Detail předmětu
Základy umělé inteligence
FIT-IZUAk. rok: 2018/2019
Řešení úloh: Prohledávání stavového prostoru (metody BFS, DFS, DLS, IDS, BS, UCS, Backtracking, Forward checking, Min-conflict, BestFS, GS, A*, Hill Climbing, Simulated Annealing). Rozklad úloh na dílčí úlohy (AND/OR grafy). Řešení optimalizačních úloh algoritmy inspirovanými přírodou (GA, ACO a PSO). Základní metody hraní her (algoritmy Mini-Max a Alfa-Beta). Logika a umělá inteligence (rezoluční metoda a její využití při řešení úloh a plánování). Jazyk PROLOG a implementace základních prohledávacích algoritmů v tomto jazyce. Principy strojového učení. Klasifikace a rozpoznávání. Základy expertních systémů. Základy počítačového vidění. Základní principy práce s přirozeným jazykem. Úvod do agentních systémů.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- Studenti se naučí odborné terminologii z oblasti umělé inteligence, a to jak v českém, tak i anglickém jazyce.
- Studenti se naučí číst a částečně i tvořit programy v jazyku PROLOG.
- Studenti se seznámí s metodami řešení úloh založenými na prohledávání stavového prostoru a na rozkladu úloh na dílčí úlohy.
- Studenti se seznámí se základními metodami řešení her.
- Studenti se naučí řešit optimalizační problémy.
- Studenti se seznámí se základy výrokové a predikátové logiky a jejich aplikacemi.
- Studenti se naučí aplikovat základní metody strojového učení, klasifikace a rozpoznávání.
- Studenti se seznámí se základními principy expertních systémů, počítačového vidění a zpracování přirozeného jazyka.
- Studenti se seznámí se základy multiagentních systémů.
Prerekvizity
- Znalost základů programování.
- Středoškolské znalosti z matematiky.
Doporučená nebo povinná literatura
- Russel,S., Norvig,P.: Artificial Intelligence, Prentice-Hall, Inc., 1995, ISBN 0-13-360124-2, second edition 2003, ISBN 0-13-080302-2, third edition 2010, ISBN 0-13-604259-7
- Russel,S., Norvig,P.: Artificial Intelligence, Prentice-Hall, Inc., 1995, ISBN 0-13-360124-2, second edition 2003, ISBN 0-13-080302-2, third edition 2010, ISBN 0-13-604259-7
- Luger,G.F.: Artificial Intelligence - Structures and strategies for Complex Problem Solving, 6th Edition,
Pearson Education, Inc., 2009, ISBN-13: 978-0-321-54589-3, ISBN-10: 0-321-54589-3
Způsob a kritéria hodnocení
- Půlsemestrální písemný test - 20 bodů.
- Programy v počítačových cvičeních - 20 bodů.
- Závěrečná písemná zkouška - 60 bodů; Pro získání bodů ze závěrečné písemné zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 25 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.
Podmínky zápočtu:
Nejméně 15 bodů získaných v průběhu semestru (půlsemestrální test + úkoly v počítačových cvičeních).
Jazyk výuky
čeština, angličtina
Osnovy výuky
- Osnova přednášek:
- Úvod, definice umělé inteligence (UI), typy UI úloh, metody řešení těchto úloh.
- Metody řešení prohledáváním stavového prostoru.
- Metody řešení rozkladem na podproblémy (AND/OR grafy).
- Metody řešení optimalizačních úloh algoritmy inspirovanými přírodou - stručný úvod do genetických algoritmů, ACO (Ant Colony Optimization) a PSO (Particle Swarm Optimization).
- Metody hraní her (minimax, alfabeta, hry s nejistotou).
- Logika a UIN, resoluční metoda a její využití při řešení úloh. Systém STRIPS.
- Implementace základních prohledávacích algoritmů v jazyku PROLOG.
- Implementace základních prohledávacích algoritmů v jazyku LISP.
- Strojové učení.
- Základy obecné teorie rozpoznávání. Klasické klasifikátory, perceptron.
- Expertní systémy.
- Principy počítačového vidění.
- Principy zpracování přirozeného jazyka.
- Řešení úloh - jednoduché programy.
- Řešení úloh - hraní her.
- Jazyk PROLOG - seznámení s jazykem.
- Jazyk PROLOG - jednoduché individuální programy.
- Jazyk LISP - seznámení s jazykem.
- Jazyk LISP - jednoduché individuální programy.
- Jednoduché programy pro rozpoznávání obrazů.
Osnova počítačových cvičení:
Cíl
Seznámit studenty se základy umělé inteligence, především s přístupy k řešení problémů, s principy strojového učení a s problematikou obecné teorie rozpoznávání. Studenti získají i základní informace o expertních systémech, počítačovém vidění a zpracování přirozeného jazyka.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zameškanou výuku (cvičení) a zkoušky lze nahrazovat pouze výjimečně, a
to po posouzení řádně doložených důvodů zameškání garantem předmětu.
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Úvod, definice umělé inteligence (UI), typy UI úloh, metody řešení těchto úloh.
- Metody řešení úloh prohledáváním stavového prostoru.
- Metody řešení úloh rozkladem na dílčí úlohy.
- Metody řešení optimalizačních úloh algoritmy inspirovanými přírodou.
- Základní metody hraní her.
- Logika a UI, resoluční metoda a její využití při řešení úloh a plánování.
- Jazyk PR0LOG a jeho použití v UI.
- Strojové učení.
- Klasifikace a rozpoznávání.
- Principy expertních systémů.
- Principy počítačového vidění.
- Principy zpracování přirozeného jazyka.
- Úvod do agentních systémů.
Cvičení na počítači
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Řešení úloh prohledáváním stavového prostoru.
- Řešení úloh s omezujícími podmínkami.
- Řešení úloh - hraní her.
- Predikátová logika - rezoluční metoda.
- Jazyk PROLOG - seznámení s jazykem.
- Jazyk PROLOG - individuální programy.
- Jednoduché programy pro rozpoznávání obrazů.