Yapay Zeka

Report
Yapay Zeka
DR.KORHAN KAYIŞLI
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Sezgisellik: İnsan, farkında olmadan sezgisel yaklaşımlarla
içiçe yaşamaktadır.
 Kısıtlı zaman içerisinde karar vermeler,
 karmaşık olaylarda seçimin yapılması,
 Yargılar,
 Bireyler arasında olan ilişkiler,
 Düşüncelerin değişmesi vs.
 İncelenirse deyimler ve atasözlerinin çoğu bu yaklaşıma,
karar vermek için bir benzerliğin bulunmasına ve onun
değerlendirilemesine dayanmaktadır.
 Örnek: Bana dostunu söyle sana kim olduğunu söyleyeyim.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Sezgisellik, gerçeğin deneye veya akla vurmadan,
doğrudan doğruya kavranmasıdır.
 Bulgusallık ise, öğretilmek istenen şeyi, öğrencilerin
kendilerinin bulmasını sağlayan öğretim yöntemidir.
 Yapay zekada kullanılan sezgisellik kelimesi daha farklı
biçimde ele alınarak algoritma anlamına karşılık
gelmektedir. Algoritma kelimesinin kökeni Horazmi
(825)’ e dayanmaktadır.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Algoritma, mekanik davranan kişiye veya bir
makineye, bir takım verilerden yola çıkarak ve sonlu
sayıda aşamalardan geçerek, belli bir problemi çözme
imkanı veren, çok kesin komutlar bütününden
oluşmaktadır. Bir algoritmanın çalışmasındaki mutlak
zorunluluk, her türlü belirsizlikten arınmış olmasıdır.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Yapay zekada problemlerin çözümünde genellikle
sezgisel yöntemler kullanılmaktadır. Gerçekten de bir
problem için geçersiz olan sezgisel yaklaşım, diğerinde
başarılı sonuçlar verebilir. Sezgisel yaklaşım,
algoritmik yöntemlerden farklı olarak hedefe
ulaşmanın kesin yolunu göstermemektedir.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME




