Logo

Kunstmatige intelligentie

Dit is de website van het tweedejaars college Kunstmatige intelligentie; voor de bacheloropleiding met dezelfde naam: zie elders.
Svp aanmelden via Brightspace. En voor het (her)tentamen via MyStudyMap.

De colleges zijn op woensdagmiddagen van 13:15 tot 15:00 uur in zaal 1 van het Gorlaeus, in de periode van 7 februari tot en met 22 mei 2024 (niet op 27 maart). Als het goed is, zijn de colleges na afloop ook op video beschikbaar, evenals trouwens de video's van vorig jaar (2023) en de korte video's van voorjaar 2021. Zie ook hier.
De werkcolleges zijn op donderdagmiddagen van 13:15 tot 15:00 uur in de computerzalen 302 en 306 van het Snellius, in de periode van 8 februari tot en met 23 mei 2024 (niet op 28 maart en niet op 9 mei).


Het vak Kunstmatige intelligentie, ook wel AI (van Artificial Intelligence) genoemd, wordt verzorgd door dr. W.A. (Walter) Kosters, geassisteerd door Raaf van Beusekom, Xander Lenstra, Justin de Rooij en Michael de Rooij, en wordt in het voorjaar van 2024 gegeven. (Eerstvolgende keer daarna: voorjaar 2025. Het wordt dan door een andere docent gegeven. Het is dus niet gezegd dat deelresultaten uit 2024 of eerder hun waarde behouden.)

Note that the course is in DUTCH.


 

Algemene informatie (punten, tentamen, opgaven)  |  Materiaal (boek)  |  Archief (oude tentamens)  |  Practicum  |  Colleges (sheets, video's)

 


Algemene informatie

Het vak levert 6 (zes) ECTS punten op. Naast het voldoende maken van het tentamen is het hiervoor ook nodig het practicum voldoende te hebben. Het eindcijfer wordt grotendeels bepaald door het tentamencijfer, enigszins afgerond in de richting van het gemiddelde practicumresultaat (indien dat het eindcijfer verhoogt), mits beide voldoende zijn. Om precies te zijn: als het tentamen en het practicum voldoende zijn, en het gemiddelde practicumcijfer G groter is dan het tentamencijfer T, wordt het eindcijfer hun gemiddelde, (G+T)/2, waarbij dit maximaal 1 punt meer mag worden dan T; als G kleiner dan of gelijk is aan T wordt het eindcijfer gelijk aan het tentamencijfer. Als het tentamenresultaat onvoldoende is, is dit meteen (ongeacht de status van het practicum) het eindcijfer. Als het practicum nog onvoldoende is moet dit eerst worden aangevuld, en daarna wordt pas in geval van een voldoende tentamenresultaat het eindcijfer bepaald. Het eindcijfer wordt afgerond op het dichtstbijzijnde getal uit de verzameling {1,2,3,4,5, 6,6.5,7,7.5,8,8.5,9,9.5,10}. Ten einde het practicum voldoende te maken, moeten de vier opgaven alle met minstens een 6 of een "OK" beoordeeld zijn (die laatste telt voor een zes voor de berekening van het gemiddelde G); er mag één 5 bij zijn. Als een opgave niet aan de eisen voldoet, moet deze zo snel mogelijk worden aangevuld; lever in dat geval ook de nagekeken eerdere versie van het verslag weer in.
Het college is in eerste instantie bedoeld voor tweedejaars studenten Informatica, maar is ook interessant voor andere belangstellenden; voorkennis van de programmeertaal C++ is sterk aan te raden.

De tentamendata in 2024 zijn:

Denk eraan: tijdig aanmelden via MyStudyMap!
Alle cijfers, ook die van de programmeeropgaven, worden beschikbaar gesteld via Brightspace.

Tijdens de werkcolleges wordt er gewerkt aan kleine opgaven, aan oude tentamenopgaven en aan de programmeeropgaven — en de bijbehorende verslagen. Er zijn vier (gedeeltelijke) sommen-werkcolleges:

Er zijn hiervan uitwerkingen beschikbaar, en ook een aantal video's met bijbehorende scans:

     Uitwerking Opgave 11Uitwerking Opgave 16Uitwerking Opgave 17scans 11/16/17
     Uitwerking Opgave 27Uitwerking Opgave 10scans 27/10
     Uitwerking Opgave 31Uitwerking Opgave 33scans 31/33

Geef opmerkingen svp door.


