Alan Turing İngiliz matematikçi Alan Turing, yaklaşık 1930'lar. Turing, yapay zeka üzerine ilk çalışmaları yaptı ve yapay zekanın temel kavramlarından çoğunu "Akıllı Makineler" (1948) başlıklı bir raporda tanıttı.
1930'larda İngiliz mantıkçı Alan Turing'in erken çalışmalarından 21. yüzyılın başındaki gelişmelere kadar yapay zeka (YZ) alanındaki önemli olayların ve kişilerin incelenmesi . YZ, dijital bir bilgisayarın veya bilgisayar kontrollü bir robotun genellikle zeki varlıklarla ilişkilendirilen görevleri yerine getirme yeteneğidir. Terim sıklıkla, akıl yürütme, anlam keşfetme, genelleme yapma veya geçmiş deneyimlerden öğrenme yeteneği gibi insanlara özgü entelektüel süreçlerle donatılmış sistemler geliştirme projesine uygulanır.
Alan Turing ve Yapay Zekanın başlangıcı
Teorik çalışma
Yapay zeka alanında ilk önemli çalışma, 20. yüzyılın ortalarında İngiliz mantıkçı ve bilgisayar öncüsü Alan Mathison Turing tarafından yapılmıştır . Turing, 1935 yılında sınırsız bir bellek ve bellekte ileri geri hareket eden, bulduklarını okuyan ve daha fazla simge yazan bir tarayıcıdan oluşan soyut bir hesaplama makinesini tanımladı . Tarayıcının eylemleri, bellekte simgeler biçiminde depolanan bir talimat programı tarafından belirlenir. Bu, Turing'in depolanmış program kavramıdır ve bunun içinde makinenin kendi programı üzerinde çalışması ve böylece onu değiştirmesi veya iyileştirmesi olasılığı örtüktür . Turing'in kavramı artık basitçe evrensel Turing makinesi olarak bilinmektedir . Tüm modern bilgisayarlar özünde evrensel Turing makineleridir.
II. Dünya Savaşı sırasında Turing, İngiltere'nin Buckinghamshire bölgesindeki Bletchley Park'ta bulunan Hükümet Kodu ve Şifre Okulu'nda önde gelen bir kriptoanalistti . Turing, 1945'te Avrupa'daki düşmanlıkların sona ermesine kadar, saklı programlı bir elektronik hesaplama makinesi inşa etme projesine yönelemedi. Yine de, savaş sırasında makine zekası konusuna önemli ölçüde kafa yordu. Turing'in Bletchley Park'taki meslektaşlarından biri olan Donald Michie (daha sonra Edinburgh Üniversitesi'nde Makine Zekası ve Algı Bölümü'nü kurdu), daha sonra Turing'in bilgisayarların deneyimlerden nasıl öğrenebileceklerini ve rehber ilkelerin kullanımıyla yeni sorunları nasıl çözebileceklerini sık sık tartıştığını hatırladı; bu süreç günümüzde sezgisel problem çözme olarak bilinmektedir .
Turing, bilgisayar zekasından bahseden muhtemelen en erken kamu konferansını (Londra, 1947) vermiş ve "İstediğimiz şey deneyimden öğrenebilen bir makine" ve "makinenin kendi talimatlarını değiştirmesine izin verme olasılığı bunun için bir mekanizma sağlıyor" demiştir. 1948'de "Akıllı Makineler" başlıklı bir raporda yapay zekanın birçok temel kavramını ortaya koymuştur. Ancak Turing bu makaleyi yayınlamamış ve fikirlerinin çoğu daha sonra başkaları tarafından yeniden icat edilmiştir. Örneğin, Turing'in orijinal fikirlerinden biri, Bağlantıcılık bölümünde açıklanan bir yaklaşım olan belirli görevleri yerine getirmek üzere yapay nöronlardan oluşan bir ağ eğitmekti.
Satranç
Bletchley Park'ta Turing, makine zekası hakkındaki fikirlerini, önerilen problem çözme yöntemlerinin test edilebileceği zorlu ve açıkça tanımlanmış problemlerin yararlı bir kaynağı olan satranca referans vererek gösterdi. Prensip olarak, satranç oynayan bir bilgisayar tüm mevcut hamleleri ayrıntılı bir şekilde arayarak oynayabilirdi, ancak pratikte bu imkansızdır çünkü astronomik olarak çok sayıda hamleyi incelemeyi gerektirir. Daha dar, daha ayırt edici bir aramayı yönlendirmek için sezgisel yöntemler gereklidir. Turing satranç programları tasarlamakla deneyler yapmış olsa da, satranç programını çalıştıracak bir bilgisayarın olmaması nedeniyle kendini teoriyle yetinmek zorundaydı. İlk gerçek AI programları, depolanmış programlı elektronik dijital bilgisayarların gelişini beklemek zorundaydı .
1945'te Turing, bilgisayarların bir gün çok iyi satranç oynayacağını öngördü ve sadece 50 yıl sonra, 1997'de, IBM (International Business Machines Corporation) tarafından üretilen bir satranç bilgisayarı olan Deep Blue , altı oyunluk bir maçta hüküm süren dünya şampiyonu Garry Kasparov'u yendi . Turing'in öngörüsü doğru çıkarken, satranç programlamanın insanların nasıl düşündüğünü anlamamıza katkıda bulunacağı beklentisi gerçekleşmedi. Turing'in zamanından bu yana bilgisayar satrancındaki büyük ilerleme, yapay zekadaki gelişmelerden ziyade bilgisayar mühendisliğindeki gelişmelere atfedilebilir: Deep Blue'nun 256 paralel işlemcisi, saniyede 200 milyon olası hamleyi incelemesini ve 14 tur kadar oyun ileriye bakmasını sağladı. Birçok kişi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) dilbilimci olan ve bir bilgisayarın satrançta bir büyük ustayı yenmesinin, bir buldozerin Olimpiyat halter yarışmasını kazanması kadar ilginç olduğunu söyleyen Noam Chomsky'yle aynı fikirde .
