Sztuczna inteligencja
Przykłady tematów na pracownię

Regułowe systemy produkcji

• wybór semestralnego zestawu kursów do studiowania w Instytucie Informatyki UWr, biorąc pod uwagę aktualną ofertę, wymagania, listę kursów już zaliczonych, oraz jakąś reprezentację preferencji studenta

• wybór kierunku studiów dla maturzysty

• wybór wycieczki górskiej dla określonej grupy turystów, biorący pod uwagę określone wymagania: długość wycieczki i preferencje uczestników (widokowe, wyczynowe, zainteresowania historyczne, itp.), oraz konkretny zestaw tras turystycznych w jakimś rejonie, np. Kotlinie Jeleniogórskiej

• doradztwo inwestycyjne: dobrać portfel inwestycji (akcji, obligacji, innych instrumentów finansowych) do określonych wymagań klienta

• planowanie upraw rolnych dla gospodarstwa w zależności od: gleby, klimatu, aktualnej prognozy pogody, wielkości uprawy, dostępnego sprzętu i siły roboczej, przewidywanej koniunktury, itp.

• wybór sposobu rozrywkowego spędzenia wieczoru piątkowego biorąc pod uwagę preferencje, oraz istniejące w danej chwili możliwości

• wybór imprezy, na którą warto zabrać przyjaciółkę, albo wybór prezentu dla kobiety

• wykonanie zakupów w supermarkecie: mamy daną listę produktów do kupienia, na której niektóre pozycje mogą być w pełni określone (typ, producent, wielkość opakowania), a inne tylko typ i ilość minimalna (np. mąka pszenna, 800g), oraz dostępną gotówkę; program ma wybrać co kupić żeby spełnić wymagania i zmieścić się w gotówce

• ogólnie dobrymi tematami są zagadnienia diagnozy: analiza przyczyn uszkodzenia jakiegoś systemu (byle nie samochodu), i ewentualnie sposób naprawy, na przykład:

• postępowanie w przypadku awarii systemu komputerowego (nie bootuje się); chodzi tu o zwerbalizowanie wiedzy fachowca potrafiącego w wielu przypadkach poradzić sobie z taką awarią

Metody przeszukiwania

• wybór ruchu w jakiejś grze, np.\ odzywka w licytacji brydżowej

  metodą wyboru ruchu powinno w tym wypadku być przeszukiwanie, tzn. najpierw generacja wszystkich (albo części możliwości), wybór jednej z nich, i poruszanie się w przestrzeni stanów wyznaczonych przez te wybory

• układanie krzyżówki z zadanego zbioru słów (kryterium optymalności może być sumaryczna liczba "oczek" krzyżówki, lub pole prostokąta opisującego całą krzyżówkę)

• znajdowanie drogi przez labirynt, którego plan mamy (nie musimy błądzić na ślepo)

Metody oparte na logice

• ,,rozumienie'' zdań języka naturalnego w Prologu

  Pod hasłem można zrealizować szereg ciekawych projektów. Po zdefiniowaniu małego języka naturalnego opartego na kilku czasownikach, rzeczownikach, i innych elementach, zaczynamy od napisania programu analizującego zdania napisane w tym języku (zakończone kropką) i tworzącego ich reprezentację w postaci klauzul Prologu. Należy oczywiście uprościć język w takim stopniu (zasób słów, gramatykę i infleksję), aby dało się w miarę prosto parsować zdania, na przykład przy użyciu notacji reguł gramatycznych Prologu.

  Po wygenerowaniu prologowej reprezentacji zdania można zaimplementować system odpowiadania na pytania (zakończone znakiem zapytania) dotyczące wcześniej wprowadzonych informacji. Innym możliwym wariantem mogłoby być streszczanie posiadanych informacji w odpowiedzi na zapytanie typu: Co wiesz o ...?

• rozpoznawanie spamu w poczcie elektronicznej

  Po przeanalizowaniu pewnej ilości poczty elektronicznej określ cechy wyróżniające spam, wyznacz prostą strategię rozpoznawania spamu (niekoniecznie 100% poprawną) na podstawie zawartości nagłówków i/lub treści listu, i napisz program w Prologu implementujący tę strategię.

  Strategia może rozpoznawać spam w niektórych przypadkach ,,na pewniaka,'' posługiwać się systemem punktowania, ich połączeniem, bądź jeszcze innymi podejsciami, jednak powinna być zgodna z opracowaną koncepcją, tzn.\ w treści programu powinny znaleźć się elementy odpowiadające elementom konceptualnym wymyślonym przez człowieka.

• manipulacja formułami matematycznymi

  Szereg tematów tradycyjnie podejmowanych w sztucznej inteligencji, z bogatą literaturą dotyczy manipulacji formuł matematycznych, takich jak: rozwiązywanie równań, upraszczanie wzorów, symboliczne różniczkowanie i całkowanie funkcji, itp. Pomimo wielu istniejących systemów i przykładów, również w podstawowych podręcznikach, są to dobre tematy na wstępne ćwiczenie, zwłaszcza dobrze wpasowujące się w paradygmat logiczny.

• wybór trasy przelotu z jednego miasta do drugiego na podstawie dostępnego rozkładu lotów i zadanego czasu początkowego i końcowego, z minimalizacją kosztu biletu (należy przetestować na przykładach, które wezmą pod uwagę wiele różnych połączeń, linii lotniczych, i cen biletów); rozwiązanie może składać się z części logicznej, która będzie generować różne dostępne połączenia, oraz nadrzędnej części wyboru, która może być interakcyjna, lub realizować pełny przegląd w celu wybrania najtańszego połączenia

• wariant poprzedniego zadania z wyborem połączenia kolejowo-autobusowego ale z minimalizacją czasu podróży

• wybór mieszkania do wynajęcia spośród dostępnych w ogłoszeniach w gazecie (można wykorzystać bazę danych z elektronicznej wersji jakiejś gazety, np. GW) na podstawie sformułowanych preferencji użytkownika

• zaproponowanie sposobu spędzenia wieczoru dla jednej z typowych sytuacji: (1) randka z koleżanką, (2) wizyta krewnych z innego miasta, (3) wizyta ważnego gościa zagranicznego

• zaplanowanie wyjazdu wakacyjnego

• dobranie zestawu kursów do semestralnego planu studiów w Instytucie Informatyki Uniwersytetu Wrocławskiego

• wybór menu na obiad (mięso, wino, sałatka, dodatki np. zupa lub gorące warzywo) w taki sposób, żeby elementy ,,pasowały'' do siebie, aksjomaty określałyby co do siebie pasuje (określone mięsa i warzywa, wina, sałatki do mięs, itd.) i możemy zadać ogólnie dostępny zestaw produktów i pozwolić systemowi dobrac z niego menu obiadowe, ale pytając nas o zgodę przy dołączaniu każdego składnika

• wybrać konfigurację oświetlenia właściwą dla konkretnego pomieszczenia, jego wielkości i przeznaczenia (użytek ogólny, kuchnia, pracownia, pokój telewizyjny, sala kinowa, koncertowa, itd.); należy przetestować system na różnych przykładach i określić granice stosowalności systemu

• wybór systemu ogrzewania (konfiguracja pieca, grzejników i czujników) właściwy dla danej architektury domu (liczba i wielkość pokoi, liczba pięter, wielkość i typ okien); aksjomaty powinny określać elementy ogrzewania właściwe dla danej konfiguracji domu i ograniczenia wiązące ze sobą różne parametry (taki program, oczywiście w wersji bardzo uproszczonej, powinien jednak napisać ktoś kto ma minimalne choćby pojęcie o systemach ogrzewania)

Metody oparte na rozkładzie prawdopodobieństw

Zatem zagadnienia jakie można modelować w tym zadaniu mogą być dowolne, dla których możemy stworzyć powyższą sieć zależności, i określić wartości prawdopodobieństw. Może to być dowolne zagadnienie, pochodzące z własnego doświadczenia, obserwacji (np. ptaszków, kwiatków, zachowania osób, itp.), albo z jakiejś dostępnej bazy danych. Godne polecenia są dane dotyczące np. notowań giełdowych, kursów walut, głosowań posłów w parlamencie, obserwacji pogodowych, itp. Na stronie WWW kursu pojawią się linki do bardziej popularnych dostępnych w Internecie baz danych statystycznych.

