Michal Stanek-systemy Hybrydowe Prezentacja

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Systemy Hybrydowe Wprowadzenie

Michał Stanek Instytut Informatyki Stosowanej Wydział Informatyki i Zarzadzania ˛ Politechnika Wrocławska

21 stycznia 2005

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Plan prezentacji

1

Wstep ˛ Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

2

Systemy hybrydowe Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Plan seminarium

1

Wstep ˛ Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

2

Systemy hybrydowe Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji

Rysunek: Kroki milowe rozwoju Sztucznej Inteligencji

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Plan seminarium

1

Wstep ˛ Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

2

Systemy hybrydowe Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Systemy Ekspertowe

´ Przykłady zastosowan: Diagnozowanie Przewidywanie Interpretacja Planowanie Kontrola

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Sieci neuronowe uczone z nauczycielem

´ Przykłady zastosowan: Rozpoznawanie obiektów Kompresja danych Analiza serii danych i przewidywanie Detekcja anormalnych stanów pracy systemu

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Sieci samoorganizujace ˛

´ Przykłady zastosowan: Analiza danych klasteryzacja danych Reprezentacja danych wizualizacja wielowymiarowych zbiorów danych

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Algorytmy genetyczne

´ Przykłady zastosowan: Harmonogramowanie Optymalizacja długo´sci drogi Projektowanie s´ cie˙zek układów logicznych Znajdowanie optymalnych warto´sci parametrów

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Systemy rozmyte

´ Przykłady zastosowan: Ocena ryzyka kredytowego Doradzanie w dziedzinie inwestycji Planowanie strategii Systemy sterowania np. robotyka

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Wnioskowanie oparte na przykładach - CBR

´ Przykłady zastosowan: Aplikacje medyczne Wykrywanie anomali pracy systemu

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Plan seminarium

1

Wstep ˛ Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

2

Systemy hybrydowe Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Ograniczenia

Ograniczenia poszczególnych rozwiaza ˛ n´ Sieci neuronowe - brak wyja´snien´ Sieci samoorganizujace ˛ - brak mo˙zliwo´sci rozwiazywania ˛ zadan´ Systemy ekspertowe - nie sa˛ wystarczajaco ˛ elastyczne Algorytmy genetyczne - czasami nie da sie˛ zastosowa´c Rozumowanie oparte na przykładach - czasami ich po prostu nie posiadamy Systemy rozmyte - sa˛ rozmyte

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Ograniczenia

Ograniczenia poszczególnych rozwiaza ˛ n´ Sieci neuronowe - brak wyja´snien´ Sieci samoorganizujace ˛ - brak mo˙zliwo´sci rozwiazywania ˛ zadan´ Systemy ekspertowe - nie sa˛ wystarczajaco ˛ elastyczne Algorytmy genetyczne - czasami nie da sie˛ zastosowa´c Rozumowanie oparte na przykładach - czasami ich po prostu nie posiadamy Systemy rozmyte - sa˛ rozmyte

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Ograniczenia

Ograniczenia poszczególnych rozwiaza ˛ n´ Sieci neuronowe - brak wyja´snien´ Sieci samoorganizujace ˛ - brak mo˙zliwo´sci rozwiazywania ˛ zadan´ Systemy ekspertowe - nie sa˛ wystarczajaco ˛ elastyczne Algorytmy genetyczne - czasami nie da sie˛ zastosowa´c Rozumowanie oparte na przykładach - czasami ich po prostu nie posiadamy Systemy rozmyte - sa˛ rozmyte

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Ograniczenia

Ograniczenia poszczególnych rozwiaza ˛ n´ Sieci neuronowe - brak wyja´snien´ Sieci samoorganizujace ˛ - brak mo˙zliwo´sci rozwiazywania ˛ zadan´ Systemy ekspertowe - nie sa˛ wystarczajaco ˛ elastyczne Algorytmy genetyczne - czasami nie da sie˛ zastosowa´c Rozumowanie oparte na przykładach - czasami ich po prostu nie posiadamy Systemy rozmyte - sa˛ rozmyte