Turing testi
1950'de Turing, artık basitçe Turing testi olarak bilinen bilgisayar zekası için pratik bir test sunarak zekanın tanımıyla ilgili geleneksel tartışmayı bir kenara bıraktı . Turing testi üç katılımcıdan oluşur: bir bilgisayar, bir insan sorgulayıcı ve bir insan folyo. Sorgulayıcı, diğer iki katılımcıya sorular sorarak hangisinin bilgisayar olduğunu belirlemeye çalışır. Tüm iletişim klavye ve ekran aracılığıyla yapılır. Sorgulayıcı gerektiği kadar derinlemesine ve kapsamlı sorular sorabilir ve bilgisayara yanlış bir tanımlamayı zorlamak için mümkün olan her şeyi yapma izni verilir. (Örneğin, bilgisayar "Siz bilgisayar mısınız?" sorusuna "Hayır" cevabını verebilir ve büyük bir sayıyı başka bir sayıyla çarpma isteğini uzun bir duraklama ve yanlış bir cevapla takip edebilir.) Folyo, sorgulayıcının doğru bir tanımlama yapmasına yardımcı olmalıdır. Sorgulayıcı ve engelleyici rollerini birçok farklı kişi üstlenir ve eğer sorgulayıcıların yeterli bir oranı bilgisayarı insandan ayırt edemezse , o zaman (Turing testinin savunucularına göre) bilgisayar akıllı, düşünen bir varlık olarak kabul edilir.
1991 yılında Amerikalı hayırsever Hugh Loebner, Turing testini geçecek ilk bilgisayara 100.000 dolar vaat ederek ve her yıl en iyi çabaya 2.000 dolar ödül vererek yıllık Loebner Ödülü yarışmasını başlattı. Ancak, hiçbir yapay zeka programı seyreltilmemiş bir Turing testini geçmeye yaklaşamadı. 2022'nin sonlarında büyük dil modeli ChatGPT'nin ortaya çıkması , Turing testinin bileşenlerinin karşılanmış olma olasılığı hakkındaki tartışmaları yeniden alevlendirdi. BuzzFeed veri bilimcisi Max Woolf, ChatGPT'nin Aralık 2022'de Turing testini geçtiğini söyledi, ancak bazı uzmanlar ChatGPT'nin gerçek bir Turing testini geçmediğini iddia ediyor çünkü sıradan kullanımda ChatGPT genellikle bir dil modeli olduğunu belirtiyor.
Yapay zekada ilk kilometre taşları
İlk AI programları
En erken başarılı AI programı 1951'de Oxford Üniversitesi'nde Programlama Araştırma Grubu'nun daha sonraki yöneticisi Christopher Strachey tarafından yazılmıştır . Strachey'in dama (dama) programı İngiltere'deki Manchester Üniversitesi'ndeki Ferranti Mark I bilgisayarında çalışıyordu . 1952 yazına gelindiğinde bu program makul bir hızda tam bir dama oyunu oynayabiliyordu.
Makine öğreniminin en erken başarılı gösterimine ilişkin bilgiler 1952'de yayınlandı. Cambridge Üniversitesi'nden Anthony Oettinger tarafından yazılan Shopper, EDSAC bilgisayarında çalışıyordu . Shopper'ın simüle edilmiş dünyası, sekiz mağazadan oluşan bir alışveriş merkeziydi. Bir ürün satın alması istendiğinde, Shopper ürünü arar ve ürün bulunana kadar mağazaları rastgele ziyaret ederdi. Arama yaparken, Shopper ziyaret ettiği her mağazada stokta bulunan ürünlerden birkaçını ezberlerdi (tıpkı bir insan alışverişçinin yapabileceği gibi). Shopper bir dahaki sefere aynı ürün veya daha önce bulduğu başka bir ürün için gönderildiğinde, hemen doğru mağazaya giderdi. Bu basit öğrenme biçimine ezbere öğrenme denir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde çalıştırılan ilk yapay zeka programı da 1952'de Arthur Samuel tarafından IBM 701 prototipi için yazılan bir dama programıydı . Samuel, Strachey'nin dama programının temellerini devraldı ve yıllar içinde programı önemli ölçüde genişletti. 1955'te programın deneyimden öğrenmesini sağlayan özellikler ekledi. Samuel, hem ezbere öğrenme hem de genelleme için mekanizmalar ekledi; bu geliştirmeler sonunda programının 1962'de eski bir Connecticut dama şampiyonuna karşı bir oyun kazanmasına yol açtı.
Evrimsel bilişim
Samuel'in dama programı, evrimsel hesaplamadaki ilk çabalardan biri olmasıyla da dikkat çekiciydi. (Programı, programının değiştirilmiş bir kopyasını mevcut en iyi sürümüne karşı koyarak "evrimleşti" ve kazanan yeni standart oldu.) Evrimsel hesaplama, genellikle, son derece yetenekli bir çözüm evrimleşene kadar, bir programın ardışık "nesillerini" üretme ve değerlendirme konusunda otomatik bir yöntemin kullanımını içerir.
