turıng testi - Kırklareli Üniversitesi Personel Web Sistemi

Yapay Zeka’ya Giriş
Ders 1
Dersin Müfredatı ve Hedefleri
 Ders, Yapay Zeka Disiplininin hedeflerinin, bu hedeflere giden yolda karşılaşılan
çıkmazların, olası çıkış yollarının ve disiplinin eriştiği düzeyin tartışılması ile
başlamaktadır. Ardından, doğru düşünmenin yasalarını inceleyen bir alan olarak
Mantık Bilimine giriş yapılmakta ve mantık programlama paradigması için ihtiyaç
duyulan mantık sistemleri incelenmektedir. Dersin ana yükü, öğrencilere bir
mantık programlama dili olarak Prolog programlama dilinin kuramsal olarak
öğretilmesi ve bu dilde program yazma yetisini kazanmalarının sağlanması
doğrultusunda yapılan çalışmalardan oluşmaktadır.
 Bu dersin ana hedefleri:
 rasyonel düşünen makineler geliştirme fikrinin incelenmesi,
 rasyonel düşünmenin yasalarını inceleyen bir bilim dalı olarak Mantık Biliminin temel
konularına giriş yapmak ve
 tümdengelimli mantık yasalarının bir programlama paradigması olarak gerçeklendiği,
Prolog programlama dilini öğrenmek.
Dersin Konu Başlıkları

Hedefleri, problemleri ve çözüm önerileri ile Yapay Zeka disiplinine giriş

Doğru düşünmenin bilimi olarak Mantık

Önermeler Mantığı

Birinci Dereceden Yüklem Mantığı

Tümdengelimli çıkarım kuralları

Mantık programlamanın temel yapıları

Özyinelemeli (mantık) programlama

Listeler

Mantık programlarının bilgisayımlı modeli

Arama ağaçları

Üst-mantık operatörleri

Operatör tanımlama

Olumsuzlama ve kesme operatörleri
Neden Yapay Zeka?

İnsan zihninin nasıl çalıştığı üzerine binlerce yıldır kafa yorulmaktadır.

Homo Sapiens (Bilge / düşünen insan)

Yapay zekanın amacı yalnızca zihnin nasıl çalıştığını anlamak / ortaya koymak değil aynı
zamanda akıllı varlıklar / etmenler de ortaya çıkarmaktır.

Mühendislik bakış açısıyla amaçlanan:
 Gerçek dünya problemlerini bilgi ve akıl yürütme yoluyla çözmek
 Akıllı etmenler ortaya çıkarmak için kavram, kuram ve uygulamaların geliştirilmesi

Bilimsel bakış açısıyla amaçlanan:
 Zeka / akıl üzerine çalışma yapmak için bilgisayarların bir platform olarak kullanılması
 Akıllı davranışın ne olduğunu anlamaya çalışmak

Yapay zeka, yakın zamanda (II. Dünya Savaşı sonrasında) ortaya çıkan, gelişime çok açık ve
büyük bir bilim dalıdır.

