Timo Honkela: Miten tekoäly muuttaa oppimista ja työtä? Kalajoen lukio, 17.8.2016

Timo Honkela, 17.8.2016, Kalajoen lukio
Timo Honkela
17.8.2016
Miten tekoäly muuttaa
oppimista ja työtä?
timo.honkela@helsinki.fi
Kalajoen lukio
http://375humanistia.helsinki.fi/humanistit/timo-honkela

Virittäytyminen

Läsnäolo- ja
keskittymisharjoitus
● Olenko läsnä, hallitsenko ajatuksesi?
– Keskittymisen esteitä: ajatukset ovat muualla,
huomio kiinnittyy epäolennaisiin asioihin kuten
puhujan alkuasuun tai ääneen, itsessä elää
vastustamisen tarve, tms.
● Viritämme yhdessä motivaation
● Ajatelkaamme silmät suljettuna hetki
kysymyystä, mihin osaamiseen perustuu
kymmenen vuoden kuluttua se, mitä teen
työkseni

Virittäytymistä

Katsaus
historiaan:
Eläimet ja koneet
ihmistä auttamaan

Esihistoriasta keskiaikaan
Eläimet apuna
Kirjapainotaito
Johannes
Gutenberg
1398-1468
https://fi.wikipedia.org/wiki/Johannes_Gutenberghttps://fi.wikipedia.org/wiki/Maanviljelyn_synty_L%C3%A4hi-id%C3%A4ss%C3%A4

Teknologinen murros:
koneiden aika
Koneet teillä,
tehtaissa ja pelloilla
James Watt
1736-1819
Henry Ford
1863-1947
https://fi.wikipedia.org/wiki/H%C3%B6yrykone https://fi.wikipedia.org/wiki/Traktori https://fi.wikipedia.org/wiki/Henry_Ford

Tietoverkkojen ja henkilökohtaisten
tietokoneiden yleistyminen
Henkilökohtaiset
tietokoneet
https://fi.wikipedia.org/wiki/Henkil%C3%B6kohtainen_tietokone
Apple II
(1977)
Commodore
64 C (1986)
https://en.wikipedia.org/wiki/World_Wide_Web
Netti (internet)
veppi (web)
Tim
Berners-
Lee1989
1960s

Valtavat ohjelmistomassat
yhteiskunnan peruspilarina
http://www.informationisbeautiful.net/visualizations/million-lines-of-code/
Ohjelmarivejä:
- Unix 1.0 ~ 10.000
- Windows 3.1 ~ 2.000.000
- Firefox ~ 10.000.000
- Facebook ~ 60.000.000
- Googlen palvelut ~
2.000.000.000
Suomalaislähtöisiä:
- MySQL ~ 13.000.000
- Linux 3.1 ~ 15.000.000

Ohjelmoidusta
tekoälystä
oppivaan
tekoälyyn

Tekoälystä
● Pyritään mallintamaan ja matkimaan ihmisen
älykkyyden ja osaamisen eri osa-alueita
– Lukeminen ja kirjoittaminen
– Puhuminen ja kuunteleminen
– Päättely, tunteiden hallinta ja ongelmanratkaisu
– Aistitiedon tulkinta ja hahmontunnistus
– Oppiminen
– Luovuus
– Maailmassa pärjääminen (robotiikka)

Tietokoneet ja tekoäly
ihmisten keskellä?
● Koneet eivät ole ihmisiä ja
ihmiset eivät ole koneita
● Koneiden käyttö saattaa pakottaa ihmisiä
toimimaan konemaisesti
● Niinpä ihmisen kykyjen matkiminen voi
auttaa siinä, että koneiden kanssa
voi toimia aiempaa luontevammin
● (Tietokoneiden käyttö on edelleen usein
varsin vaikeaa)

Perinteinen tekoäly:
“Ohjelmoitua älyä”
● Aiemmin ajateltiin, että päättelyä ja
ongelmanratkaisua saadaan siirrettyä koneelle
kysymällä parhailta asiantuntijoilta, mitä he
tietävät ja miten he päättelevät
● Tekoälyjärjestelmiä ohjelmoitiin keräämällä
sääntöjä, joita kirjattiin tietokoneelle
● Esimerkkinä voi tarkastella vaikkapa
sairauksien tunnistamista oireista ja
mittaustuloksista