Problemler genel olarak iki büyük sınıfa ayrılmaktadırlar:
İyi biçimlendirilmiş problemler,
Kötü biçimlendirilmiş problemler.
Çözümün
doğruluğunun
algoritmik
yaklaşımla
gösterilebileceği problemler düşünülmektedir. Bu cinsten
sezgisel problemlere örnek olarak teorem ispatları
gösterilebilir. İyi biçimlendirilmiş problemlerde genellikle
algoritmik bir yaklaşım bulunmaktadır.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Günlük yaşamdaki problemlerin çoğu kötü
biçimlendirilmiştir. İnsanlar belirli eylemler serisini en
iyi sonucun bulunması garantisini veremeden
yapmaktadır. Örneğin, satrançta bir hamlenin
seçilmesi sayısal etmenlere dayanmasına rağmen kötü
biçimlendirilmiş problemler cinsindendir.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 İyi biçimlendirilmiş problemlerin bilgisayarlarda algoritmik
yaklaşımla çözülmesinde zaman ve bellek sınırlaması söz
konusudur. Fagenbaum ve Fieldman tarafından
sezgiselliğin tanımları aşağıdaki gibi yapılmıştır.
 Sezgisellik (sezgisel kurallar, sezgisel yöntem) problemin
durum uzayı çok büyük olduğunda çözümün aranmasını
kesin biçimde sınırlayan herhangi kural, strateji, hile,
sadeleştirme ve diğer etmenler kullanımıdır.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Sezgisellik, problem karmaşıklık içerdiğinde, çözüm için
yolun bulunmasındaki yardımcı anahtardır. İyi seçilmiş
anahtarla tek bir kapıyı açıp amaca ulaşmak mümkün
olduğu gibi, kötü seçilmiş anahtarlarla bu yolu zora sokmak
da mümkündür.
 Yuri Gagarin, 1961’ de uzaya giden ilk insan olduktan sonra
İngiltere Kraliçesi Elizabeth II tarafından kabul edilmiştir.
Yemek sırasında masaya 5 çatal, 5 kaşık ve 5 bıçak
getirilmiştir. Bir köylü çocuğu olan kozmonot rastgele aldığı
çatal ve bıçaklarla yemeye başlamış ve sonunda ilginç
durumla karşılaşmıştır. Yemek sonunda çay için kaşıklardan
en büyüğü kalmıştır.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Mönü önceden bilinseydi, olay algoritmik özellik
taşıyacaktı. Öte yandan yemek süresinin sınırlı olması
deneme yapmaya imkan vermemektedir. Fakat tekrar
benzeri durumla karşılaşıldığında tecrübeye göre en
iyi yaklaşım yapılmaktadır. Yine de kötü bir tahmin rol
oynayabilir. Dolayısıyla burada aşağıdaki kural söz
konusudur:
 Yeni koşullarda eski benzeri durumlardaki iyi sonuçları
veren yöntemleri kullan.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Birçok problem aşağıdaki yaklaşımla çözülebilmektedir.
 1. Mümkün olabilecek durumlar içerisinde herhangi birisinin
ele alınması.
 2. Ele alınmış duruma mümkün gidişler uygulayarak
durumun değiştirilmesi.
 3. Durumun değerlendirilmesi.
 4. Gereksiz durumların atılması.
 5. Eğer sonuca ulaşılmışsa çözümün tamamlanması, aksi
halde yeni değer ele alınarak işlemlerin tekrarlanması.
 Algoritmik yaklaşımda 1-3-5. adımlar kulllanılmamaktadır.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 NP Problemler
 Problemin çözümüne yönelik bir algoritma araştırılmadan önce, bu
problemin sonlu sayıda aşamada çözülüp çözülemeyeceğini bilmek gerekir.
Birçok matematikçinin yaptığı çalışmalar ışığında, algoritmik modeller
oluşturulmuştur.
 Algoritmalar teorisine göre evrensel algoritmik modellerin 3 türü ele
alınmaktadır.
 Birinci tür, algoritma kavramını klasik olan hesaplama ve sayısal fonksiyonlar
gibi matematiksel kavramlarla ilişkilendirmektedir.
 İkinci tür, algoritmanın her ayrık zamanda çok basit işlemleri yapan bir
deterministik makine ile bağdaştırılmasıdır. Bu modeller, yapısal olarak
bilgisayarlara en yakın olanlardır. En basit örneği, Turing makineleridir.
 Üçüncü tür, herhangi alfabede sözcüklerin değiştirilmesine dayalı kelime
işlemcileridir.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Problemin algoritmik çözümlerinin sınıflandırılması,
bunların yürütülmesi için gerekli işlemlerin sayısı temel
alınarak gerçekleştirilebilir; bu ölçüye, algoritmik
karmaşıklık adı verilir.
 Bir
algoritmanın
hesaplama
karmaşıklığının
değerlendirilmesi onun ne kadar hızlı çalışacağı ve
bilgisayarın belleğinde ne kadar yer kullanacağına
ilişkin bilgiler vermektedir.
 Bir algoritmanın hesaplama karmaşıklığı iki açıdan
incelenmedir.
 Hesaplamayı yapmak için gerekli zamanı ölçen
zamansal karmaşıklık değerlendirilmesi
 Hesaplama için gerekli bellek sığasının ölçümü
 Bazen zaman karmaşıklığı yalnızca karmaşıklık olarak
ta isimlendirilebilmektedir.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Eğer bir algoritmanın n uzunluklu giriş verisi üzerinde, basit ikili
işlemlerle ifade edilen çalışma zamanı üstten herhangi bir P(n)
polinomu ile sınırlı ise bunlara polinomial zamanlı algoritmalar
adı verilir. Bu algoritmalarla çözülebilen problemler P sınıfı olarak
adlandırılmaktadır. Bu problemler iyi biçimlendirilmiş problem
türlerindendir.
 Polinomial algoritmaları gerçekleştiren sanal modellere bir örnek
deterministik Turing makineleridir. Bu makineler yalnız verilmiş
basit işlemleri gerçekleştirmektedir. Toplama, çıkarma, and, if,
write vs.
 NOT: determinizm; her olayın maddi veya manevi birtakım
nedenlerin zorunlu sonucu olduğunu kabul eden felsefi görüştür.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Her adımda makine durumla ilgili tek bir işlemi
gerçekleştirebilmektedir. Deterministik Turing makineleri
şeklinde adlandırılan bu otomatlar, yeni duruma geçerek
işlemleri tekrar yapmaktadır (otomat; Canlı bir varlığın
yapabileceği bazı işleri yapan mekanik, elektrikli veya
yazılımsal araç).
 Polinomial zaman içerisinde deterministik olmayan
makinelerde çözülebilen her algoritma deterministik
olmayan polinomial algoritma olarak ele alınır ve bu
problemler NP (non-polinomial) sınıfını oluşturur.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Graflar
 Yapay zeka ile ilgili birçok problemde durum uzayının veya
çözüm
ağacının
gösterilmesinde
graf
yapıları
kullanılmaktadır. Graf, bir noktalar kümesi ile (düğümler)
bu noktalar arasındaki ilişkileri ifade eden kenarlar
yardımıyla tanımlanan bir yapıdır. Her kenar iki düğümü
birleştirmektedir. Grafın her kenarının bir başlangıcı ve bir
sonu varsa, bu graf yönlü olarak tanımlanır. Aksi halde
yönsüz olarak kabul edilir. Yönsüz graflarda kenarlar bağ
olarak adlandırılır.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Birbiriyle kenarla ilişkili olan düğümlere komşu
düğümler denir. Kapalı yola döngü denilir. Döngü
içermeyen
bağlantılı
graflar
ağaç
olarak
adlandırılmaktadır.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Problem çözümleme
 Şifreli hesaplama sonucunu bulmayı hedefleyen
Newell ve Simon 1972 yılında aşağıdaki problemi
çözmeye çalışmışlardır. Bu probleme göre farklı her
harfe eşit olmayan bir sayı karşı gelmektedir.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Tavşanlar problemi
 Her tavşan çiftinin her ay sonunda 1 çift yavru verdiği
düşünülürse, her yeni çift ise ilk birinci aydan sonra
yavrulayabildiği de söz konusu olduğunda önceden
verilmiş zaman içerisinde hiçbir tavşanında ölmediği
varsayılarak, 1 yıl 5 ay sonra kaç tavşan elde edildiğini
tespit ediniz.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME





9 nokta problemi
❶❷❸
❹❺❻
❼❽❾
Kalemi kaldırmadan dört doğru parçası ile bu
noktaların birleştirilmesi nasıl gerçekleştirilir?
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Küp problemi M(10,10,10), N(25,0,10)
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME




8taş problemi
❷❸❻
❶❼❺
❹❽
❶❷❸
❹❺❻
❼❽
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Turistler ve Yamyamlar Problemi
 Nehrin solunda olan üç turist ve üç yamyamın, yalnız
iki kişi alabilecek bir tekneyle sağ kıyıya geçmeleri
gerekmektedir. Şart, hangi kıyıda olursa olsun, turist
sayısının yamyam sayısından az olmamasıdır. Aksi
durumda
turistler
yamyamlar
tarafından
yenilmektedir. Toplam sayılarını kaybetmeden
turistlerin ve yamyamların diğer kıyıya taşınması
istenilmektedir.
SEZGİSEL PROBLEM ÇÖZÜMLEME
 Kurt-kuzu-lahana problemi
 Bir çiftçi, nehrin sağ kıyısındaki kurt, kuzu ve lahanayı,
yalnız iki nesne alabilecek bir tekneyle sol kıyıya
geçirmek istiyor. Çiftçi yanlarında olduğu müddetçe
kurt kuzuyu, kuzu da lahanayı yiyememektedir. Kuzu
ve lahana yitirilmeden bu tekneyle çiftçi kurt, kuzu ve
lahanayı diğer kıyıya nasıl taşıyabiliriz?

similar documents