人工知能は私たちの生活にどうのように役立っているか？

黄 潤和 教授、博士

法政大学情報科学部

講義内容

• 自己紹介

• 情報科学と人工知能

• 人工知能についての説明– 人工知能とは何でしょう？

– 知的エージェント（ソフトウェアエージェント）とは何でしょう？

– 知能エージェントは私たちの生活に、どうのように役立っているか？

– 人口知能とロボットの関係

– 現在の様々なロボット

– 簡単な紹介： 二年生の授業「人工知能」

自己紹介

１９８２に 大学を卒業しました。１９８２～ 大学で先生として勤め始めました。１９８８～１９９３イギリスに留学１９９３に イギリスで博士号を取得しました。１９９３～ 日本に来ました。１９９３～１９９９ 会津大学２０００～ 法政大学

情報科学情報

アナログ デジタル

数や量の連続的な物理量 連続量を数値化して処理連続量的な情報のこと 離散量的な情報ということ

表現 1、0、-> データ、プログラム、デジタルメディア……

処理 数値化、取得、蓄積、加工、伝送、……

通信

インターネット、無線ネット、IP電話、LAN, WAN……

コンピュータ： ハードウェア

ソフトウェア -> システム用

アプリケーション用

情報科学

電気電子工学分野

デジタルテレビとは【DTV】：

従来のＴＶ信号（アナログ）を１と０のデジタル化信号に変換し、送信することがデジタル方式です。そのままでは伝送する情報帯域がアナログに比べると約２０倍に広がるので、符号圧縮と呼ばれる技術（実用的にはＭＰＥＧ－２）を用いて 、帯域を圧縮した（約１／３０～１／６０）信号で放送します。

衛星からデジタルの放送を電波で送出することを「衛星デジタル放送」、地上のテレビ鉄塔等からデジタルの放送を電波で送出することを、「地上デジタル放送 」と言っています。

ワンセグ放送

TVチューナー搭載パソコン

インターネットテレビ

又はウェブテレビ

PCを融合した液晶TV「イ

ンターネットAQUOS 」

デジタルメディアの活用

IP（Internet Protocol）電話とは、

通常のNTT電話網ではなく、デジタルに変換された音声データをインターネット回線で送受信し、コストの低減を実現する技術です

IP電話はなぜ安い今までの電話は、距離に応じて料金が異なるNTTの回線を使用していますが、

IP電話は『インターネットのデジタル技術』を使っています

コンピュータネットワークの応用

CCTV大富8円/1分

「どこにでも存在する」という意味を持つ英語のユビキタス（ubiquitous）から、あらゆるモノの中にマイクロチップを入れ実世界の「状況」を認識し活用するという新しいコンピュータ技術を「ユビキタス・コンピューティング」と呼びます。その状況を環境中に数多く配置されたコンピュータ組み込み機器が自動認識し、ネットワークにより互いに協調し、人々の安全・安心な生活をサポートする。それがユビキタス情報社会の目的です。

Hitachi's Small RFID IC Chip

テクノロジーの特徴：

小さい

見えない

どこにでも存在する

コンピュータが環境にすっかり溶け込み消えてしまう

Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ

Ｕ－Ｊａｐａｎ

U-* society/life

• Driving safety support system

Camera + RFID + USN analysis a dangerous situations

(sent to the navigator system

from an intelligent system)

communication warning sound from the car navigator

コンピュータの役割

元の役割

データ処理

速く計算

その進化した役割

デジタルメディアの応用（CG、 ゲーム、画像処理、音声認識…）

生活や社会の至る所にコンピュータが存在し、

コンピュータ同士が自律的に連携して動作することにより、

人間の生活を強力にバックアップする情報社会

未来のコンピュータは? 未来の生活は？

->未来はあなたのものです！みなさん考えましょう!