Esimerkki asiantuntijasäännöstä
MYCIN-järjestelmässä 80-luvulla
Rule-Based Expert Systems
The MYCIN Experiments of the Stanford Heuristic Programming Project
http://people.dbmi.columbia.edu/~ehs7001/Buchanan-Shortliffe-1984/Chapter-04.pdf

Koneoppiminen:
“Oppiva tekoäly”
● Tilastollisen koneoppimisen avulla voidaan
matkia sitä
– Miten ihminen oppii sääntöjä esimerkkien avulla,
tai
– Miten ihminen kerää intuitiivista tietoa
hermoverkkojensa rakenteisiin
Kielellinen,
sääntömuotoinen tieto
Intuitio,
kokemusperäinen tieto

Tekoälyn kehittäminen lisää
ymmärrystä ihmismielestä
● Tekoäly- ja hermoverkkotutkija ymmärtää
hyvin, miksi “kannettu vesi ei kaivossa pysy”
● On myös selvää, miksi kokenut ihminen ratkoo
ongelmia yleensä paremmin kuin pelkästään
“kirjanoppinut”; parasta on yhdistelmä
taustatietoa ja kokemusta

Esimerkki keinotekoisesta hermoverkosta ja
pieni osa ihmisen aivojen hermoverkosta
http://arxiv.org/pdf/1507.02672v1.pdf
Rasmus, Valpola,
Honkala. Berglund, Raiko
https://en.wikipedia.org/wiki/Biological_neural_network

Tietokoneiden ohjelmoinnista
oppiviin koneisiin
● Suomi on ollut yksi edelläkävijä
koneoppimisen ja erityisestä keinotekoisten
neuroverkkojen alueella
● Uranuurtaja on ollut akateemikko Teuvo
Kohonen, joka muotoili vuonna 1981
maailmanmenestyksen saavuttaneen
itseorganisoiva kartta (Self-Organizing Map,
SOM) -menetelmänsä, joka on samalla
erinomainen malli aivokuoren
järjestäytymisestä

Koneoppiminen ja tiedon louhinta
● Tilastollisen koneoppimisen avulla matkitaan
ihmisen oppimista
● Kone käy läpi sille annettuja esimerkkejä
● Annetun datan perusteella kone oppii
esimerkiksi luokittelemaan, järjestämään,
ryhmittelemään, hahmottamaan,
käsitteistämään tai laittamaan
paremmuusjärjestykseen erilaisia tietoalkioita
http://www.tynka.fi/

Koneille opetetaan kieltä
Koneet oppivat kieltä
● Perinteisesti koneet on pyritty saamaan
“kielitaitoisiksi” kirjoittamalla kielen sääntöjä
koneen ymmärtämään muotoon
● Tämän on kuitenkin osoittautunut
ongelmalliseksi
● Nykyisin hyödynnetään
koneoppimismenetelmiä

Sanojen suhteet
paljastuvat niiden käytöstä
● Kun käytettävissä on suuria tekstiaineistoja,
mielivaltaisen kielen sanojen välisiä suhteita
voidaan selvittää tilastollisesti
● Perusidea on se, että kahta sanaa käytetään
tyypillisesti samaan tapaan (samanlaisessa
lauseyhteydessä), jos niiden merkitykset ja/tai
kieliopillinen rooli on samankaltainen

Itsenäistä
pohdiskelua
Keskustelua
vierustoverin
kanssa
Miten tekoäly ja koneoppiminen
muuttaa alaa, josta olen kiinnostunut

Tekoälyn vaikutus
työhön ja
opiskeluun

Tekoäly muuttamassa työtä:
Automaattinen kirjastonhoitaja?

