a szükséges minimum (azaz 24 pont),

nem kötelező házi feladat (ld. bővebben a tárgy lapján):

sikeres benevezés: 4 pont,

első helyezett (egész csoport): vizsgamentesítés, ha a ZH legalább 60%-os

további helyezet: 1-4 pont

dokumentáció: maximum 3 pont

A végleges minősítés:

Vizsga pontszáma + .25 * érvényes ZH pontszáma + HF-2 pontszáma

Osztályozás: 30-tól elégséges

43-tól közepes

56-tól jó

69-től jeles

c. Elővizsga:

Igény szerint elővizsga is elképzelhető a pótzárthelyivel egy időben (tehát elővizsgázni a zárthelyit csakis rendes időpontban teljesítő hallgató képes). A vizsgaanyag egy beugrót tartalmaz, aminek teljesítése a vizsgadolgozat javításának az előfeltétele.

11. Pótlási lehetőségek

A ZH, ill. a pótZH pótlása vizsgaidőszakban a vizsgaidőszak első három hetében egyetlen egy vizsgaalkalommal a teljes vizsgaanyagból pótolható. A házi feladat vizsgaalkalommal nem pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek

Igény esetén, megbeszélés alapján.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Stuart Russell és Peter Norvig:

Mesterséges intelligencia korszerű megközelítésben, Panem Kiadó, Budapest, 1999

(bővebben ld. http://www.mit.bme.hu/~tade/pages/mikm.htm)

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

 

Kontakt óra

60

Félévközi készülés órákra

28

Felkészülés zárthelyire

12

Házi feladat elkészítése

25

Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

-

..

 

Vizsgafelkészülés

25

Összesen

150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dobrowiecki Tadeusz

egyetemi docens

MIT