Evrimsel hesaplamanın önde gelen savunucularından John Holland, IBM 701 bilgisayarının prototipi için test yazılımı da yazdı. Özellikle, bir labirentte gezinmek üzere eğitilebilen bir sinir ağı sanal sıçanının tasarlanmasına yardımcı oldu. Bu çalışma, Holland'ı , beynin yapısını taklit ederek sinir ağları oluşturmayı içeren, yapay zekaya yönelik aşağıdan yukarıya yaklaşımın etkinliğine ikna etti. IBM'de danışmanlık yapmaya devam ederken, Holland, 1952'de matematik alanında doktora yapmak üzere Michigan Üniversitesi'ne geçti . Ancak kısa süre sonra, ENIAC ve halefi EDVAC'nin yapımcılarından biri olan Arthur Burks tarafından oluşturulan bilgisayarlar ve bilgi işleme alanında yeni bir disiplinlerarası programa (daha sonra iletişim bilimi olarak bilinir) geçti. Holland, muhtemelen dünyanın ilk bilgisayar bilimi doktorası olan 1959 tarihli tezinde, bir ağdaki her yapay nöronu ayrı bir işlemciye atayacak yeni bir bilgisayar türü -çok işlemcili bir bilgisayar- önerdi. (1985 yılında Daniel Hillis, ilk böyle bilgisayarı, 65.536 işlemcili Thinking Machines Corporation süper bilgisayarını inşa etmek için mühendislik zorluklarını çözdü .)
Holland, mezun olduktan sonra Michigan'daki fakülteye katıldı ve sonraki kırk yıl boyunca araştırmalarının çoğunu evrimsel hesaplamayı otomatikleştirme yöntemlerine yönlendirdi, bu süreç artık genetik algoritmalar terimiyle biliniyor. Holland'ın laboratuvarında uygulanan sistemler arasında bir satranç programı, tek hücreli biyolojik organizmaların modelleri ve simüle edilmiş bir gaz boru hattı ağını kontrol etmek için bir sınıflandırıcı sistem vardı. Genetik algoritmalar artık akademik gösterilerle sınırlı değil, ancak önemli bir pratik uygulamada, bir genetik algoritma, failin bir portresini oluşturmak için bir suç tanığıyla işbirliği yapar.
Mantıksal muhakeme ve problem çözme
Mantıksal olarak akıl yürütme yeteneği zekanın önemli bir yönüdür ve her zaman yapay zeka araştırmalarının ana odak noktası olmuştur. Bu alandaki önemli bir dönüm noktası, 1955-56'da RAND Corporation'dan Allen Newell ve J. Clifford Shaw ile Carnegie Mellon Üniversitesi'nden Herbert Simon tarafından yazılan bir teorem ispatlama programıydı. Programın daha sonra bilindiği adıyla Logic Theorist, İngiliz filozof-matematikçiler Alfred North Whitehead ve Bertrand Russell'ın üç ciltlik eseri Principia Mathematica'daki (1910-13) teoremleri ispatlamak için tasarlanmıştı . Bir örnekte, program tarafından tasarlanan bir ispat, kitaplarda verilen ispattan daha zarifti.
Newell, Simon ve Shaw daha güçlü bir program olan Genel Problem Çözücü veya GPS'i yazmaya devam ettiler. GPS'in ilk versiyonu 1957'de çalıştı ve proje üzerinde yaklaşık on yıl boyunca çalışmalar devam etti. GPS, deneme yanılma yaklaşımı kullanarak etkileyici çeşitlilikte bulmacaları çözebilirdi. Ancak, GPS ve herhangi bir öğrenme yeteneğinden yoksun benzer programlara yönelik bir eleştiri , programın zekasının tamamen ikinci elden olması ve programcının açıkça dahil ettiği bilgilerden gelmesidir.
İngilizce diyalog
En iyi bilinen erken dönem yapay zeka programlarından ikisi olan Eliza ve Parry, zeki bir sohbetin ürkütücü bir benzerini veriyordu. (İkisinin de ayrıntıları ilk olarak 1966'da yayınlandı.) MIT Yapay Zeka Laboratuvarı'ndan Joseph Weizenbaum tarafından yazılan Eliza, bir insan terapisti simüle ediyordu. Stanford Üniversitesi psikiyatristi Kenneth Colby tarafından yazılan Parry, paranoya yaşayan bir insanı simüle ediyordu . Parry ile mi yoksa paranoya yaşayan bir insanla mı iletişim kurduklarına karar vermeleri istenen psikiyatristler çoğu zaman bunu söyleyemediler. Yine de, ne Parry ne de Eliza makul bir şekilde zeki olarak tanımlanabilirdi. Parry'nin sohbete katkıları önceden programcı tarafından oluşturulup bilgisayarın belleğinde saklanan kalıplaşmış şeylerdi . Eliza da kalıplaşmış cümlelere ve basit programlama hilelerine güveniyordu.
Yapay zeka programlama dilleri
Mantık Teorisyeni ve GPS üzerindeki çalışmaları sırasında Newell, Simon ve Shaw, Yapay Zeka programlama için uyarlanmış bir bilgisayar dili olan Bilgi İşleme Dilini (IPL) geliştirdiler. IPL'nin merkezinde, liste adını verdikleri oldukça esnek bir veri yapısı vardı . Bir liste, basitçe veri öğelerinin sıralı bir dizisidir. Bir listedeki öğelerin bir kısmı veya tamamı kendileri liste olabilir. Bu şema, zengin bir şekilde dallanan yapılara yol açar.
