Кафедра Информатики и Компьютерного дизайна Доцент, к.т.н. Мусаева Татьяна Вагифовна Технологии искусственного интеллекта в дизайне

ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ Вид учебной работы Всего часов Семестры Общая трудоемкость 1325 Аудиторные занятия (всего)82 В том числе: Лекции 32 Практические занятия (ПЗ)26 Лабораторные занятия (ЛР)2424 Самостоятельная работа (всего)50 В том числе: И (или) другие виды самостоятельной работы: Подготовка к практическим занятиям 20 Курсовой проект 30 Вид промежуточной аттестации экзамен

В процессе изучения курса осуществляется контрольный тестовый опрос. Допуск к получению экзамена осуществляется только при 100% успешном выполнении всех практических и лабораторных работ, тестового контроля и курсового проекта. В процессе изучения курса осуществляется контрольный тестовый опрос. Допуск к получению экзамена осуществляется только при 100% успешном выполнении всех практических и лабораторных работ, тестового контроля и курсового проекта.

Основная литература: адрес: ibooks.ru Основная литература: адрес: ibooks.ru

Лекция 1. Введение в дисциплину. Основные термины и определения. 1. Понятие об информации. 1.1 Информация – основные понятия. 1.2 Представление информации 2. Концептуальная модель человеко-машинного взаимодействия 2.1. Общие понятия и определения взаимодействия человек- машина 2.2. Искусственный интеллект История развития. Задачи. 1. Понятие об информации. 1.1 Информация – основные понятия. 1.2 Представление информации 2. Концептуальная модель человеко-машинного взаимодействия 2.1. Общие понятия и определения взаимодействия человек- машина 2.2. Искусственный интеллект История развития. Задачи. ВОПРОСЫ:

Понятие об информации Информация – основные понятия ОПР. Информация – это некоторая упорядоченная последовательность сообщений, отражающих и передающих свойства, явления, процессы окружающего мира, увеличивающих наши знания о нём. ОПР. Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

знаки и символы; звуковые, световые сигналы и радиоволны; магнитные и электрические поля; магнитные и электрические импульсы; био- или энергоинформационные поля знаки и символы; звуковые, световые сигналы и радиоволны; магнитные и электрические поля; магнитные и электрические импульсы; био- или энергоинформационные поля Формы сообщений:

Способы получения информации:

Понятие о фотореалистичных изображениях

Наиболее распространенные графические иллюзии: иллюзия стрелок Мюллер-Лиера (рис 1); иллюзия сходящихся и расходящихся линий (рис. 2); Рис. 1. а отрезок разделен на две равные части; б правая часть отрезка короче левой на 25% Рис.2 Иллюзия расходящихся линий: а горизонтальные части ломаных линий равны; б в обеих трапециях длины верхних оснований равны; в- нижний горизонтальный отрезок равен верхнему.

Понятие о фотореалистичных изображениях Наиболее распространенные графические иллюзии: иллюзия разной кривизны (рис. 3); иллюзия изменения размера объекта (рис. 4); иллюзия непараллельности параллельных линий (рис.5); Рис. 5. параллельные горизонтальные линии кажутся волнистыми рис. 3 рис. 4

Понятие о фотореалистичных изображениях Наиболее распространенные графические иллюзии: иллюзия стрелок Мюллер-Лиера (рис 1.а); иллюзия сходящихся и расходящихся линий (рис 1.б); Рис. 1. а отрезок разделен на две равные части; б правая часть отрезка короче левой на 25% Иллюзия расходящихся линий: а горизонтальные части ломаных линий равны; б в обеих трапециях длины верхних оснований равны; в- нижний горизонтальный отрезок равен верхнему. Рис. 2

В философском аспекте информация делится на мировоззренческую, эстетическую, религиозную, научную, бытовую, техническую, экономическую, технологическую. ИНФОРМАЦИЯ бывает: по отношению к источнику или приемнику по отношению к конечному результату по ее изменчивости по стадии ее использования по ее полноте по доступу к ней входная, выходная, внутренняя исходная, промежуточная, результирующая постоянная, переменная, смешанная первичная и вторичная избыточная, достаточная и недостаточная открытая и закрытая

Основные свойства информации: полнота; актуальность; адекватность; понятность; достоверность; устойчивость; ценность и др. полнота; актуальность; адекватность; понятность; достоверность; устойчивость; ценность и др.

Данные – составная часть информации (сигналы) ОПЕРАЦИИ С ДАННЫМИ Сбор- накопление для обеспечения принятия решений Архивация- организация хранения Формализация- приведение к одной форме Фильтрация- отсеивание для повышения достоверности, адекватности Сортировка- упорядочивание по заданному признаку Преобразование- перевод из одной формы или структуры в другую Транспортировка- прием и передача Защита – комплекс мер для предотвращение утраты, воспроизведения, модификации

2. Концептуальная модель взаимодействия человека с системой Структурная схема человеко-машинного взаимодействия рецепторы Устройства индикации ЦНС Устройство обработки Устройство ввода эффекторы ЦНС эффекторы рецептор ы Устройство ввода Устройства индикации Устройство обработки - - зрительные, -звуковые, -тактильные, -обонятельные, -вестибулярные Образно- концептуальная модель Динамическая информационная модель - визуальные (зрительные) -звуковые, - тактильные

Общие понятия, определения. Опр. Взаимодействие - обмен действиями между системой и оператором и взаимная реакциями на эти действия. Опр. Система "человек-машина" (Man-machine system) – система, в которой человек-оператор или группа операторов взаимодействует с техническим устройством в процессе производства материальных ценностей, управления, обработки информации. Опр. Человеко-машинный интерфейс обеспечивает связь между оператором(пользователем ) и системой(компьютером), позволяет достигать поставленную цель, успешно решать поставленную задачу.