Należy pamiętać o tym, by sieć zależności probabilistycznych nie posiadała cykli, jak również o tym, by wprowadzone wartości prawdopodobieństw spełniały aksjomaty prawdopodobieństwa, to jest aby suma prawdopodobieństw wszystkich wartości danej zmiennej losowej wynosiła zawsze 1.0. Wiele narzędzi tworzenia sieci przekonań same wymuszają spełnienie tych warunków.

Ogólne tematy na projekt

• Systemy doradcze. Takie systemy zawierają w sobie specjalistyczną wiedzę człowieka-eksperta w jakiejś dziedzinie problemowej, i potrafią przyjąć i zrozumieć postawione im zadanie z tej dziedziny, a następnie zaproponować rozwiązanie biorące pod uwagę wprowadzone fakty, jak również inne ważne okoliczności, o które system może zapytać. Wiele z takich zagadnień dobrze programuje sie w podejściu regułowym, ponieważ w wielu dziedzinach wiedza specjalistów naturalnie wyraża się w postaci reguł JEŻELI-TO.

• Gry kombinatoryczne lub dwuosobowe. Można tu sformułować wiele atrakcyjnych tematów zwłaszcza gdy ktoś szczególnie interesuje się daną grą. Należy jednak dobrze przemyśleć wybór takiego tematu: po okresie entuzjazmu związanego z wymyślaniem reprezentacji przestrzeni rozwiązań i pierwszych prób z oczywistymi strategiami, problem może okazać się o wiele trudniejszy niż się początkowo wydawał, a sprawdzanie kolejnych pomysłów usprawniających strategię wymaga czasami przeprowadzenia i przeanalizowania wielu rozgrywek i prowadzi do szybkiego znużenia zagadnieniem.

• Systemy odpowiadające na sformułowane w języku naturalnym pytania z jakiejś dziedziny i czerpiące swoją wiedzę z wiadomości prasowych. Szczególnie przydatne do tego projektu są serwisy prasowe w formacie RSS oferowane przez wiele agencji prasowych. Wiadomości w tych serwisach są na ogół od razu krótkimi streszczeniami sformułowanymi uproszczonym językiem, dostosowanym do danej tematyki.

  Na przykład, system mógłby analizować bieżące wiadomości sportowe, i być w stanie udzielać informacji o aktualnych wynikach rozgrywek ligowych, konkursach, mistrzostwach, rekordach, itp.

• Systemy prowadzące konwersację w języku naturalnym (w trybie tekstowym). Jedno z fundametalnych wyzwań sztucznej inteligencji, jest przedmiotem testu Turinga, napisano wiele programów konwersacyjnych, odbywają się na ten temat międzynarodowe konferencje i konkursy (patrz Nagroda Loebnera). Przy dobrze wybranej platformie programowej i odpowiednio zawężonym temacie konwersacji jest to również dobre zagadnienie na wstępny projekt ze sztucznej inteligencji.

• Projekt Hoshimi będący częścią konkursu Microsoft Imagine Cup i polegający na stworzeniu strategii gry z atrakcyjnym graficznym interfacem. Termin zgłoszenia programu do pierwszego etapu konkursu upływa 15 marca.

• Liga symulacyjna piłki nożnej robotów Robocup. Jest to inne wyzwanie sztucznej inteligencji, zawierające w sobie elementy wielu różnych zagadnień, z którymi zmaga się AI. Dostępne są narzędzia do symulacji gry, jak również przykładowe programy graczy. Dobry temat, zwłaszcza dla entuzjastów piłki nożnej.