1960 yılında John McCarthy, IPL'nin unsurlarını lambda hesabıyla (resmi bir matematiksel-mantıksal sistem) birleştirerek LISP (Liste İşlemcisi) programlama dilini üretti. Bu dil, 21. yüzyılda Python , Java ve C++ gibi diller tarafından yerinden edilene kadar, onlarca yıl boyunca Amerika Birleşik Devletleri'nde yapay zeka çalışmalarının başlıca diliydi. (Lambda hesabı, 1936 yılında Princeton mantıkçısı Alonzo Church tarafından, yüklem mantığı için soyut Entscheidungsproblem veya "karar problemi"ni araştırırken icat edildi; bu, Turing'in evrensel Turing makinesini icat ettiğinde saldırdığı problemin aynısıydı .)
Mantık programlama dili PROLOG (Programmation en Logique), dilin ilk kez 1973 yılında uygulandığı Fransa'daki Aix-Marseille Üniversitesi'nde Alain Colmerauer tarafından tasarlandı. PROLOG, Edinburgh Üniversitesi'ndeki yapay zeka grubunun bir üyesi olan mantıkçı Robert Kowalski tarafından daha da geliştirildi. Bu dil, 1963 yılında İngiliz mantıkçı Alan Robinson tarafından Illinois'deki ABD Atom Enerjisi Komisyonu'nun Argonne Ulusal Laboratuvarı'nda icat edilen çözünürlük olarak bilinen güçlü bir teorem kanıtlama tekniğinden yararlanır . PROLOG, verilen bir ifadenin diğer verilen ifadelerden mantıksal olarak çıkıp çıkmadığını belirleyebilir. Örneğin, "Tüm mantıkçılar rasyoneldir" ve "Robinson bir mantıkçıdır" ifadeleri verildiğinde, bir PROLOG programı "Robinson rasyonel midir?" sorusuna olumlu yanıt verir . PROLOG, özellikle Avrupa ve Japonya'da yapay zeka çalışmalarında yaygın olarak kullanıldı .
Mikrodünya programları
Gerçek dünyanın şaşırtıcı karmaşıklığıyla başa çıkmak için bilim insanları genellikle daha az alakalı ayrıntıları görmezden gelir; örneğin, fizikçiler genellikle modellerindeki sürtünmeyi ve elastikiyeti görmezden gelir. 1970'te MIT AI Laboratuvarı'ndan Marvin Minsky ve Seymour Papert , benzer şekilde AI araştırmalarının mikro dünyalar olarak bilinen daha basit yapay ortamlarda akıllı davranış gösterebilen programlar geliştirmeye odaklanması gerektiğini önerdi . Birçok araştırma, düz bir yüzeye dizilmiş çeşitli şekil ve boyutlarda renkli bloklardan oluşan sözde bloklar dünyasına odaklanmıştır.
Mikro dünya yaklaşımının erken başarılarından biri, MIT'den Terry Winograd tarafından yazılan SHRDLU'ydu. (Programın ayrıntıları 1972'de yayınlandı.) SHRDLU, oyun bloklarıyla dolu düz bir yüzeyin üzerinde çalışan bir robot kolunu kontrol ediyordu. Hem kol hem de bloklar sanaldı. SHRDLU, "Lütfen iki kırmızı bloğu ve yeşil bir küpü veya piramidi üst üste koyar mısınız?" gibi doğal İngilizce ile yazılan komutlara yanıt veriyordu. Program ayrıca kendi eylemleriyle ilgili soruları da yanıtlayabiliyordu. SHRDLU başlangıçta büyük bir atılım olarak selamlansa da, Winograd kısa süre sonra programın aslında çıkmaz bir sokak olduğunu duyurdu. Programda öncülük edilen tekniklerin daha geniş, daha ilginç dünyalarda uygulanmaya uygun olmadığı kanıtlandı. Dahası, SHRDLU'nun blokların mikro dünyasını ve bununla ilgili İngilizce ifadeleri anladığı görünümü aslında bir yanılsamaydı . SHRDLU'nun yeşil bloğun ne olduğu hakkında hiçbir fikri yoktu.
Mikro dünya yaklaşımının bir diğer ürünü de Bertram Raphael, Nils Nilsson ve diğerleri tarafından 1968-72 döneminde Stanford Araştırma Enstitüsü'nde geliştirilen mobil bir robot olan Shakey'di . Robot, duvarlar, kapılar ve birkaç basit şekilli tahta bloktan oluşan özel olarak inşa edilmiş bir mikro dünyada bulunuyordu. Her duvarda, robotun duvarın zemine nerede birleştiğini "görmesini" sağlamak için dikkatlice boyanmış bir süpürgelik vardı (mikro dünya yaklaşımının tipik bir özelliği olan gerçekliğin basitleştirilmesi). Shakey'nin DÖN, İT ve RAMPA TIRMANMA gibi yaklaşık bir düzine temel yeteneği vardı. Eleştirmenler, Shakey'nin çevresinin oldukça basitleştirilmiş doğasına dikkat çektiler ve bu basitleştirmelere rağmen Shakey'nin dayanılmaz derecede yavaş çalıştığını vurguladılar; bir insanın dakikalar içinde planlayıp uygulayabileceği bir dizi eylem Shakey'nin günlerini aldı.