«Yapay zeka» (artificial intelligence) isim olarak ilk defa 1956 yılında kullanılmıştır (Hesaplamalı
Zeka – Computational Intelligence)
Yapay Zeka Nedir?
 Oxford İngilizce sözlükteki tanım:
«The theory and development of computer systems able to perform tasks normally requiring
human intelligence, such as visual perception, speech recognition, decision-making, and
translation between languages.»
 Bilimsel literatürde ise farklı bakış açılarına göre farklı tanımlarla karşılaşılabilmektedir.
 Düşünme vs. Davranma
 İnsanları modelleme vs. İdeal standartlarda çalışabilme
 İki temel bakış açısı:
 İnsan gibi düşünme / davranma: başarım insan performansına olan yakınlıkla ölçülür
 Rasyonel düşünme / davranma: başarım rasyonellik olarak adlandırılan ideal zekaya göre
ölçülür
 Rasyonel (akılcı) bir sistem, bildikleri doğrultusunda «doğru şeyi» yapan / yerine getiren
sistemdir.
Yapay Zeka ile İlgili Alanlar
 Felsefe: Mantık, akıl yürütme yöntemleri, öğrenme, dil,
rasyonellik.
 Matematik: Biçimsel gösterimler ve ispat, algoritmalar,
hesaplama, karar verilemezlik, durma problemi
 Olasılık / İstatistik: Belirsizliğin modellenmesi, veriden
öğrenme
 Sinirbilim: Bilgi işleme birimleri olarak sinir hücreleri
 Psikoloji / Bilişsel Bilim: İnsan davranışı, algılama, bilişsel
bilgilerin gösterimi
 Dilbilim: Bilgi gösterimi, gramerler
 ...
Yapay Zeka’nın Alt Araştırma Alanları
 Mantık Programlama
 Arama
 Doğal Dil İşleme
 Örüntü Tanıma
 Bilgi Gösterimi
 Makine Öğrenmesi
 …
Zayıf vs. Güçlü Yapay Zeka
 Zayıf YZ: Yapay zeka çalışmaları çeşitli sorunların çözümüne yönelik, faydalı
ve güçlü uygulamaların ortaya çıkmasını sağlayacaktır.
 Güçlü YZ: Makineler insanlarla yarışabilir (hatta geçebilir) düzeyde bilişsel
zihinlere sahip olabilecektir. Yani, «doğru» programlanmış bir makine insanın
sahip olduğu zihinsel yetilere sahip olabilir.
Yapay Zeka’ya İtirazlar
 Bilinç Kavramı Üzerinden İtiraz: Sembollerin rasgele yan yana gelişi ile değil
ama hissedilen heyecanlar ve düşünceler sayesinde bir şiir yazamadığı ya
da bir konçerto besteleyemediği ve bununla da kalmayıp yazıp
bestelediğini bilmediği sürece, makineyi beynin eşiti olarak kabul edemeyiz.
 Sinir Sisteminin Sürekliliğinden Hareketle İtiraz: Sinir sistemi ayrık durumlu bir
makine değildir. Öyleyse, ayrık durumlu sistemlerle taklit edilemezler.
 Davranışının Formel Olmayan Doğasından Hareketle İtiraz: Eğer insanlar
yaşamlarını belirli bir kurallar kümesine dayanarak düzenleseydiler
makinelerden daha iyi olamazlardı. Fakat, böyle bir kurallar kümesi mevcut
değil. Öyleyse, insanlar makine olamazlar.
Yapay Zeka Nedir?
 İnsan Gibi Düşünme (Bilişsel Modelleme Yaklaşımı):
“Bilgisayarları düşündürmeye … kelimenin tam anlamıyla zihne sahip makineler
yapmaya çalışan yeni ve heyecan verici bir çaba” (Haugeland, 1985)
“Karar verme, problem çözme, öğrenme … gibi insan düşüncesi ile
ilişkilendirdiğimiz eylemlerin otomasyonu” (Bellman, 1978)
 Zihinsel süreçleri anlamanın yolları:
1) İç-gözlem
2) Psikolojik deneyler
3) Dilbilim
4) Sinirbilim
 Disiplinler-arası bir alan olan Bilişsel Bilim, Yapay Zekadan bilgisayar modellerini
ve Psikolojiden deneysel teknikleri alıp bir araya getirerek insan zihninin nasıl
çalıştığına ilişkin kuramlar üretir.
Yapay Zeka Nedir?

Rasyonel Düşünme (‘Düşüncenin Yasaları’ Yaklaşımı):
“Zihinsel yeteneklerin bilgisayımlı (hesaplamalı) modeller aracılığıyla incelenmesi” (Charniak ve
McDermott, 1985)
“Algılamayı, düşünmeyi ve davranmayı mümkün kılan bilgisayım modellerinin incelenmesi”
(Winston, 1992)

Aristoteles, “Doğru Düşünmenin Yasalarını” ilk formüle eden düşünürlerdendir.

=> “Syllogisms” => Mantık

«Socrates bir insandır; bütün insanlar ölümlüdür; o halde Sokrates ölümlüdür.»

Yapay Zekaya Mantıkçı Yaklaşım: Mantık programlarına dayanarak akıllı sistemler üretmeyi
amaçlayan yaklaşım.