Опр. Динамическая информационная модель (ИМ) – объективный образ реального мира, полученный в соответствии с определенными правилами, множество сигналов от машины, несущих информацию оператору. Опр. Образно-концептуальная модель (ОКМ) – совокупность представлений оператора о реальном и прогнозируемом состоянии объекта деятельности, о целях и способах реализации своей деятельности. Постоянные компоненты ОКМ включают: общее представление оператора о времени и пространстве, о стратегических целях деятельности, систему ценностей и оценок, представление о стандартных способах реагирования на изменения ситуации. Переменные компоненты ОКМ : являются результатом анализа потока информации о машине, передаваемого информационной моделью, выявленные изменения приводят к модификации концептуальной модели, оцениваются и актуализируют соответствующие способы реагирования.

Задачи ближайшие Задачи в настоящем Задачи перспективные разделение времени компьютера между пользователями; электронный ввод/вывод символьной и графической информации; интерактивные системы реального времени для обработки информации и программирования; крупномасштабные системы хранения и поиска информации. координация объединения разработчиков для проектирования и программирования больших систем; способность ЭВМ распознавать речь оператора; способность ЭВМ распознавать рукописные тексты; возможность использования светового пера, в качестве устройства ввода координат и указки (световое перо – светочувствительное устройство, позволяющее выбрать точку экрана дисплея, указывая на нее). понимание ЭВМ естественного языка; способность ЭВМ распознавать речь произвольного пользователя. способность ЭВМ распознавать образы. способность ЭВМ распознавать текст. способность ЭВМ распознавать жесты, эмоции и т.д. отслеживание движений человека, идентификация личности, естественно-интуитивное взаимодействие через понятные способы и интерфейсы.

Разновидности моделей взаимодействия Рис.1 Простейша я модель ЧМВ Рис.2 Модель многовариантного ЧМВ Рис. 3 Модель интеллектуального ЧМВ

Интеллект (от лат. intellectus понимание) способность к адаптации и обучению на основе опыта, к пониманию и использованию своих знаний для управления окружающей средой. ощущения, восприятие, память, представление, мышление, сознание, воображение. обучаемость, логическое мышление, анализ информации и её систематизация, определение применимости информации (классифицирование), поиск и нахождение связности информации, выявление закономерностей и отличия, сравнение Познавательные способности человека (когнетика): Принятие решения орудийная деятельность, способность к прогнозированию, многоуровневую (6 слоев нейронов) иерархию системного отбора ценной информации

Искусственный интеллект область информатики, занимающаяся изучением и созданием методов, наделяющих современные технологии (программные и технические средства) интеллектуальными способностями, частично присущими человеку. Может ли машина мыслить? Кибернетика - исследование и моделирование информационных процессов, связанных с поведением, восприятием и мышлением. -проводились неправомочные прямые параллели между мозгом и вычислительной машиной Бионика- перенос в технику "изобретений" природы. -использование в вычислительной технике знаний из области нейрофизиологии мозга (такая информация ВТ не требуется, т.к. мозг и ВТ имеют разные принципы работы)

Первый этап ( е гг.) характеризуется широким общественным резонансом исследований и завышенными ожиданиями. -становления исследовательских программ искусственного интеллекта, -формирования круга задач, относящихся к данному научному направлению (игры, доказательство теорем, распознавание образов, понимание естественного языка, машинный перевод, планирование эксперимента, робототехника), -создания методов и инструментов решения этих задач (язык Лисп, персептрон и т.д.)

Второй этап ( е гг.) -приобретение искусственным интеллектом статуса классической научно-технической дисциплины, -проведение первых международных конференций, -начало издания журналов, -чтение соответствующих курсов. -разработка теории нечеткой логики, -создание модели представления знаний, генетических алгоритмов и т.д.).

Третий этап ( е гг.) -практическое использование разработок искусственного интеллекта в финансах, экономике, компьютерной и бытовой технике, менеджменте, управлении (экспертные системы, программы интеллектуального анализа данных, нейро- и биокомпьютеры). -изучение и моделирование рациональных структур в связи с эмоциями, верованиями, чувствами, практическими навыками и неаналитическими методами обработки образной информации. Сближение современных моделей искусственного интеллекта с их естественным человеческим прототипом.

Направления развития ИИ создание систем ИИ близкими к возможностям человека; создание искусственного разума, интеграция ранее созданных систем ИИ в единую систему, способную решать проблемы человечества.

Задачи ИИ. понимание машиной естественного языка (вопрос-ответ), доступ к базам данных на естественном языке, перевод с одного языка на другой, распознавание образов, анализ изображений 3-мерных сцен, логистические системы представления знаний и логический вывод, эвристическое программирование, доказательство теорем, принятие решений, игры, базы данных, базы знаний, роботы, экспертные системы.

ВОПРОСЫ: