コンピュータサイエンス概論 2016 平成28年4月25日（月）第3日目 担当教員：亀田弘之 前回の復習（思い出してみよう！） Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 2 参考 記憶の機能と仕組み 銘記 保持 想起 感覚 貯蔵庫 短期記憶 長期記憶 リハーサル Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 3 確認 授業計画 第１回:プログラミングの楽しさ （21世紀の忍法使いアイテム＝プログラミング言語を知る） 第２回：コンピュータサイエンスと法・倫理（知的財産権，さまざまな事例紹介） 第３回：コンピュータサイエンスと知能研究・ゲーム研究 （人工知能・機械学習・脳科学・認知科学などの魅力を知る） 第４回：コンピュータと情報ネットワークの仕組み （コンピュータとネットワークの仕組み・原理の基礎を知る） 第５回：クラウドコンピューティング （ビッグデータ（オープンデータ）やデータベースの基礎など） 第６回：ソフトウェア工学（ソフトウェアはどのようにして作られるのか, 開発の現場を覗いてみる。開発プロセス，プロジェクトマネジメントなど） 第７回:コンピュータサイエンスにおける計算の理論 (チューリングマシン,コンピュータサイエンス小史など) 第８回：コンピュータサイエンスの全容と将来を議論 （e-healthCare, e-learning, e-government等， 君は何を学ぶのか？ なぜ学ぶのか？ どうやって学ぶのか？） Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 4 確認 この授業の行動指針 1. 明るく楽しく前向きの姿勢で、自ら進んで学ぶ。 （Learn positively, curiously and constantly! ） 2. 他利的に行動する。 （ Behave altruisticly! ） 3. 皆と積極的に討論する。 （ Discuss together aggressively! ） 4. 後回しにしない。 （Don’t procrastinate! Do right now what you should ne doing now. ） Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 5 データサイエンスの可能性 Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 6 Ｙｏｕｔｕｂｅを参照のこと。 • http://www.youtube.com/watch?v=WNccLBzR_I4 （Research Matters - Carolyn McGregor） by IBM • http://www.youtube.com/watch?v=APdZHNIJDnU （Rio de Janeiro City Operation Center ） by IBM • https://www.youtube.com/watch?v=hKIGKlmKBag （【KOMATSU】スマートコンストラクション コンセプト映像） Computer science が社会で役立った実例。 皆さんはcomputer science の知識・技術を何に役立てますか？ Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 7 今日の質問 プログラミングの何が難しいですか？ • （各自に配布されたＡ５の紙に書いてください。） Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 8 プログラミングのデモンストレーション（参考） • Jave言語（Greenfoot） • Python言語 Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 9 参考サイト • www.greenfoot.org • code.org など Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 10 前回の残り （青い紙の資料、続き） Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 11 第3回 コンピュータサイエンスと 知能研究・ゲーム研究 ー人工知能・機械学習・脳科学・認知科学などの魅力を知るー Artificial Intelligence, Machine Learning, Brain Science, Cognitive Science… 人工知能とは？ What is Artificial Intelligence? What should we study? How should we study it? 空を飛びたい！ 鳥のように空を飛ぶ • 鳥のように柔軟に飛びたい (未だに実現していない。) トンボのように飛びたい。 揚力 (Lifting force) の発見 • 飛行機の実現（地球の 裏まで飛んで行ける） 今や宇宙に飛び出すこ ともできる！ Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 14 人工知能 • 定義：人間のように知的な処理能力を 持つソフトウェア • 検証方法：チューリングテスト • 応用分野： • • • • • ロボット 自然言語処理 認識（文字・音声・画像） 機械学習 データサイエンス などなど Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 15 人工知能の例1 ー音声対話型癒しロボットPDDINー Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 16 質問 このロボット、どこが凄い？ Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 17 質問 このロボット研究に関係する技術は？ What technology is applied to this robot? 書き出してみよう！ 1. ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 2. ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 3. ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 4. ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 5. ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 6. ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 7. その他（＿＿＿＿＿） 良く考えて、 答えてみてね！ Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 18 人工知能の例２ ー未知語獲得システムUWAS-Iー Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 19 人工知能の例２ ー未知語獲得システムUWAS-Iー • 未知語獲得システムのデモをお見せします。 • プログラミング言語は、Prolog言語です。 • Prolog言語は、人工知能用の言語の１つです。 (メモ) 人工知能用プログラミング言語 Lisp言語 Prolog言語 Haskell言語 Ｃ言語、Ｃ++言語 Java など Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 20 記号微分のプログラムソース全容 d(X,X,1). d(T,X,0) :- atom(T) ; number(T). d(U+V,X,DU+DV) :- d(U,X,DU), d(V,X,DV). d(U-V,X,DU+ (-DV)) :- d(U,X,DU), d(V,X,DV). d(-T,X,-R) :- d(T,X,R). d(K*U,X,K*W) :- number(K), d(U,X,W). d(U*V,X,B*U+A*V) :- d(U,X,A), d(V,X,B). d(U/V,X,W) :- d(U*V^ (-1),X,W). d(U^V,X,V*W*U^ (V+ (-1))) :- number(V), d(U,X,W). d(U^V,X,Z*log(U)*U^V+V*W*U^ (V+ (-1))) :- d(U,X,W), d(V,X,Z). d(log(T),X,R*T^ (-1)) :- d(T,X,R). d(exp(T),X,R*exp(T)) :- d(T,X,R). d(sin(T),X,R*cos(T)) :- d(T,X,R). d(cos(T),X,-R*sin(T)) :- d(T,X,R). d(tan(T),X,W) :- d(sin(T)/cos(T),X,W). Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 21 その他にもさまざまな人工知能・機械学習 の分野がある • 定理の自動証明支援システム(coq) • 帰納論プログラミング（Progolシステムなど） • 発想推論システム など （論理学が活躍！） • ニューラルネットワーク（deep learningが注目されている） • 機械翻訳システム（Google翻訳、IBMのWATSONなど） いろいろ調べてみよう！ で、それって何の役に立つの？ と問うてみてください。 Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 22 第3日目の自宅課題(home work) 課題： 「自分の勉強（学習）に役立つ人工知能システム（アプリ ケーション）」があるとしたら、それはどんなものか？ １つ考え、それを必要に応じて図なども用いながら説明しなさい。 （注）提案人工知能システム（アプリケーション）に関して、 その概要(overview)と必要な技術(element technology)に ついて述べること。 Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 23 （続き） 1. 提出日：平成28年5月11日（水）15:00（締め切り厳守） 2. 提出先：研A６階のレポート提出ボックス 3. 形式：A4版レポート用紙。 表紙には、授業名、課題名（課題２）、提出年月日、 学籍番号、氏名を大きめに記すこと。 レポート本体の枚数は１～２ページ程度とする。 手書きでもWORDによる作成でもよい。 日本語か英語で書くこと。 Tokyo University of Technology 2016 (H. Kameda) 24
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