Штучний інтелект

Анотація: Узагальнено досвід викладання дисципліни «Методи та системи штучного інтелекту» для студентів другого курсу спеціальності «Комп'ютерні науки». Аналіз навчальних програм цієї дисципліни показав, що приклади, які використовуються для введення важливих понять ШІ, є різноманітними та розпорошеними. Ми представили варіант гри Баше на віднімання як задачу, яку студенти мають розв'язати, розробляючи ШІ-агентів різних типів. Розроблено симуляційне середовище, яке слугує платформою для інтелектуальних агентів, здатних грати в різні варіанти гри Баше. Технології, що використовувалися для створення інтелектуальних агентів для гри в цю гру, включали: пошук оптимального рішення вручну та попереднє програмування агента; запуск пошуку на графі ігрових позицій; Q-навчання; генетичне програмування; нейронні мережі. Під час вивчення кожної технології студенти розробляли агентів, які повинні були вміти грати в гру Баше, змагатися з агентами, створеними іншими студентами, та адаптуватися до зміни правил гри. Таким чином, опанування цих технологій на спільному прикладі забезпечило глибоке розуміння концепцій, моделей, підходів та систем ШІ, а також їхньої внутрішньої роботи, можливостей та обмежень. Питання, які виникають у класі під час обговорення результатів, спонукають до подальших досліджень і підвищують активність та залученість студентів до вивчення моделей і систем штучного інтелекту. Гра Баше є гарним прикладом задачі, яка перекидає місток між різними галузями ШІ завдяки своїй простоті для розуміння, можливості побудови ментальної моделі та позиційного графу за допомогою ручки та паперу, змагальності та гнучкості. Змагання ШІ-агентів, створених студентами, та аналіз реакції агентів на зміну правил гри забезпечили сильний інтерес студентів до наступних, більш просунутих концепцій ШІ та подальших елементів навчальної програми.

Ключові слова: генетичні алгоритми, нейронні мережі, навчання бещ вчителя, інтелектуальні агенти, освіта.

Посилання:

1. Наказ Міністерства освіти і науки України (2019) Про затвердження стандарту вищої освіти за спеціальністю 122 «Комп’ютерні науки» для першого (бакалаврського) рівня вищої освіти, Отримано з https://mon.gov.ua/npa/pro-zatverdzhennya-standartu-vishoyi-osviti-za-specialnistyu-122-kompyuterni-nauki-dlya-pershogo-bakalavrskogo-rivnya-vishoyi-osviti (дата перегляду 5 червня 2024 р.)
2. Lee, J., & Cho , J. (2024). Artificial Intelligence Curriculum Development for Intelligent System Experts in University. International Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology, 14(2), 409–419. https://doi.org/10.18517/ijaseit.14.2.18860
3. Eaton, E., & Epstein, S. L. (2024). Artificial Intelligence in the CS2023 Undergraduate Computer Science Curriculum: Rationale and Challenges. Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence, 38(21), 23078-23083. https://doi.org/10.1609/aaai.v38i21.30352
4. Cai, J., Kwan, M., Hou, C., Liu, D., & Yam, Y. (2023). Curriculum Design of Artificial Intelligence and Sustainability in Secondary School. DOI: 10.5703/1288284317666
5. Федорін, І. (2022) Методи та технології обчислювального інтелекту: практикум. КПІ ім. Ігоря Сікорського. 317 c.
6. Орсірій, О. (2022) Methods and systems of artificial intelligence. Методи та системи штучного інтелекту. Національний університет «Одеська політехніка». Отримано з https://op.edu.ua/education/programs/components/14149 (дата перегляду 5 червня 2024 р.)
7. Лубко, Д., Шаров, С. (2019) Методи та системи штучного інтелекту. Таврійський державний агротехнологічний університет. Мелітополь: ФОП Однорог Т.В.. 265 с. ISBN 978-617-7566-68-6
8. Звенигородський, О. (2024) Силабус курсу "Методи та засоби штучного інтелекту" Отримано з https://duikt.edu.ua/uploads/p_163_35672080.pdf (дата перегляду 5 червня 2024 р.)
9. Прокончук, Ю. (2022) Методи та системи штучного інтелекту. Силабус. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури. Отримано з https://pgasa.dp.ua/wp-content/uploads/2023/01/Metody-ta-systemy-shtuchnogo-intelektu.pdf (дата перегляду 2 червня 2024 р.)
10. Шаповалова, С. (2023). Методи та системи штучного інтелекту. Силабус. КПІ імені Ігоря Сікорського. Отримано з https://dte.kpi.ua/wp-content/uploads/2024/02/po-15_metod_ta_syst_shtuch_intelekt.pdf (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
11. Антіпова, К. (2023) Силабус «Системи штучного інтелекту». Чорноморський національний університет імені Петра Могили. Отримано з https://chmnu.edu.ua/wp-content/uploads/Syllabus_Artificial-Intelligence-Systems.pdf (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
12. Грабовський, В. (2020) Методи та системи штучного інтелекту. Львівський національний університет імені Івана Франка Отримано з https://electronics.lnu.edu.ua/wp-content/uploads/Navch.-Prohp_METODY-TA-SYSTEMY-SHTUCHNOHO-INTELEKTU-2020.pdf (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
13. Klein, D. & Abreel, P. (2014) UC Berkeley CS188 Intro to AI -- Course Materials Отримано з http://ai.berkeley.edu/home.html (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
14. Winston, P. (2015) Artificial Intelligence. OpenCourseWare. Отримано з https://ocw.mit.edu/courses/6-034-artificial-intelligence-fall-2010/pages/tutorials/ (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
15. Finn, C. & Anari, N (2020) CS221: Artificial Intelligence: Principles and Techniques. Stanford. Отримано з https://stanford-cs221.github.io/spring2020/ (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
16. Савченко, С., Синельніков, О. (2017) Методи та системи штучного інтелекту: Навчальний посібник для студентів напряму підготовки 6.050101 «Комп’ютерні науки». К. : НАУ, 2017. 190 с.
17. Russel, S. & Norwig, P. Artificial Intelligence: A Modern Approach, 4th US ed. Отримано з https://aima.cs.berkeley.edu/ (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
18. Троцько, В. (2020) Методи штучного інтелекту: навчально-методичний і практичний посібник. ВНЗ «Університет економіки та права «КРОК» 86 с.
19. Іщенко,Г., Рогоза, В.,Сергеєв-Горчинський, О., Харченко, К. (2019) Методи та системи штучного інтелекту: Лабораторний практикум; Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського. 78 с.
20. C. Bachet & A. Labosne (1874) Probl`emes plaisants et d´electables qui se font par les nombres. Paris: Gauthier-Villars, 242 p.
21. Golomb, S. (1966) A mathematical investigation of games of “take-away”. Journal of Combinatorial Theory Volume 1, Issue 4, December 1966, Pages 443-458
22. Gardner, M. (1972) The Unexpected Hanging and Other Mathematical Diversions. New York: NY Simon and Schuster, 262p.
23. Russell, S. & Norvig, P. (2010) Artificial Intelligence A Modern Approach Third Edition. Upper Saddle River: Pearson 1151p.
24. Comings D. (1972). "The structure and function of chromatin". Advances in human genetics. Springer. pp. 237–431.
25. Jagannathan, M. & Yamashita, Y. (2021) Defective Satellite DNA Clustering into Chromocenters Underlies Hybrid Incompatibility in Drosophila. Molecular Biology and Evolution, Volume 38, Issue 11, November 2021, Pages 4977–4986, https://doi.org/10.1093/molbev/msab221
26. de Koning, A., Gu, W., Castoe, T., Batzer, M. & Pollock D. (2011) Repetitive elements may comprise over two-thirds of the human genome. PLOS Genetics. 7 (12): e1002384. doi:10.1371/journal.pgen.1002384. PMC 3228813. PMID 22144907.
27. Міжнародна наукова конференція “Штучний інтелект: досягнення, виклики, ризики" (2024) Отримано з https://www.ipai.net.ua/uk/stattya/mizhnarodna-naukova-konferenciya-shtuchnyy-intelekt-dosyagnennya-vyklyky-ryzyky (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
28. ІV Всеукраїнська науково-практична конферен-ція “Освітня робототехніка та штучний інтелект” (2024) Отримано з https://imzo.gov.ua/events/iv-vseukrains-ka-naukovo-praktychna-konferentsiia-osvitnia-robototekhnika-ta-shtuchnyy-intelekt/ (дата перегляду 6 червня 2024 р.)
29. Ізвалов, О. (2024) Репозиторій для вивчення дисципліни «Методи та системи штучного інтелекту» Отримано з https://github.com/GeneralVimes/AI (дата перегляду 6 червня 2024 р.)