Mikro dünya yaklaşımının en büyük başarısı , bir sonraki bölümde anlatılan uzman sistem olarak bilinen bir program türüdür .
Uzman sistemler
Uzman sistemler, kendi kendine yeten ve nispeten karmaşık olmayan bir tür mikro dünyayı işgal eder; örneğin, bir geminin ambarının ve kargosunun bir modeli. Bu tür AI sistemleri için, bir uzmanın (veya uzman grubunun) bileceği dar bir alanla ilgili tüm bilgileri dahil etmek için her türlü çaba gösterilir, böylece iyi bir uzman sistem genellikle herhangi bir tek insan uzmanı geride bırakabilir. Tıbbi teşhis , kimyasal analiz , kredi yetkilendirme, finansal yönetim, kurumsal planlama, finansal belge yönlendirme, petrol ve mineral arama, genetik mühendisliği , otomobil tasarımı ve üretimi, kamera lens tasarımı, bilgisayar kurulum tasarımı, havayolu programlama, kargo yerleştirme ve ev bilgisayarı sahipleri için otomatik yardım hizmetleri gibi birçok ticari uzman sistemi vardır.
Bilgi ve çıkarım
Uzman sistemin temel bileşenleri bir bilgi tabanı veya KB ve bir çıkarım motorudur. KB'de depolanacak bilgiler, söz konusu alanda uzman kişilerle görüşülerek elde edilir. Görüşmeyi yapan kişi veya bilgi mühendisi, uzmanlardan alınan bilgileri genellikle "eğer-o zaman" yapısında bir kural koleksiyonuna düzenler. Bu tür kurallara üretim kuralları denir. Çıkarım motoru, uzman sistemin KB'deki kurallardan çıkarımlar yapmasını sağlar. Örneğin, KB "eğer x ise , o zaman y " ve " eğer y ise , o zaman z " üretim kurallarını içeriyorsa, çıkarım motoru " eğer x ise , o zaman z " sonucunu çıkarabilir . Uzman sistem daha sonra kullanıcısına " Düşündüğümüz durumda x doğru mu?" diye sorabilir. Cevap olumluysa, sistem z sonucunu çıkarmaya devam edecektir .
Bazı uzman sistemler bulanık mantık kullanır . Standart mantıkta yalnızca iki doğruluk değeri vardır, doğru ve yanlış. Bu mutlak kesinlik, belirsiz niteliklerin veya durumların karakterize edilmesini zorlaştırır. (Örneğin, tam olarak ne zaman seyrek bir saç kel bir kafaya dönüşür?) İnsan uzmanların kullandığı kurallar genellikle belirsiz ifadeler içerir ve bu nedenle bir uzman sistemin çıkarım motorunun bulanık mantık kullanması yararlıdır.
DENDRAL
1965'te, ikisi de Stanford Üniversitesi'nden olan yapay zeka araştırmacısı Edward Feigenbaum ve genetikçi Joshua Lederberg , kimyasal analiz uzman sistemi olan Heuristic DENDRAL (daha sonra DENDRAL olarak kısaltıldı) üzerinde çalışmaya başladılar. Analiz edilecek madde, örneğin, karbon , hidrojen ve nitrojenin karmaşık bir bileşiği olabilirdi . Maddeden elde edilen spektrografik verilerden başlayarak, DENDRAL maddenin moleküler yapısını varsayacaktı. DENDRAL'ın performansı, bu görevde uzman kimyagerlerin performansıyla rekabet ediyordu ve program endüstride ve akademide kullanıldı .
Mycin
Kan enfeksiyonlarını tedavi etmek için bir uzman sistem olan MYCIN üzerindeki çalışmalar 1972'de Stanford Üniversitesi'nde başladı. MYCIN, bildirilen semptomlara ve tıbbi test sonuçlarına dayanarak hastaları teşhis etmeye çalışacaktı. Program, olası bir teşhise ulaşmak için hastayla ilgili daha fazla bilgi talep edebilir ve ek laboratuvar testleri önerebilirdi, ardından bir tedavi yöntemi önerebilirdi. İstenirse, MYCIN teşhisine ve önerisine yol açan gerekçeyi açıklayacaktı. Yaklaşık 500 üretim kuralını kullanarak, MYCIN kan enfeksiyonları konusunda insan uzmanlarıyla hemen hemen aynı düzeyde yetkinlik ve genel pratisyenlerden daha iyi bir şekilde çalıştı.
Bununla birlikte, uzman sistemlerin uzmanlıklarının sınırları hakkında sağduyusu veya anlayışı yoktur. Örneğin, MYCIN'e ateşli silah yarası almış bir hastanın kan kaybından öldüğü söylenirse, program hastanın semptomlarının bakteriyel nedenini teşhis etmeye çalışır. Uzman sistemler ayrıca, kilosu ve yaş verileri yanlışlıkla yer değiştirmiş bir hastaya açıkça yanlış bir ilaç dozu reçete etmek gibi saçma yazım hataları üzerinde de işlem yapabilir.
CYC projesi
CYC, sembolik yapay zeka alanında büyük bir deneydir. Proje, bilgisayar, yarı iletken ve elektronik üreticilerinden oluşan bir konsorsiyum olan Microelectronics and Computer Technology Corporation'ın himayesinde 1984 yılında başladı . 1995 yılında CYC proje direktörü Douglas Lenat, projeyi Austin , Teksas merkezli Cycorp, Inc. olarak ayırdı. Cycorp'un en iddialı hedefi, bir insanın sağduyulu bilgisinin önemli bir yüzdesini içeren bir KB oluşturmaktı. Milyonlarca sağduyulu iddia veya kural CYC'ye kodlandı. Beklenti, bu "kritik kütlenin" sistemin kendisinin sıradan düzyazıdan doğrudan daha fazla kural çıkarmasına ve sonunda gelecek nesil uzman sistemler için temel oluşturmasına izin vereceğiydi.