未来のコンピュータと未来の生活を創造し、実現しましょう！

コンピュータはもっと賢くなる（人工知能の役割）

コンピュータ膨大なデータ処理と速く正確に計算するだけではなく、コンピュータが人間の知能の役割を果たす。

例： * チェスの世界チャンピオンにIBMの並列コンピューターが勝った。

* 産業用ロボットから

家事代行、医療福祉、防災・人命救助などの非製造業向けロボット開発へ。

非製造業用ロボットの開発にはAI（人工知能ソフト）が欠かせない。

私の研究室は人工知能の研究を行っています。 ｐ９－１０

• レシピの提案ができる冷蔵庫

• スーパーマーケットでの買い物ナビシステム

• 環境と経験から学習ができる探索ロボット（脳「ソフトウェア」の部分）

人工知能とは

人工知能（Aritificial Intelligence, AI）とは、

コンピュータに人間と同様の知能を実現させようという試み、あるいはそのため

の一連の基礎技術をさす。

人工知能の研究には二つの立場がある：

一つは、人間の知能そのものをもつ機械を作ろうとする立場，

もう一つは、人間が知能を使ってすることを機械にさせようとする立場です。

（知能エージェント「ソフトウェア」 ）

• 推論 - 知識をもとに，新しい結論を得ること。

• 学習 - 情報から将来使えそうな知識を見つけること。

「連想プロセッサ」の開発 - 賢いコンピュータを目指して

知的エージェントとは知的エージェント（Intelligent Agent、IA）とは、

一種の人工知能的機能を有するソフトウェアエージェント。ユーザーを補助し、

コンピュータ関連のタスクをユーザーに代わって行うエージェントである。

通常のエージェント 対 知的エージェント

• 通常のエージェントは、固定的なプログラムされた規則に基づいて操作者の補

助に使用されるのに対して、

• 知的エージェントは学習し「適応」する能力を有する。

すなわち、独立で行動し、状況の変化を学習して適応する。

マルチエージェントシステムとは、

• 多数の自律的に行動するエージェントから構成されるシステムです。

それぞれのエージェントは環境を知覚し、自分の目標を達成するように行動する。

• 機能が単純なエージェントでも、 協調することによって複雑な問題に対応できる

エージェントが自律的に行動するため、 問題の変化に対して柔軟に対応できる 。

学習エージェント環境との相互作用によって学習し改善されていく 。

Enviro

nm

ent

Sensors

condition-action rules action?

Effectors

Agent

update state of the world

goals?Learning utility

history of action

evolution of the world

previous states

人工知能は社会への応用• ファイナンスにおける人工知能応用このような社会的状況の中で、人工知能分野の手法や技術を金融市場における様々な場面に応用することが大いに期待されています。 膨大な金融情報を分析し投資判断の支援をする技術や、市場の特性を理解し適切な市場制度を設計する。

• 生命と医療における人工知能応用生命現象解明のための研究や，医療・創薬などの応用分野の研究開発が本格的に展開されてきています。この生命科学の新しい展開の中で，人工知能を含む高度情報処理を実現する技術の重要性はますます高まってきており，バイオインフォマティクスという新しい学問分野の研究開発が，急激な勢いで進展してきています。

• 老人の介護とこともの面倒……様々な賢いシステム

- スマート冷蔵庫- スマートホーム

ロボットと人工知能

ロボット http://www.rsj.or.jp/

体： 体を作る のは電気、電子、機械などの分野です。

脳： 推理システム、学習システム、適応システム、命令システムなどを

開発、設計するのは人工知能の分野です。

ロボット技術に関する産業競争力強化と社会へのインパクトhttp://www.nedo.go.jp/informations/press/kaiken/160603/shiryo2_2.pdf

Sony says next decade the age of the robot

Robots--working for Japan's future?

That is one goal of the Japanese government's $37.7 million

Humanoid Robotics Project (HRP), which aims to market within a

few years robots that can operate power shovels, assist

construction workers and care for the elderly. In the process, a

new multibillion-dollar Japanese industry could be born.

Robot competitions/exhibitions around the world

K'NEX K-bot World Championships

"ROBODEX2002“, Pacific Yokohama Exhibition Hall,

1-1-1, Minatomorai, Nishi-ku, Yokohama-city, Kanagawa, Japan

Asimo in New York as a stockbroker

http://www.honda.co.jp/ASIMO/event/report_08.html

ロボット

株式仲買人

Hondaヒューマノイドロボット

自動掃除機

自動掃除機 - プログラム可能

人間の日常生活が監視され、人間に代わってロボットが雑用や労働をこなしている時代。そんな中、愛という感情をインプットされた最初の少年型次世代ロボットとして誕生したデイヴィッド(ハーレイ・ジョエル・オスメント)は、彼を開発したサイバートロニクス・マニュファクチャリング社の従業員ヘンリー(サム・ロバーズ)とその妻モニカ(フランシス・オーコナー)に引き取られる。母親を永遠に愛し続けるようプログラムされていたデイヴィッドだったが、まもなく不治の病に冒されていた夫妻の実の息子マーティン(ジェイク・トーマス)

