Albert Long Hall, Boğazi 4-55 Nisan 2008

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Albert Long Hall, Boğazi 4-55 Nisan 2008"

Basak Ertegün
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Sıkca Karşılaştığım Sorular Robotumu Büyütüyorum Makineler düşünebilir ya da hissedebilir mi? Kendiliklerinden yeni beceriler edinebilirler mi? Vücut, beyin ve dış ortamın etkileşimi sorunlara yeni ve yaratıcı çözümler üretmede kullanılabilir mi? Prof. Dr. H. Levent Akın Boğ, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Yapay Zeka Laboratuvarı 1 2 Yapay Zekada Yaklaşımlar Doğrudan programlama Öğrenme Gözetmenli Pekiştirmeli Evrimsel uyum sağlama Doğrudan Programlama Bir insan mühendis problemin çözümlemesini yapar, çözümü oluşturur, çözümü bir program olarak uygular. Zeka insandan kaynaklanır, robot yalnızca önceden programlanmış komutları uygular. Bu şekilde programlanmış robotlar genellikle mühendis tarafından öngörülmeyen yeni durumlarla karşılaşınca başarısız olur. 3 4 Gözetmenli öğrenme İnsan mühendis robotun bir takım algısal girdilere nasıl tepki vereceğinin belirlendiği bazı eğitim durumları yaratır. Robot eğitim verisindeki girdiler için doğru çıktıları üretmeyi öğrenir ve bu sırada daha önceden görülmeyen durumlarda da kullanılabilecek yararlı genelleştirmeler yapar. Bu sayede insan yerine robot problemi nasıl çözeceğine karar verir ve daha önceden karşılaşmadığı durumlarda da başarılı olabilir. Bu güne kadar bu şekilde üretilen robotlar ancak özel ve küçük çaplı görevleri öğrenebilmişler; çeşitli görevlerde uygulanabilecek genel amaçlı stratejileri öğrenememişlerdir. Pekiştirmeli öğrenme Bazı görevlerde belirli bir anda robotun belirli bir algıya karşı vermesi gereken tepki insan mühendis tarafından da bilinmeyebilir. Ancak sonuçta bu görevin başarılı olup olmadığı bilinebilir. Pekiştirmeli öğrenme anında ya da gecikmeli olarak robota ödül/ceza vererek onun belirli bir durumda hangi eylemi yapması gerektiğini kendisinin belirlemesini sağlar. Bu öğrenme şekli de çok sayıda deney gerektirmesi, bu deneylerin bazılarının robot/çevre için zararlı olması olasılığı, ödüle/cezaya bağımlılığı nedeniyle daha çok basit görevlerde başarılı olmaktadır. 5 6

Levent Akın Boğ, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Yapay Zeka Laboratuvarı 1 2 Yapay Zekada Yaklaşımlar Doğrudan programlama Öğrenme Gözetmenli Pekiştirmeli Evrimsel uyum sağlama Doğrudan Programlama

2 Evrimsel Uyum Sağlama Bir insan mühendis robotun başarısını ölçecek bir uygunluk fonksiyonu yaratır. Bir başlangıç robot denetleyicileri popülasyonu rastgele üretilir ve her biri bu uygunluk fonksiyonuna göre puanlandırılır. Yüksek puan alanların bir sonraki kuşakta biraz daha iyi denetleyiciler oluşturacak şekilde üremeleri sağlanır. Bu süreç kuşaklar boyunca sürdürülür ve sonuçta iyi robot denetleyicileri ortaya çıkar. Bu bir anlamda pekiştirmeli öğrenmeye benzese de bazı açılardan farklı bir yaklaşımdır.. Bu şekilde üretilen robotlar daha genel amaçlı stratejilere sahip olabilirler. Ancak gene de genel bir yöntem olmaya daha uzaktır. Bildiğini öğrenme Doğrudan programlamanın dışındaki yaklaşımlardaki ana fikir, var olan becerilerle başlayıp küçük adımlarla onların üstüne yenilerini ekleyerek ilerlemektir. Sorun: Bu yaklaşımlar başlangıç noktasından çok da uzağa gidemezler. 7 8 Çözüm: Gelişimsel Paradigma Gelişimsel Robotbilim Gelişimsel bir süreçte bir sistem kendisini neredeyse yeni bir şey bildiği durumlara koyup onu öğrenerek sürekli olarak bildiklerini ilerletebilir. Bu şekilde sürekli tekrarlanan bu süreç başlangıçtaki becerilerden çok farklı davranışlara sahip modeller ortaya çıkarabilir Robotbilim ile Psikoloji Arasında Yakınlaşma Mühendisler robotbilimin ilerlemesine ve daha özerk, daha uyumlu ve daha sosyal robot sistemlerinin yapılmasına yönelik yeni yöntemler arıyorlar. Bilişsel gelişim bu anlamda çok yararlı bir esin kaynağı olabilir. Robotlar gelişim konusundaki araştırmalar için araştırma aracı olarak kullanılabilir. Değişik Adlar Benzer Yaklaşımlar Developmental Robotics Epigenetics Robotics Autonomous Mental Development 11 12

Yüksek puan alanların bir sonraki kuşakta biraz daha iyi denetleyiciler oluşturacak şekilde üremeleri sağlanır. Bu süreç kuşaklar boyunca sürdürülür ve sonuçta iyi robot denetleyicileri ortaya çıkar.