CYC, sağduyulu KB'sinin yalnızca bir kısmını derleyerek, daha basit sistemleri alt edecek çıkarımlarda bulunabilir . Örneğin, CYC, bir maratonda koşmanın yüksek efor gerektirdiği, insanların yüksek efor seviyelerinde terlediği ve bir şey terlediğinde ıslak olduğu kurallarını kullanarak, "Garcia bir maraton koşusunu bitiriyor" ifadesinden "Garcia ıslak" sonucunu çıkarabilir. Geriye kalan çözülmemiş sorunlar arasında, arama ve problem çözme sorunları vardır; örneğin, belirli bir problemle ilgili bilgileri otomatik olarak KB'de nasıl arayacağınız. Yapay zeka araştırmacıları, gerçekçi zaman miktarlarında büyük bir sembol yapısını güncelleme, arama ve başka şekillerde değiştirme sorununa çerçeve sorunu adını verirler. Sembolik yapay zekanın bazı eleştirmenleri, çerçeve sorununun büyük ölçüde çözülemez olduğuna inanır ve bu nedenle sembolik yaklaşımın asla gerçek anlamda zeki sistemler üretmeyeceğini savunurlar. Örneğin, CYC'nin sistem insan bilgi düzeyine ulaşmadan çok önce çerçeve sorununa yenik düşmesi mümkündür.
Bağlantıcılık
Bağlantıcılık veya nöron benzeri bilişim , insan beyninin sinirsel düzeyde nasıl çalıştığını ve özellikle insanların nasıl öğrendiğini ve hatırladığını anlama girişimlerinden gelişti . 1943'te Illinois Üniversitesi'nden nörofizyolog Warren McCulloch ve Chicago Üniversitesi'nden matematikçi Walter Pitts, sinir ağları ve otomatlar hakkında etkili bir inceleme yayınladılar ; buna göre beyindeki her nöron basit bir dijital işlemcidir ve beynin tamamı bir tür hesaplama makinesidir . McCulloch'un daha sonra ifade ettiği gibi, "Yaptığımızı düşündüğümüz şey (ve oldukça başarılı olduğumuzu düşünüyorum) beyni bir Turing makinesi olarak ele almaktı ."
Yapay sinir ağı oluşturma
Ancak MIT'den Belmont Farley ve Wesley Clark, ilk yapay sinir ağını çalıştırmayı ancak 1954'te başardılar; ancak bilgisayar belleği 128 nörondan fazla olmayacak şekilde sınırlıydı . Ağlarını basit desenleri tanıyacak şekilde eğitebildiler. Ayrıca, eğitilmiş bir ağdaki nöronların yüzde 10'una kadar rastgele yok edilmesinin ağın performansını etkilemediğini keşfettiler; bu özellik, beynin ameliyat, kaza veya hastalıktan kaynaklanan sınırlı hasarı tolere etme yeteneğini anımsatmaktadır .
Şekilde gösterilen basit sinir ağı, bağlantıcılığın temel fikirlerini göstermektedir. Ağın beş nöronundan dördü girdi içindir ve beşincisi (diğerlerinin her birinin bağlı olduğu) çıktı içindir. Nöronların her biri ya ateş eder (1) ya da ateş etmez (0). Çıkış nöronu olan N'ye giden her bağlantının bir "ağırlığı" vardır. N'ye giren toplam ağırlıklı girdi, ateş eden nöronlardan N'ye giden tüm bağlantıların ağırlıkları eklenerek hesaplanır . Örneğin, giriş nöronlarından yalnızca ikisinin, X ve Y'nin ateş ettiğini varsayalım. X'ten N'ye giden bağlantının ağırlığı 1,5 ve Y'den N'ye giden bağlantının ağırlığı 2 olduğundan, N'ye giden toplam ağırlıklı girdinin 3,5 olduğu sonucu çıkar. Şekilde gösterildiği gibi, N'nin ateşleme eşiği 4'tür. Yani, N'nin toplam ağırlıklı girdisi 4'e eşitse veya 4'ü aşarsa, N ateş eder; aksi takdirde, N ateş etmez. Yani, örneğin, ateşlenecek tek girdi nöronları X ve Y ise N ateşlenmez , ancak X , Y ve Z'nin hepsi ateşlenirse N ateşlenir .
Ağın eğitilmesi iki adımdan oluşur. İlk olarak, harici etken bir desen girer ve N'nin davranışını gözlemler . İkinci olarak, etken bağlantı ağırlıklarını kurallara uygun şekilde ayarlar:
- Gerçek çıktı 0 ve istenen çıktı 1 ise, ateşleyen nöronlardan N'ye giden her bağlantının ağırlığını küçük ve sabit bir miktarda artırın (böylece ağa aynı desen verildiğinde bir dahaki sefere N'nin ateşlenmesi olasılığı artar);
- Gerçek çıktı 1 ve istenen çıktı 0 ise, ateşleyen nöronlardan çıkış nöronuna giden her bağlantının ağırlığını aynı küçük miktarda azaltın (böylece, ağa bir sonraki sefere bu desen girdi olarak verildiğinde çıkış nöronunun ateşlenmesi olasılığı azalır).
