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Künstliche Intelligenz

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Künstliche Intelligenz


Künstliche Intelligenz (KI, engl. artificial intelligence, AI) ist ein Teilgebiet der Informatik, das sich mit der Automatisierung intelligenten Verhaltens befasst. Der Begriff ist insofern schwierig, als es keine genaue Definition von Intelligenz gibt. Trotzdem findet er in der Forschung und Entwicklung Anwendung. Wer sich für die Geschichte interessiert findet hier weiter Informationen.

Suchen

ArtificialFictionBrain.jpg

Die KI beschäftigt sich häufig mit Problemen, bei denen nach bestimmten Lösungen gesucht wird. Verschiedene Suchalgorithmen werden dabei eingesetzt. Ein Paradebeispiel für die Suche ist der Vorgang der Wegfindung, der in vielen Computerspielen eine zentrale Rolle einnimmt und auf Suchalgorithmen wie zum Beispiel dem A*-Algorithmus basiert.

Planung

Neben dem Suchen von Lösungen stellt das Planen einen wichtigen Aspekt der KI dar. Der Vorgang des Planens unterteilt sich dabei in 2 Phasen:

1. Die Zielformulierung: Ausgehend vom momentanen Weltzustand wird ein Ziel definiert. Ein Ziel ist hierbei eine Menge von Weltzuständen bei der ein bestimmtes Zielprädikat erfüllt ist.

2. Die Problemformulierung: Nachdem bekannt ist, welche Ziele angestrebt werden sollen, wird in der Problemformulierung festgelegt welche Aktionen und Weltzustände betrachtet werden sollen. Es existieren hierbei verschiedene Problemtypen.

Planungssysteme planen und erstellen aus solchen Problembeschreibungen Aktionsfolgen, die Agentensysteme ausführen können, um ihre Ziele zu erreichen.


Optimierungsmethoden Oft führen Aufgabenstellungen der KI zu Optimierungsproblemen. Diese werden je nach Struktur entweder mit Suchalgorithmen aus der Informatik oder, zunehmend, mit Mitteln der Mathematischen Programmierung gelöst. Bekannte heuristische Suchverfahren aus dem Kontext der KI sind Evolutionäre Algorithmen.

Anwendungen

In der Vergangenheit sind Erkenntnisse der künstlichen Intelligenz mit der Zeit oft in die anderen Gebiete der Informatik übergegangen: Sobald ein Problem gut genug verstanden wurde, hat sich die KI neuen Aufgabenstellungen zugewandt. Zum Beispiel wurden der Compilerbau oder Computeralgebra ursprünglich der künstlichen Intelligenz zugerechnet.

Zahlreiche Anwendungen wurden auf der Grundlage von Techniken entwickelt, die einst Forschungsgebiete der KI waren oder es noch sind. Einige Beispiele:

  • Suchmaschinen erleichtern den Umgang mit der im Internet vorhandenen Informationsflut.
  • Bei der Exploration von Ölquellen, der Steuerung von Marsrobotern oder der medizinischen Diagnose werden Expertensysteme eingesetzt.
  • Maschinelle Übersetzung ist weit verbreitet. Ihre Ergebnisse sind noch nicht vergleichbar mit denen menschlicher Übersetzer, sparen jedoch viel Zeit und Geld.
  • Maschinelle Textzusammenfassung bietet einige vielversprechende Erfolgsaussichten.
  • Analyse und Prognose von Aktienkursentwicklungen wird gelegentlich durch künstliche neuronale Netze unterstützt.
  • Optische Zeichenerkennung liest gedruckte Texte zuverlässig.
  • Handschrifterkennung wird millionenfach in PDAs verwendet.
  • Spracherkennung ermöglicht das Diktieren eines Textes.
  • Computeralgebrasysteme, wie Mathematica oder Maple, unterstützen Mathematiker, Wissenschaftler und Ingenieure bei ihrer Arbeit.
  • Computer-Vision-Systeme überwachen öffentliche Plätze, Produktionsprozesse oder sichern den Straßenverkehr.
  • In Computerspielen dienen die Algorithmen, die in der KI entwickelt wurden dazu, computergesteuerte Mitspieler intelligent handeln zu lassen. Beispiele solcher Anwendungen sind Deep Blue, ein Schachcomputer, der 1997 den Weltmeister Garri Kasparow besiegte, und das Programm Chinook, das seit 1994 Dame-Weltmeister ist.
  • Bei Gruppensimulationen für Sicherheitsplanung oder Computeranimation wird ein möglichst realistisches Verhalten von (Menschen-)Massen berechnet.
  • Ein wissensbasiertes System bzw. spezieller ein Expertensystem stellt Lösungen bei komplexen Fragestellungen zur Verfügung.



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