が冷凍保存から生き返ったため、あっけなく捨てられてしまう。その時から、スーパートイのテディ(声=ジャック・エンジェル)やジゴロ・ロボットのジョー(ジュード・ロウ)を道連れにした、デイヴィッドの旅がはじまった。そして2000年後。地球は氷河期を迎え、従来の人類は絶滅していた。そこに生き残っていたデイヴィッドは、未来人たちに発見され、幻想の中で母親に抱かれるのだった。

２００１映画

日本のロボット

http://www.youtube.com/watch?v=mBvNR6CpyUk

楽々ロボット生活 （人工知能を搭載した小型ペットロボット ）

ソニーのAIBOに代表されるエンターテイメントロボット

• Robots’ roles– House work assistant

– The disabled/patient/aged/kids assistant

– Service assistant

– Factory vacuum cleaner

– Manufacture assembler

U-* life/commerce/industry

Waseda University Honda AsimoUniversity of Tokyo

Common features?

Japan Robot Association

日本ロットはどこへ （軍事用）

http://www.nhk.or.jp/gendai/kiroku2009/0904-3.html

音楽的人工知能：人に合わせて即興演奏ができるロボット

http://wiredvision.jp/news/200811/2008112621.html

対話と行動を学習する人工知能ロボット

http://zoolbox.net/trend/76.php

「ペットロボットから癒し」でパロによるロボット・セラピー

http://paro.jp/

http://robonable.typepad.jp/news/2010/03/19robo-revolution.html

「人工知能」講義のシラバス1. Introduction of AI and Agent

序論

2. Problem Solving Using Search

探索で問題解決

3. Searching problem in Games

ゲームに探索問題

4. Propositional Logic

命題論理

5. First-order Logic

一階述語論理

6. Proposition versus First-order Logic

命題論理と一階述語論理

7. Inference in First-order Logic

一階述語論理による推理

8. Planning Systems

自動計画システム

9. STRIPS

自動計画アルゴリズム

10. Reasoning with Uncertainty

不確実な知識と推理

11. Inference with Bayes Nets

信念ネットワークにおける推論

12. Learning with Updating Bayes Rules

ベイズ規則における学習

13. Review

復習

14. Final exam

期末テスト

「人工知能」演習のシラバス（JavaでAIプログラミング）

Milwaukee

Rochester

Dubuque Rockford

Chicago

Minneapolis

GreenBay

Wausau

MadisonLaCrosse

最短経路を探索する問題

自動掃除機の問題

s p

START

gw b

A p

p

b

b

b

b

b

s

s

ok ok

ok ok

ok

ok

０ 1 2 3

4 5 6 7

8 9 10 11

1312 14 15

鬼の世界で宝物を探す問題

A list of students’ research themes

黄研究室の紹介

• Smart refrigerator

• Automatic Supermarket Navigation System

• Automatic Reminder and Advice System for Kids in a Sensor Network Environment

• Emergent Escaping System in a Smart Environment

• Accessing Web Services from a Mobile Device via an Agent

• Supporting System for the Blind Using Mobile Phone in a Sensor Network Environment

• Personal Preference and Health based Recipe Recommendation System

• Take care of the aged

• …… and more

挑戦中の課題黄研究室の研究とプロジェクト（Ａ＆Ｂ）

コンピュータは小さい見えないどこにでも存在する -> たくさんある知的である進化する

環境の中で自律的に動かし、全体的に協調することができます。システムは

自律的に維持、修復、更新、学習、適応、進化などができます。

資源、知識、知能は自律的に管理、共有することができます。

Ubiquitous Intelligence （ユビキタス インテリジェンス）

課題

レポート： （Ａ４ １ページ）

日本ロボットの現状（調べてまとめる）と将来（想像して提案する）について、A4用紙１ページにまとめて書きなさい。

提出日： ６月１７日まで、Ｗ４０２２のドアの前のポケットに入れなさい。

参考文献：

デジタルテレビについて、http://kbt.go.jp/digitaltv/digital.html

IP電話について、 http://www.octv.co.jp/ip/html/abut.html

ユビキタス、 http://www.hkd.mlit.go.jp/zigyoka/z_doro/ubiquitous/index.html

Small IC Chip

http://www.cxotoday.com/India/News/Hitachis_Small_RFID_IC_Chip/551-71198-910.html

賢いコンピュータ 、http://nsk-network.co.jp/040118.htm

連想プロセッサ、 http://journal.mycom.co.jp/articles/2005/01/01/brainlsi/