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Ograniczenia

Ograniczenia poszczególnych rozwiaza ˛ n´ Sieci neuronowe - brak wyja´snien´ Sieci samoorganizujace ˛ - brak mo˙zliwo´sci rozwiazywania ˛ zadan´ Systemy ekspertowe - nie sa˛ wystarczajaco ˛ elastyczne Algorytmy genetyczne - czasami nie da sie˛ zastosowa´c Rozumowanie oparte na przykładach - czasami ich po prostu nie posiadamy Systemy rozmyte - sa˛ rozmyte

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Ograniczenia

Ograniczenia poszczególnych rozwiaza ˛ n´ Sieci neuronowe - brak wyja´snien´ Sieci samoorganizujace ˛ - brak mo˙zliwo´sci rozwiazywania ˛ zadan´ Systemy ekspertowe - nie sa˛ wystarczajaco ˛ elastyczne Algorytmy genetyczne - czasami nie da sie˛ zastosowa´c Rozumowanie oparte na przykładach - czasami ich po prostu nie posiadamy Systemy rozmyte - sa˛ rozmyte

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

Ograniczenia oraz wła´sciwo´sci ró˙znych rozwiaza ˛ n´

Rysunek: Wła´sciwo´sci ró˙znych rozwiaza ˛ n´

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Plan seminarium

1

Wstep ˛ Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

2

Systemy hybrydowe Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Problem posiadanej wiedzy Pytanie O której godzinie bedzie ˛ wy´swietlany film? 1

Film rozpocznie sie˛ o 8:15. [Dokładna]

2

Film rozpocznie sie˛ miedzy ˛ 8:00 a 9:00. [Nieprecyzyjna]

3

Sadz˛ ˛ e, z˙ e film rozpocznie sie˛ o 8:00, ale nie jestem pewien. [Niepewna]

4

Film rozpocznie sie˛ około 8:00. [Przybli˙zona]

5

Mo˙zliwe, z˙ e film rozpocznie sie˛ o 8:00. [Mo˙zliwa]

6

Prawdopodobnie film rozpocznie sie˛ o 8:00 (90 %). [Prawdopodobna]

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Problem posiadanej wiedzy Pytanie O której godzinie bedzie ˛ wy´swietlany film? 1

Film rozpocznie sie˛ o 8:15. [Dokładna]

2

Film rozpocznie sie˛ miedzy ˛ 8:00 a 9:00. [Nieprecyzyjna]

3

Sadz˛ ˛ e, z˙ e film rozpocznie sie˛ o 8:00, ale nie jestem pewien. [Niepewna]

4

Film rozpocznie sie˛ około 8:00. [Przybli˙zona]

5

Mo˙zliwe, z˙ e film rozpocznie sie˛ o 8:00. [Mo˙zliwa]

6

Prawdopodobnie film rozpocznie sie˛ o 8:00 (90 %). [Prawdopodobna]

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Problem posiadanej wiedzy Pytanie O której godzinie bedzie ˛ wy´swietlany film? 1

Marek mówi, z˙ e film rozpocznie sie˛ o 8:00, ale Kasia mówi z˙ e o 9:00. [Niespójna]

2

Nie wiem dokładnie o której rozpocznie sie˛ film, ale zazwyczaj zaczyna sie˛ o 9:00. [Niekompletna]

3

Naprawde nie wiem o której zaczyna sie˛ film. [Nieznana]

4

Jestem pewien, z˙ e film nie zaczyna sie˛ z rana. [Negacja]

5

Film zaczyna sie˛ 2 godziny, po poprzedniej sesji. [Wzgledna] ˛

6

W nastepnym ˛ miesiacu. ˛ [Temporalna] Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Ograniczenia oraz wła´sciwo´sci ró˙znych rozwiaza ˛ n´

Rysunek: Z czego mo˙ze składa´c sie˛ system hybrydowy

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Plan seminarium

1

Wstep ˛ Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

2

Systemy hybrydowe Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Modele budowy systemów hybrydowych