Materiaal

BOEK RN Gebruik wordt gemaakt van het boek Artificial intelligence, A modern approach van Stuart J. Russell en Peter Norvig, fourth edition, Pearson, 2020. Het kost circa 50 euro (paperback).
In het bijzonder worden uit dit boek de volgende hoofdstukken behandeld (voor de hoofdstukken uit de vorige drukken, zie de geschiedenis; bij de Colleges staan ook paginanummers): 1 (Introduction; lezen), 2 (Intelligent agents; lezen), 3 (Solving problems by searching; uitgebreid), 4.1 (Search in complex environments; uitgebreid), 5 (Adversarial search and games; uitgebreid), 6 (Constraint satisfaction problems; uitgebreid), 7 (Logical agents; lezen, met name Wumpus), 8 (First-order logic; lezen, met name Wumpus), 13 (Probabilistic reasoning; uitgebreid; lees ook 12, Quantifying uncertainty), 19 (Learning from examples; uitgebreid tot en met 19.3), en 21 (Deep learning; uitgebreid, maar niet alles), grotendeels in deze volgorde. Lees ook eens Hoofdstuk 27 (Philosophy, ethics, and safety of AI). Dit studiejaar nauwelijks Robotics, geen Natural Language Processing (NLP).

En met behulp van een MOOC kun je ook veel leren over dit onderwerp!

Daarnaast werd in een redelijk ver verleden nog speciaal aandacht besteed aan het onderwerp Data mining, maar aangezien er nu een apart derdejaars vak is met die titel ...

Overige literatuur (niet kopen — tenzij je erg veel geld hebt):

Voor de opgaven, uitwerkingen en video's daarover, zie bij Algemene informatie.


Archief

Een stel oude tentamens: Er is meer informatie te vinden over het college gedurende de afgelopen jaren.


Practicum

Voor iedere practicumopgave (met maximaal twee personen te maken) moeten worden ingeleverd: een minstens drie pagina's (laten we zeggen vijf pagina's, afgezien van de Appendix) tellend geprint verslag in LaTeX (dit is een GROTE tekst in PDF; zie ook LaTeX in één pagina; of een heel korte zichzelf uitleggende voorbeeldfile) en een werkend programma, digitaal, ook opgenomen in de Appendix van het verslag; stuur geen executables. Het verslag moet een duidelijke opbouw hebben, bijvoorbeeld:
  1. Inleiding ("dit is de tweede opdracht van het college ...", met verwijzing naar de website)
  2. Uitleg probleem (plaatje; "de spelregels zijn ...", gebruikte definities)
  3. Relevant werk ("stelling zegt dat ...")
  4. Aanpak (plaatje; "een drielaags neuraal netwerk ...")
  5. Implementatie ("een 2-dimensionaal array"; "C++"; kort!)
  6. Experimenten (tabel, grafiek)
  7. Conclusie en verder onderzoek ("ging fout als de testopstelling niet verlicht was")
  8. Referenties (genummerd; naar alle wordt verwezen; "handleiding Java-robots ...", "Russell en Norvig ...", "sheets college ...")
    Een fatsoenlijke referentie ziet er uit als:
    [1] S.J. Russell en P. Norvig, Artificial intelligence, A modern approach, fourth edition, Pearson, 2020
  9. Appendix: het programma; gebruik package listings, zie onder.
    In geval van aangepaste code: geef alleen de wijzigingen.
Er is een klein skelet voor de verslagen: verslag.tex, dat deze PDF-versie op kan leveren. Zie ook diverse opmerkingen.

De deadlines zijn strikt, overleg eventueel met de docent(en). Voor alle opdrachten geldt dat ze nog voorlopig zijn, aanvullingen tijdens het semester zullen zeker voorkomen. Eigen initiatief wordt —na overleg— op prijs gesteld.
De opgaven worden per stuk als volgt beoordeeld: er wordt gekeken naar het verslag en het programma (met name werking en leesbaarheid); originaliteit beinvloedt de eind-afronding.
Het practicum bestaat zoals gezegd uit vier opgaven:

  1. Monte Carlo & Tetris; deadline woensdag 28 februari 2024, 13:15 uur
    Zie hier.
  2. Agenten & Robotica; deadline woensdag 20 maart 2024, 13:15 uur
    Zie hier.
  3. A*; deadline woensdag 17 april 2024, 13:15 uur
    Zie hier.
  4. Neurale netwerken; deadline woensdag 15 mei 2024, 13:15 uur
    Zie hier.

