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Vorlesung Künstliche Intelligenz (Master)
Diese Vorlesung enthält im thematischen Umfang die gesamte Vorlesung Wissensbasierte Systeme der Diplomstudiengänge sowie die Vorlesung Grundlagen der KI aus dem Bachelorstudium (diese wird also nicht vorausgesetzt).
Inhalte der KI
Unter Künstlicher Intelligenz (KI) versteht man Software, die sich mit komplexen Problemen beschäftigt, wobei die Vorgehensweise der eines Menschen ähnelt. Es gibt leider keine allgemein anerkannte exaktere Definition dieser doch recht schwammigen Charakterisierung.
KI ist seit Bestand der Informatik als eigenständiger Wissenschaft eine der treibendsten Kräfte bei der Entwicklung innovativer Softwarekonzepte gewesen. Typische Meilensteine sind die Entwicklung neuartiger Programmiersprachen wie Prolog, Lisp (Vorläufer von Haskell) und Smalltalk sowie neuartiger Architekturen wie Expertensysteme, Wissensbasierte Systeme und Multiagentensysteme. Viele Konzepte, die ihren Ursprung in der KI haben, sind inzwischen Allgemeingut geworden wie z.B. die objektorientierte Programmierung und können auch genausogut mit Nicht-KI-Sprachen realisiert werden (häufig sogar besser).
Das in praktischen Anwendungen der Vergangenheit erfolgreichste Teilgebiet der KI sind die Wissensbasierten Systeme, die eine Verallgemeinerung der älteren Expertensysteme sind. Diese finden in sehr unterschiedlichen Gebieten, von der Medizin bis zur Technik und Wirtschaft, reale Anwendungsmöglichkeiten.
Algorithmische Techniken der KI werden auch in Verkehr und Logistik eingesetzt. Inzwischen haben diese Techniken auch in Computerspielen ("Spiele-KI") eine immer größere Bedeutung bekommen. Hierzu verweise ich bei Interesse auch auf die Unterlagen des Seminars Spiele-KI aus dem SS 2007.
Schließlich profitieren auch Planungswerkzeuge von Methoden der KI, und auch in verteilten Anwendungen sind KI-Bausteine zu finden (Agententechnologie). Auch das in jüngster Zeit aufkommende Gebiet der semantischen Web-Services kann zumindest von seinen Zielen her der KI zugerechnet werden.
Inhalte und Lernziele dieser Vorlesung
Ziel der Veranstaltung ist es, ein vertieftes Verständnis für die in der KI verwendeten Basistechnologien zu vermitteln.
Diese Veranstaltung enthält vollständig die Inhalte der Bachelorvorlesung, die neben einem allgemeinen Überblick über die Grundtechniken der KI auf folgende Anwendungen und Techniken eingeht:
- Routingalgorithmen für Verkehrsanwendungen und Computer-Spiele
- Ameisenalgorithmen für dynamische Straßennavigation
- Modellbasierte Diagnose für technische Systeme mit Schwerpunkt Fahrzeugelektronik
- Suchstrategien für Computerspiele
Detailierter als in der Bachelorvorlesung werden folgende Themen besprochen:
- Logische Programmierung
- Truth Maintenance Systeme, insbesondere das ATMS (mit Anwendung in der modellbasierten Diagnose)
- Weitere Details zur modellbasierten Diagnose
- Ameisenalgorithmen
Zusätzlich werden noch folgende Themen zumindest angesprochen:
- Multi-Agenten-Technologien
- Semantische Netzwerke
Diese Themen werden an der Anwendung Touristen-Informations-System demonstriert, das zum Gebiet der Verteilten KI gehört und auch Bezüge zu serviceorientierten Architekturen (SOA) hat. Hierzu wird während des Semesters ein Masterprojekt abgeschlossen.