Tekoäly ja koneoppiminen
kirjastossa
● Automaattinen asiasanoitus
● Dokumenttien automaattinen luokittelu
● Kunkin dokumentin sijoittaminen yhteen tai
usempaan luokkaan; ehkä erilaisilla
jäsenyysasteilla
● Dokumenttien ryhmittely
luokittelun sijaan tai lisäksi
● Virtuaalinen
kirjasto
WEBSOM: Honkela, Kaski,
Kohonen, Lagus (1996...)

Kone autonkuljettajana?

Robottiautot tulevat
https://fi.wikipedia.org/wiki/Google_driverless_car https://fi.wikipedia.org/wiki/Robottiauto

Kirjoittava ja piirtävä kone?

Luovat koneet
http://deepdreamgenerator.comhttps://www.cs.helsinki.fi/en/story/82156/brain-poetry
Toivonen, Toivanen, Kantosalo,
Xiao, Kantosalo, Valitutti, Gross et al.

Koneellinen psykologi?

Tunteita analysoivat koneet
● Koneita voidaan tiedon ja järjen sisältöjen lisäksi yhä
lisääntyvässä määrin käyttää myös tunteiden
analysointiin
● Nykyään on suosittua tehdä ns. sentimenttianalyysia
esimerkiksi asiakaspalautteen selvittämiseen: mistä
tuotteista tai palveluista asiakkaat ovat olleet
tyytyväisiä, vihaisia, tms?
● Tunteiden maailmaa voi mallintaa
ilmiöiden taustojen, dynamiikan ja keskinäisten
tekijöiden näkökulmasta

Koneellinen lääkäri?

Lääketiede ja hyvinvointi
● Lääketieteessä suuret tietoaineistot ja
koneoppimismenetelmät mahdollistavat
aiempaa tarkemmat ja nopeammat diagnoosit
ja koneen antamat yksilölliset hoitosuositukset
● Elintapojen ja hoitojen vaikutuksia voidaan
tutkia aiempaa tarkemmin ottaen huomioon
jopa tuhansia tekijöitä
● Elintapojen vaikutusten selvittäminen ja niiden
suhde geeniperimään voi parhaimmillaan estää
joitakin sairauksia puhkeamasta

Koneellinen hoitaja?

Robotit kehittyvät – kuinka pitkälle?
https://en.wikipedia.org/wiki/Robot_%26_Frank https://en.wikipedia.org/wiki/Robot-assisted_surgery

Tekoäly muuttamassa
koulutusta ja oppimista?

Koulutuksen ja oppimisen muutos
● Tieverkkojen ja -haun ansiosta monenlainen tieto on
helposti saavutettavissamme
● Ulkoa oppimisen merkitys on dramaattisesti
vähentynyt
● On edelleen tärkeää ymmärtää käsitteitä, asioiden
välisiä suhteita ja soveltaa tietoa
● Näyttää myös siltä, että erikoistuminen on entistä
tärkeämpää
● Ajatus kannattaa myös uhrata sille,
miten ihminen ja kone tekevät
yhteistyötä

Keskustelua
vierustoverin
kanssa
Yhteiskeskustelua

Koneoppimisen hyödyntäminen
on olennaista kilpailukyvyn
ylläpitämisessä

Miten käy, jos emme
hyödynnä koneita (koneoppimista)
nykyistä paremmin?
https://www.pinterest.com/pin/509680882801748515/
Emme pärjää kilpailussa
junaan käyttävälle
kilpailijallemme, vaikka
annamme hevosille
vähemmän kauraa,
ratsastajille pienempää
palkkaa, …
… tuotamme
halvempaa
energiaa,
karsimme
kustannuksia,
pienennämme
työntekijöiden
palkkoja, ...

Kiitos!
http://375humanistia.helsinki.fi/humanistit/timo-honkela
http://www.slideshare.net/timohonkela
https://www.youtube.com/watch?v=UXwkGPMMZdk

Timo Honkela: Miten tekoäly muuttaa oppimista ja työtä? Kalajoen lukio, 17.8.2016

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Destaque

Destaque (18)

Mais de Timo Honkela

Mais de Timo Honkela (20)

Último

Último (9)

Timo Honkela: Miten tekoäly muuttaa oppimista ja työtä? Kalajoen lukio, 17.8.2016