JYU. Since 1863.

Tekoälyn perusteita ja sovelluksia (TIEP1000)

Informaatioteknologian tiedekunta 12. marraskuuta 2018

�112.11.2018

Pekka Neittaanmäki

JYU. Since 1863.

1. Luokittelumenetelmät2. Ennustemenetelmät3. Neuroverkkojen matemaattiset perusteet4. Prosessinlouhinta, simulointi ja tekoälytuettu

päätöksenteko5. Tekstianalytiikka6. Tekoäly ja kyberturvallisuus7. Tekoälyn sovelluksia

�212.11.2018

Tekoälyn perusteita ja sovelluksia - aiheet

JYU. Since 1863. �312.11.2018

Mitä tekoäly on?

• Wikipedia: Tekoäly on tietokone tai tietokoneohjelma, joka kykenee älykkäiksi laskettaviin toimintoihin.

• Turingin testi (1950): Tietokone on älykäs, jos sen vastauksia ei pysty erottamaan ihmisen vastauksista.

• Lovelacen testi (2001): Ohjelma/kone on älykäs, jos ulkopuolinen ei pysty tulostusten perusteella sanomaan, miten ohjelma/kone on päätynyt tuottamaan juuri ne.

JYU. Since 1863. �412.11.2018

Mitä tekoäly on?

Jussi Rintanen (Prof. Aalto-yliopisto, HS Vieraskynä 3.11.2018):

• "Olen tutkinut ja soveltanut tekoälyä sen eri muodoissa yli 25 vuotta, enkä ole koskaan nähnyt mitään edes etäisesti ihmisälykkyyttä muistuttavaa."

• "Tekoäly on täydellinen idiootti. Tekoäly osaa kyllä mekaanisesti tehdä jotain asiaa siinä määrin, että se on hyödyllinen, mutta ajatteluun tekoäly ei kykene. Tekoäly ei tule orjuuttamaan ihmiskuntaa, eikä meidän tarvitse olla huolissamme tekoälyn orjaksi joutumisesta."

JYU. Since 1863. �512.11.2018

Missä tekoälyä käytetään?

• Tiedon hakeminen (Google ym.)• Kameroiden kasvojentunnistus• Älypuhelinten muiden laitteiden ääniohjaus • Kohdennettu mainonta• Hintavertailut • Roskapostin suodatus• Kuvantunnistus• Kommunikointi eri kielillä• Lääketiede (diagnoosit, lääkekehitys, leikkausrobotit) • Pysäköntihallien rekisterintunnistimet • Rakennusten suunnittelu ja valvonta

JYU. Since 1863. �612.11.2018

JYU. Since 1863. �712.11.2018

Käsitteitä - koneoppiminen

Koneoppiminen (Machine learning): • Ohjelma oppii pohjatiedon ja

käyttäjän toiminnan perusteella tunnistamaan, luokittelemaan ja ennustamaan asioita.

• Eri tilanteisiin ei ole omia ohjeita vaan kone oppii tapahtuu kokemuksen avulla.

Ohjattu oppiminen (Supervised learning): Konetta opetetaan syöte-tavoite-pareista koostuvan aineiston avulla. Tavoitteena on, että kone osaa tehdä jaottelun samankaltaiselle aineistolle.

Ohjaamaton oppiminen (Unsupervised learning): Jäljittelee ihmisen oppimista. Opetusdatasta pyritään tunnistamaan eri syötteiden välisiä riippuvuuksia, suhteita ja samankaltaisuuksia, joiden avulla syötteet ryhmitellään.

JYU. Since 1863. �812.11.2018

Big data: • Massiivisten, jatkuvasti kasvavien, strukturoitua ja

ei-strukturoitua tietoa, kuvia, äänitteitä ja videoita sisältävien tietojoukkojen keräämistä, säilyttämistä ja tiedon käyttämistä.

• Valtavien datamäärien hallitseminen ja analysoiminen on perinteisillä tietokantatyökaluilla mahdotonta tai erittäin vaikeaa.

• 5 V: määrä (volume), valikoima (variety), nopeus (velocity), arvo (value) ja todenmukaisuus (veracity).

• internetsivujen ja sosiaalisen median käyttötiedot, sää- ja navigointidata, terveydenhuolto, laitteiden toimintatiedot

Käsitteitä - Big data

JYU. Since 1863. �912.11.2018

Käsitteitä - syväoppiminen

Syväoppiminen (deep learning):• Nimen taustalla neuroverkot, joissa on

monta piilokerrosta (miljoonia neuroneita ja siten miljoonia muutettavia parametreja).

• Syvät neuroverkot ovat piir- teenmuodostukseen kykeneviä monikerroksisia neuroverkkoja.

• Haasteena on opettamiseen tarvittavan datan määrä.

JYU. Since 1863. �1012.11.2018

Tiedonlouhinta (data mining):• Joukko menetelmiä, joilla

pyritään oleellisen tiedon löytämiseen suurista tietomassoista.

• tietomassojen kerääminen, säilyttäminen, jakaminen, etsiminen, analysointi ja esittäminen tilastotiedettä, tie- totekniikkaa ja koneoppimisen menetelmia käyttäen

Käsitteitä - tiedonlouhinta

�11

�12

�13

JYU. Since 1863. �1412.11.2018

Läpimurtoteknologioiden soveltaminen:Prototyyppitestauksessa toteutettuja sovelluksia

• Kokemuspäiväkirjojen tekstianalyysi• MMSE-muistitesti toteutettuna tekoälyavusteisesti• Puheohjattu aulasovellus• Liikuntamotivaatiokysely• Kotihoidon raportointijärjestelmä• Virtuaalilääkäri• Tieteellisten artikkelien tiivistäminen tekstianalyysilla• Tekoälyavusteinen stressitesti• Aivohalvauspotilaiden etädiagnosointi• Ajokyvyn arvioinnin päätöksentukijärjestelmä• Älykäs ravintoneuvoja

JYU. Since 1863. �1512.11.2018

Raporttisarjamme

https://www.jyu.fi/it/fi/tutkimus/julkaisut/tekes-raportteja

JYU. Since 1863. �166.11.2018

Luentoon liittyvät tehtävät

1. Kerro, kuinka tekoäly voisi hyödyntää sinua opiskelussa/työtehtävissä ja myöhemmin elämässä.

2. Kerro viisi mielestäsi hyödyllisintä/mielenkiintoisinta tekoälysovellysta.

3. Kerro, mitä tekoälyteknikoita edellisessä tehtävässä antamasi sovellukset hyödyntävät.

Tehtäviin vastataan kurssin TIM-sivulla (sisään Korppi-tunnuksilla). https://tim.jyu.fi/view/kurssit/tie/tiep1000/tekoalyn-sovellukset/2018