Harici etken (aslında bir bilgisayar programı) eğitim örneğindeki her desenle bu iki adımlı prosedürden geçer ve bu daha sonra birkaç kez tekrarlanır. Bu birçok tekrar sırasında, ağın her desene doğru şekilde yanıt vermesini sağlayan bir bağlantı ağırlıkları deseni oluşturulur. Çarpıcı olan şey, öğrenme sürecinin tamamen mekanik olması ve hiçbir insan müdahalesi veya ayarlaması gerektirmemesidir. Bağlantı ağırlıkları otomatik olarak sabit bir miktarda artırılır veya azaltılır ve farklı görevlere tam olarak aynı öğrenme prosedürü uygulanır.
Algılayıcılar
1957'de New York , Ithaca'daki Cornell Üniversitesi'ndeki Cornell Havacılık Laboratuvarı'ndan Frank Rosenblatt , perceptron adını verdiği yapay sinir ağlarını araştırmaya başladı . Yapay zeka alanına , hem sinir ağlarının özelliklerinin deneysel incelemeleri (bilgisayar simülasyonları kullanılarak) hem de ayrıntılı matematiksel analizler yoluyla önemli katkılarda bulundu. Rosenblatt karizmatik bir iletişimciydi ve kısa sürede Amerika Birleşik Devletleri'nde perceptronları inceleyen birçok araştırma grubu oluştu . Rosenblatt ve takipçileri, nöronlar arasındaki bağlantıların yaratılması ve değiştirilmesinin öğrenmedeki önemini vurgulamak için yaklaşımlarına bağlantıcı adını verdiler. Modern araştırmacılar bu terimi benimsediler.
Rosenblatt'ın katkılarından biri, Farley ve Clark'ın yalnızca iki katmanlı ağlara uyguladığı eğitim prosedürünü genelleştirerek prosedürün çok katmanlı ağlara uygulanabilmesini sağlamaktı. Rosenblatt, yöntemini tanımlamak için "geri yayılan hata düzeltme" ifadesini kullandı. Çok sayıda bilim insanı tarafından önemli iyileştirmeler ve uzantılar yapılan yöntem ve geri yayılma terimi artık bağlantıcılıkta günlük kullanımda.
Fiil çekimleri
San Diego'daki California Üniversitesi'nde yürütülen ünlü bir bağlantıcı deneyde (1986'da yayınlandı), David Rumelhart ve James McClelland, 460 nörondan oluşan iki katmana yerleştirilmiş 920 yapay nöron ağını, İngilizce fiillerin geçmiş zamanlarını oluşturmak üzere eğittiler. Fiillerin kök biçimleri ( come , look ve sleep gibi ) bir nöron katmanına, yani giriş katmanına sunuldu. Denetleyici bir bilgisayar programı , çıkış nöronları katmanındaki gerçek yanıt ile istenen yanıt ( come , say) arasındaki farkı gözlemledi ve daha sonra yukarıda açıklanan prosedüre uygun olarak ağ boyunca bağlantıları mekanik olarak ayarlayarak ağa doğru yanıt yönünde hafif bir itme sağladı. Ağa yaklaşık 400 farklı fiil tek tek sunuldu ve bağlantılar her sunumdan sonra ayarlandı. Tüm bu prosedür aynı fiiller kullanılarak yaklaşık 200 kez tekrarlandı ve ardından ağ, orijinal fiillerin yanı sıra birçok bilinmeyen fiilin geçmiş zamanını doğru bir şekilde oluşturabildi. Örneğin, ilk kez guard ile sunulduğunda , ağ guarded ; weep ile wept ; cling ile clung ; ve drip ile dripped (çift p ile tamamlanır ) şeklinde yanıt verdi. Bu , genelleme içeren öğrenmenin çarpıcı bir örneğidir. (Ancak bazen, İngilizcenin tuhaflıkları ağ için çok fazla oluyordu ve squawked from squat , ship from shape ve membred from mail'i oluşturuyordu .)
Bağlantıcılık için kullanılan bir diğer isim ise paralel dağıtılmış işleme olup , iki önemli özelliği vurgular . Birincisi, çok sayıda nispeten basit işlemci (nöronlar) paralel olarak çalışır. İkincisi, sinir ağları bilgileri dağıtılmış bir şekilde depolar ve her bir bağlantı birçok farklı bilgi öğesinin depolanmasına katılır. Örneğin, geçmiş zaman ağının wept from weep oluşturmasını sağlayan bilgi birikimi , ağdaki belirli bir konumda depolanmamıştır, ancak eğitim sırasında oluşturulan tüm bağlantı ağırlıkları örüntüsüne yayılmıştır. İnsan beyni de bilgileri dağıtılmış bir şekilde depoluyor gibi görünmektedir ve bağlantıcı araştırma, bunun nasıl yapıldığını anlama girişimlerine katkıda bulunmaktadır.
Diğer sinir ağları
Nöron benzeri bilişim üzerine yapılan diğer çalışmalar şunları içerir:
- Görsel algı . Ağlar, görsel verilerden yüzleri ve diğer nesneleri tanıyabilir. Örneğin, sinir ağları bir resimdeki hayvanın kedi mi yoksa köpek mi olduğunu ayırt edebilir. Bu tür ağlar ayrıca bir grup insanı ayrı bireyler olarak ayırt edebilir.