Üç önemli problem:
1. Bilginin formüle edilmesi
2. Teorik olarak çözülemez sorunların varlığı
3. Teorik olarak çözülebilenin pratikte çözülemezliği
Yapay Zeka Nedir?

İnsan Gibi Davranma (Turing Testi):
“İnsanların zekâlarını kullanarak gerçekleştirdiği fonksiyonları gerçekleştiren makineleri yapma sanatı” (Kurzweil,
1990)
“İnsanların halihazırda daha iyi olduğu işleri bilgisayarların nasıl yapabileceğine dair yürütülen çalışma” (Rich and
Knight, 1991)

Zekânın tanımlanmasına işlevsel yaklaşım: zeki varlıklardan ayırt edilemezlik üzerine kurulu bir test.

Testi geçecek bilgisayar programının sahip olması gereken yetenekler:
1) Doğal Dil İşleme: Sorgulayıcıyla iletişime geçmek için
2) Bilgi Gösterimi: Sorgulama öncesi ve sırasında bilginin saklanması ve geri çağırımı
3) Otomatik Akıl Yürütme: Saklanan bilgiyi soruları cevaplamada kullanabilme ve yeni çıkarımlar yapabilme
4) Öğrenme: Yeni durumlara uyum sağlayabilme
ve
5) Algılama: duyma, görme, koku alma, dokunma
6) Robotik hareket: nesneleri ve kendini hareket ettirebilme yetisi
ALAN MATHISON TURING
•
23 Haziran 1912’de Londra’da doğdu.
•
1936’da Turing Makinelerini tasarladı.
•
1938’de ABD Princeton Üniversitesi’nde
yanında hazırladığı teziyle doktor oldu.
•
İngiltere’ye döndüğünde, II. Dünya Savaşı sırasında Almanların
“Enigma” kodlarının çözülmesinde önemli rol oynadı.
•
1945’te Automatic Computing Engine (ACE) olarak adlandırılan
büyük bir bilgisayarın tasarım, yapım ve kullanım çalışmalarını
yönetti.
•
1950 yılında Mind dergisinde yayınlanan “Computing Machinery
and Intelligence” adlı makalesinde bugün TURING TESTİ olarak
bilinen ünlü testi açıklamıştır.
•
1954’te intihar ederek öldüğü sanılıyor.
Alonzo
Church’un
Turing Testi (Tanım)

Kriter: Bilgisayar/makine sorduğumuz herhangi bir soruya
edilemeyecek yanıtlar veriyorsa gerçekten düşünmektedir.

Test Düzeneği:
insanınkinden
ayırt

Bilgisayar, gönüllü bir insanla birlikte sorgulayıcının görüş alanının dışında bir yere
saklanır.

Sorgulayıcı, yalnız soru sormak suretiyle, hangisinin bilgisayar olduğunu saptamaya
çalışır.

Sorgulayıcının soruları, daha önemlisi aldığı yanıtlar, tamamen ses gizlenerek, yani ya
bir klavye sisteminde yazılarak veya bir ekran gösterilerek verilir.

Sorgulayıcıya, bu soru/cevap oturumunda elde edilen bilgiler dışında, her iki taraf
hakkında hiçbir bilgi verilmez.