3 Esin Kaynağı: Turing Instead of trying to produce a programme to simulate the adult mind, why not rather try to produce one which simulates the child's? If this were then subjected to an appropriate course of education one would obtain the adult brain. A.M. Turing, Mind, 59, , Ana Gözlem Karmaşık ve zeki bütün organizmalar erişkin biçim ve becerilerine ulaşana kadar bir gelişim sürecinden geçerler Diğer Yaklaşımlardan Olan Farklılıklar Bir robotun vücudu (algılayıcıları ve eyleyicileri) bir insan vücudundan çok farklıdır. Bu nedenle robotun ortamla etkileşimi sonucunda geliştirdiği kavramlar ve kategoriler insanınkinden çok farklı olabilir. İnsan mühendisin etkisi çok azalmıştır. Gelişimsel robotbilimde insan mühendis neyi nasıl öğreneceğine özerk olarak karar verebilen bir gelişimsel mimari yaratır. Gelişimsel Robotbilimin Yönleri Artımlı süreç : Önceki yapılar ve işlevler sonraki yapılar ve işlevleri oluşturmak için gereklidir. Kısıtların Önemi: Önceden konan kısıtlar gelişen organizmanın uyumluluğunu artırabilir. Kendi kendine düzenlenen süreç: Gelişim ve öğrenme sadece içsel mekanizmalar tarafından belirlenmez. Serbestlik dereceleri: Hareket uzayının kısıtlanması iyi koordine edilmiş ve hassas hareketlerin ortaya çıkması için yararlı olabilir. Kendini araştırma: Vücut dinamiğini kontrol etmeyi kendi kendine öğrenme Gelişimsel Robotbilimin Yönleri Kendiliğinden yapılan etkinlikler Kendiliğinden araştırıcı hareketler erken bebeklikte motor denetiminin önemli öncüleridir. Kestirimci Denetim: Kestirimci denetim insan bilişinin temelini oluşturan bir erken dönem becerisidir. Sınıflandırma, algı-motor koordinasyonu: Sınıflandırma ortamla algı-motor etkileşimi olarak kavramlaştırılabilecek temel bir yetenektir. Değer sistemleri: Değer sistemleri ortamın uygunluğu hakkında işaret verir ve öğrenmeyi kendinden gözetimli ve kendinden organize bir şekilde yönlendirir. Sosyal etkileşim: Erişkin ve yaşıtlarla etkileşim bilişsel gelişim için çok önemlidir. Ana Araştırma Konuları Sosyal Etkileşim Sosyal Olmayan Etkileşim Etmene Bağımlı Algı-motor denetimi Mekanizmalar ve Süreçler 17 18

Ana Gözlem Karmaşık ve zeki bütün organizmalar erişkin biçim ve becerilerine ulaşana kadar bir gelişim sürecinden geçerler.

4 Sosyal Etkileşim Sosyal etkileşimin anahtar rol oynadığı robot sistemleri. Robotlar ya bazı becerileri insanlar veya başka robotlarla etkileşerek öğrenirler ya da diğer robotlarla veya insanlarla iletişim kurmayı öğrenirler Dil öğrenme, Basit becerileri taklit ederek öğrenme sosyal kuralları edinme Sosyal Olmayan Etkileşim Başka robot ya da insanlarla etkileşim içermeyen ortamla ve algı ile motor süreçleri arasında sıkı bağlarla karakterize edilebilen sistemler Tutmayı öğrenmek, görerek işlemek, algısal sınıflandırma ve dolanım Etmen Bağımlı Algı-motor denetimi Bu kategori şu yaklaşımları içerir vücutsal becerilerin araştırılması, morfolojideki değişiklikler (görmedeki azalma/çoğalma, eyleyicilerin gücü) ve onların motor beceri edinmedeki etkileri belirli bir işlevsel amaçla ilgili olmayan kendinden gözetimli öğrenme. Yürümeyi ya da emeklemeyi öğrenme Kendini araştırma Mekanizmalar ve Süreçler Bu kategori bir sistemin uyumluluğunu arttırdığı düşünülen mekanizma ve süreçleri araştırır. Değer sistemleri, Ayna nöronlar nörotropik etkenler, Hebb öğrenmesi, mekanik serbestlik derecelerin tutulup serbest bırakılması, Erato Projesi: Yumuşak Vücutlu Robot Robotcub: 130 cm boyunda, 33 kg. Silikon yüzey(197 yüksek hassasiyetli dokunma algılayıcısı),esnek eklemler (51 pnömatik piston) FP6 Projesi Açık yazılım ve donanım platformu 23 24

öğrenme sosyal kuralları edinme Sosyal Olmayan Etkileşim Başka robot ya da insanlarla etkileşim içermeyen ortamla ve algı ile motor süreçleri arasında sıkı bağlarla karakterize edilebilen sistemler

5 Infanoid Bazı açık temel araştırma konuları Çekirdek Bilgi: Gelişebilmek için gerekli olan en az bilgi nedir? Çekirdek güdüler: Görevlerin seçimi arkasında nasıl bir güdü vardır, merak? Etkin öğrenme: Her şey öğretmenle öğretilemez, birey kendi kendisini eğitecek deneyimleri nasıl belirler, bunlardan nasıl öğrenir? Büyüme: Fiziksel gelişim, algılayıcı ve eyleyicilerdeki olgunlaşma bilişi nasıl etkiler? Sadece üst gövde 25 26

Etkin öğrenme: Her şey öğretmenle öğretilemez, birey kendi kendisini eğitecek deneyimleri nasıl belirler,

Benzer belgeler

GridAE: Yapay Evrim Uygulamaları için Grid Tabanlı bir Altyapı

GridAE: Yapay Evrim Uygulamaları için Grid Tabanlı bir Altyapı Erol Şahin Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Ankara, Türkiye 2. ULUSAL GRİD ÇALIŞTAYI, 1-2 Mart 2007, TÜBİTAK,