- Dil işleme . Sinir ağları, el yazısı ve daktilo edilmiş materyali elektronik metne dönüştürebilir. Sinir ağları ayrıca konuşmayı basılı metne ve basılı metni konuşmaya dönüştürür.
- Finansal analiz . Yapay sinir ağları, kredi risk değerlendirmesi , gayrimenkul değerlemesi, iflas tahmini, hisse senedi fiyatı tahmini ve diğer iş uygulamaları için giderek daha fazla kullanılıyor .
- Tıp . Tıbbi uygulamalar arasında akciğer nodüllerinin ve kalp aritmilerinin tespiti ve istenmeyen ilaç reaksiyonlarının tahmini yer alır.
- Telekomünikasyon . Yapay sinir ağlarının telekomünikasyon uygulamaları arasında telefon anahtarlama ağlarının kontrolü ve uydu bağlantılarında yankı iptali yer alır.
Yeni AI
Yeni temeller
Nouvelle AI olarak bilinen yaklaşım, 1980'lerin ikinci yarısında Avustralyalı Rodney Brooks tarafından MIT AI Laboratuvarı'nda öncülük edildi . Nouvelle AI, nispeten mütevazı böcek seviyesi performansı hedefi lehine, insan seviyesindeki performansa vurgu yaparak güçlü AI'dan uzaklaşır . Çok temel bir düzeyde, nouvelle AI, Microworld programları bölümünde açıklananlar gibi, sembolik AI'nın gerçekliğin içsel modellerini oluşturmaya olan güvenini reddeder. Nouvelle AI uygulayıcıları, gerçek zekanın gerçek dünya ortamında işlev görme yeteneğini içerdiğini iddia ederler .
Yeni AI'nın temel fikri, karmaşık davranışlarla ifade edilen zekanın, birkaç basit davranışın etkileşiminden "ortaya çıkmasıdır". Örneğin, basit davranışları çarpışmadan kaçınma ve hareket eden bir nesneye doğru hareket etmeyi içeren bir robot , nesneyi takip ediyormuş gibi görünecek ve nesne çok yaklaştığında duracaktır.
Yeni AI'nın ünlü bir örneği, ortamı MIT AI Laboratuvarı'nın yoğun ofisleri olan Brooks'un robotu Herbert'ti ( Herbert Simon'dan adını almıştır ). Herbert, boş soda kutuları için masaları ve sehpaları aradı ve bunları alıp götürdü. Robotun görünüşte hedef odaklı davranışı, yaklaşık 15 basit davranışın etkileşiminden ortaya çıktı.
Nouvelle AI, CYC projesi bölümünde tartışılan çerçeve sorununu atlatır. Nouvelle sistemleri, çevrelerinin karmaşık bir sembolik modelini içermez. Bunun yerine, bilgi, sistem ihtiyaç duyana kadar "dışarıda dünyada" bırakılır. Nouvelle bir sistem, dünyanın dahili bir modeline değil, sürekli olarak sensörlerine başvurur : Dış dünyaya, tam olarak ihtiyaç duyduğu anda ihtiyaç duyduğu her türlü bilgiyi "okur". (Brooks'un ısrar ettiği gibi, dünya kendi en iyi modelidir - her zaman tam olarak güncel ve her ayrıntıda eksiksizdir.)
Duruma bağlı yaklaşım
Geleneksel yapay zeka, büyük ölçüde, dünyayla tek etkileşimi dolaylı olan (örneğin CYC) bedensiz zekalar inşa etmeye çalışmıştır. Öte yandan yeni yapay zeka, gerçek dünyada bulunan bedenli zekalar inşa etmeye çalışır; bu yöntem, durumsal yaklaşım olarak bilinir hale gelmiştir. Brooks, Turing'in 1948 ve 1950'de durumsal yaklaşıma ilişkin verdiği kısa taslaklardan onaylayıcı bir şekilde alıntılar yaptı . Turing, bir makineyi "paranın satın alabileceği en iyi duyu organlarıyla" donatarak, "bir çocuğun normal öğretimini takip edecek" bir süreçle makineye "İngilizceyi anlama ve konuşma" öğretilebileceğini yazdı. Turing bunu, satranç oynama gibi soyut faaliyetlere odaklanan yapay zeka yaklaşımıyla karşılaştırdı . Her iki yaklaşımın da izlenmesi gerektiğini savundu, ancak yeni yapay zekaya kadar durumsal yaklaşıma çok az dikkat edildi.
Durumsal yaklaşım, Kaliforniya Üniversitesi Berkeley'den filozof Bert Dreyfus'un yazılarında da öngörülmüştü . 1960'ların başlarında Dreyfus, akıllı davranışın sembolik açıklamalarla tamamen yakalanamayacağını savunarak fiziksel sembol sistemi hipotezine karşı çıktı. Alternatif olarak Dreyfus, hareket edebilen ve elle tutulur fiziksel nesnelerle doğrudan etkileşim kurabilen bir bedene olan ihtiyacı vurgulayan bir zeka görüşünü savundu . Bir zamanlar yapay zeka savunucuları tarafından aşağılanan Dreyfus, artık durumsal yaklaşımın bir peygamberi olarak görülüyor.
Nouvelle AI eleştirmenleri, gerçek böceklerde bulunan davranış karmaşıklığına benzer bir şey sergileyen bir sistem üretmedeki başarısızlığa dikkat çekiyorlar. 20. yüzyılın sonlarında araştırmacıların nouvelle sistemlerinin yakında bilinçli olacağı ve dile sahip olacağı yönündeki önerileri tamamen erkendi.