İnsan denek soruları içtenlikle yanıtlar ve kendisinin insan, öteki deneğin bilgisayar
olduğuna dair sorgulayıcıyı ikna etmeye uğraşırken, bilgisayar ‘yalan’ söylemeye
programlanmış olduğu için kendisinin insan olduğuna sorgulayıcıyı inandırmaya
çalışır.
Turing Testi (Örnek Sorgulama)
Sorgulayıcı: “Please write me a sonnet on the topic of the
Forth Bridge.”
Program: “Count me out on this one. I never could write
poetry.”
Sorgulayıcı: “Add 34957 to 70764.”
Program: “(Pause about 30 seconds and then give answer
as) 105621.”
Alan Turing
Yapay Zeka Nedir?
 Rasyonel Davranma (Akıllı Etmen Yaklaşımı):
“Akıllıca davranan etmenlerin tasarımı üzerine yapılan çalışma” (Poole et
al., 1998)
“İnsan yapımı şeylerde akıllı davranışın incelenmesi ” (Nilsson, 1998)
 Etmen programlarını diğer programlardan ayıran yönler:
- Otonom kontrol
- Ortamı algılama
- Uzun bir zaman diliminde varlığını sürdürme
- Değişime uyum gösterme
- Empati
 Rasyonel etmen en iyi sonuca ulaşacak şekilde davranır.
 En iyi sonuca, her zaman rasyonel düşünerek erişilmez.
Yapay Zeka’nın Tarihçesi
 1943: YZ alanında ilk çalışmalar: Warren McCulloch ve Walter Pitts
 Yapay sinir hücrelerinin modellenmesi
 Girdilerine bağlı olarak çıktıları «açık/kapalı» şeklinde olan, matematiksel olarak öğrenilebilir
fonksiyonlar (mantıksal kapılar)
 Herhangi bir hesaplanabilir fonksiyon birbirine bağlı sinir hücreleri ağıyla modellenebilir
 Uygun biçimde tanımlanmış ağlar öğrenme işini başarabilir
 1949: Hebbian öğrenme (Donald Hebb)
 Sinir hücreleri arasındaki bağlantı gücünün sürekli olarak güncellenmesine yönelik bir
mekanizma
 1950: Turing testi
 1951: İlk sinir ağı bilgisayarı (M. Minsky ve D. Edmonds)
Yapay Zeka’nın Tarihçesi
 1956: Dartmouth Konferansı
 John McCarthy ve arkadaşları tarafından düzenlenmiştir. Amaçları,
hesaplama ve zeka üzerine yapılan çalışmalarda yeni bir dönem
başlatmaktı.
 «Yapay Zeka» terimi bu konferansta John McCarthy tarafından ortaya
atıldı.
 Bu konferansa katılanlar, yapay zekanın öncüleri olarak kabul gördüler.
Bunlar arasında, Marvin Minsky (MIT’de Yapay zeka laboratuvarının
kurucusu), Claude Shannon (Information Theory), Allen Newell (Amerikan
Yapay Zeka Derneği’nin ilk başkanı) ve Nobel Ödülü sahibi Herbert Simon
sayılabilir.
Yapay Zeka’nın Tarihçesi
 1956: Arthur Samuel’in dama programı: İnsanın oyun oynama performansına
erişebilen ilk program.
 1957: Herbert Simon’ın genel problem çözücüsü (GPS): Planlamaya yönelik
sorunları insanın çözüm yöntemine benzer şekilde taklit edebilen bir program.
 1958: J. McCarthy tarafından LISP dilinin bulunması: İlk YZ programlama dili
 1963: Thomas Evan’ın ANALOG programı: IQ testlerindeki benzerlik problemlerini
çözebilmekteydi.
 1965: ELIZA (Weizenbaum): Bir psikoterapi uzmanı ile yapılan diyaloğu simüle
edebiliyordu.
 1967: Dendral programı (Stanford): İlk kural tabanlı uzman sistem
programlarından biri olup bir kütle spektrometresinden gelen verilere ve
önceden girilmiş uzman bilgisine dayanarak moleküler yapılara ilişkin çıkarımlar
yapıyordu.
Yapay Zeka’nın Tarihçesi
 1966 – 1973: Gerçekliğe dönüş: Makine çevirisi sorunları, yeterli bilgi eksikliği,
kuramsal sıkıntılar: Bu dönemde hesaplanamaz YZ problemleri olduğu ve
sinir ağı yöntemlerinin kısıtlılıkları görüldü.
 1971: Winograd doktora tezinde (MIT) bir sistemin mikro bir alanda (bloklar
dünyası örneğiyle) İngilizce gibi doğal bir dili anlayabileceğini gösterdi.
 1972: PROLOG programlama dili LISP’e alternatif olarak Avrupa’da
geliştirildi.
 1974: MYCIN (Ted Shortliffe): Tıbbi tanılama için bir uzman sistem.
 1978: Version Space algoritması (Tom Mitchell – Stanford): İlk sembolik
makine öğrenmesi algoritması
 1980 sonrası - YZ’nın yükselişi