Systemy niezale˙zne: badanie efektywno´sci 2 rozwiaza ˛ n´ zapewnienie równoległo´sci porównywanie wyników uzyskanych z 2 z´ ródeł

Systemy niezale˙zne

szybkie rozwiazania ˛ prototypowe

Systemy transformujace: ˛ transformowanie wyników jednego systemu do innego wstepne ˛ przygotowywanie danych Systemy transformujace ˛

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Modele budowy systemów hybrydowych 2 Systemy lu´zno zwiazane: ˛ komunikacja za pomoca˛ np. plików przesyłanie danych w obu kierunkach stosunkowo łatwe do zaimplementowania mo˙zliwo´sc´ wykorzystania gotowych systemów

Systemy lu´zno powiazane ˛

poprzez lu´zny model komunikacji jej koszt (np. czasowy) jest du˙zy

Systemy zintegrowane: przesyłanie informacji bezpo´srednio w pamieci ˛ operacyjnej idea tablicy - jako s´ rodka wymiany danych mały koszt zwiazany ˛ z komunikacja˛ Systemy zintegrowane

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Modele budowy systemów hybrydowych 3

Systemy w pełni zintegrowane: dziela˛ wiedz˛e oraz struktury danych miedzy ˛ soba˛ mo˙zliwo´sc´ kontrolowania jednej metody przez druga˛ zwiekszone ˛ mo˙zliwo´sci rozwiazywania ˛ problemów brak zbednej ˛ redundancji elementów

Michał Stanek

Systemy w pełni zintegrowane

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Modele pracy w systemie hybrydowym

Rysunek: Modele pracy systemu hybrydowego

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Plan seminarium

1

Wstep ˛ Historia rozwoju Sztucznej Inteligencji Metody Sztucznej Inteligencji Ocena u˙zyteczno´sci dotychczasowych rozwiaza ˛ n´

2

Systemy hybrydowe Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Kierunki rozwoju systemów hybrydowych

Kierunki rozwoju systemów hybrydowych: Charon - jezyk ˛ komunikacji pomiedzy ˛ elementami systemu hybrydowego Systemy wieloagentowe - idea rozproszonej sztucznej inteligencji Dedykowane platformy sprz˛etowe rozwiazania ˛ sprzetowe zapewniajace ˛ wieksz ˛ a˛ wydajno´sc´ systemów (np. deep blue)

Michał Stanek

Koncepcja agenta z systemu wieloagentowego

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Czym jest system hybrydowy? Modele systemów hybrydowych Przyszło´sc´

Prace badawcze

Rysunek: Ilo´sc´ publikacji dla ró˙znych typów sytemów hybrydowych

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Wstep ˛ Systemy hybrydowe Podsumowanie

Podsumowanie

Ka˙zda metoda posiada pewne ograniczenia System hybrydowy łacz ˛ ac ˛ kilka rozwiaza ˛ n´ stara sie˛ wykorzysta´c najmocniejsze aspekty ka˙zdego z nich. Pierwsze wyobra˙zenia na temat latania

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Dodatek

Literatura

Literatura I Michał Białko Podstawowe własno´sci sieci neuronowych i hybrydowych systemów eksperowych. ´ Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalinskiej, 2000 Hybrid Intelligent Systems Fernando Osorio Hybrid Systems. P.R.I.S - N.U.S. Singapore, April 2001 Athanosios Tsakonas, George Dounias Hybrid Computational Intelligence Shemes in Complex Domains: An extended review Michał Stanek

Systemy Hybrydowe

Dodatek

Literatura

Literatura II

Rajeev Alur, Radu Grosu, Yerang Hur, Vijay Kumar, and Insup Lee Modular Specification of Hybrid Systems in Charon URL: http://www.cis.upenn.edu/ alur,grosu,yehur,kumar,lee László Monostori, József Hornyák, Csaba Egresits, Zsolt János Viharos SOFT COMPUTING AND HYBRID AI APPROACHES TO INTELLIGENT MANUFACTURING ieaaie, 1998

Michał Stanek

Systemy Hybrydowe