Colleges

Tijdens de colleges wordt het volgende behandeld. Het programma is uiteraard voorlopig, zelfs als het semester voorbij is — op deze webpagina is steeds de meest actuele versie te vinden. En voor de liefhebbers: alle 361 sheets (in PDF; 14 MB; versie 2024). Geen tentamenstof: sheets over RoboCom; sheets over Robotica; sheets over MDP's (het gaat onder meer om sheets 70-78, 237-242, 270-274 en 301; vaak aangegeven met Ξ). Er worden op het tentamen vanzelfsprekend ook zaken gevraagd die niet (letterlijk) op de sheets staan ...
  1. woensdag 7 februari 2024
    Algemene introductie; het practicum, met name de eerste opgave.
    Hoofdstuk 1 (Introductie) in vogelvlucht, p. 1-35 uit [RN, vierde druk] (p. 1-30 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
        Introductie

    video's:
    - video college 7 februari 2024
    - Introductie (1/3), sheet 1/12 (korte video's 2021)
    - Introductie (2/3), sheet 13/29
    - Introductie (3/3), sheet 30/42

     leuk leesvoer
     
     Alan M. Turing, Computing machinery and intelligence
     Mind 59 (1950) 433-460
     doi:10.1093/mind/LIX.236.433; ophalen vanaf een PC binnen de universiteit 
     
     
     Jason Hutchens, How to pass the Turing test by cheating
     Technical report, 1997
     
     
     Long Ouyang et al., Training language models to follow instructions with human feedback 
     arXiv:2203.02155, 2022
     

  2. woensdag 14 februari 2024
    Hoofdstuk 2 (Intelligente agenten), p. 36-62 uit [RN, vierde druk] (p. 34-59 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
         Intelligente agenten

    video's:
    - video college 14 februari 2024
    - Intelligente agenten (1/2), sheet 1/11 (korte video's 2021)
    - Intelligente agenten (2/2), sheet 12/25

  3. woensdag 21 februari 2024
    Algemene informatie over de tweede practicum-opgave.
    Hoofdstukken 7 (Logische agenten) en 8 (Eerste orde logica), p. 208-224, 237-240 en 251-271 uit [RN, vierde druk] (p. 234-252, 265-267 en 285-306 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
         Logisch redenerende agenten

    video's:
    - video college 21 februari 2024
    - Logisch redenerende agenten (1/3), sheet 1/10 (korte video's 2021)
    - Logisch redenerende agenten (2/3), sheet 11/18
    - Logisch redenerende agenten (3/3), sheet 19/31

  4. woensdag 28 februari 2024
    Hoofdstuk 3 (Probleemoplossen en zoeken), p. 63-84 uit [RN, vierde druk] (p. 64-109 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
         Probleemoplossen en zoeken

    video's:
    - video college 28 februari 2024
    - Tweede programmeeropgave (1/4), sheet 2/10: RoboCom (korte video's 2021)
    - Probleemoplossen en zoeken (1/3), sheet 1,11/20
    - Probleemoplossen en zoeken (2/3), sheet 21/30
    - Probleemoplossen en zoeken (3/3), sheet 31/47

  5. woensdag 6 maart 2024
    Hoofdstuk 3.5/3.6 (Gericht zoeken), p. 84-100 uit [RN, vierde druk] (p. 120-130 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
         Gericht zoeken

    video's:
    - video college 6 maart 2024
    - Gericht zoeken (1/2), sheet 1/11 (korte video's 2021)
    - Gericht zoeken (2/2), sheet 12/24

    Aanbevolen sommen voor werkcollege 7 maart 2024: Opgaven 1 (van 2): 2, 3, 7, 8, 14.

  6. woensdag 13 maart 2024
    Hoofdstuk 5 (in de internationale editie zijn de hoofdstukken 5 en 6 omgewisseld ...; Spel(l)en), p. 146-170 uit [RN, vierde druk] (p. 161-190 uit [RN, derde druk]), zie de sheets:
         Spel(l)en

    video's:
    - video college 13 maart 2024
    - Spellen (1/4), sheet 1/10 (korte video's 2021)
    - Spellen (2/4), sheet 11/20

     leuk leesvoer
     
     H. Jaap van den Herik, Jos W.H.M. Uiterwijk en Jack van Rijswijck,  Games solved: Now and in the future 
     Artificial Intelligence 134 (2002) 277-311
     doi:10.1016/S0004-3702(01)00152-7; ophalen vanaf een PC binnen de universiteit
     
     
     Jonathan Schaeffer, Neil Burch, Yngvi Björnsson, Akihiro Kishimoto, Martin Müller, Robert Lake, Paul Lu en Steve Sutphen, 
     Checkers is solved 
     Science 317 (2007) 1518-1522 
     doi:10.1126/science.1144079; ophalen vanaf een PC binnen de universiteit
     
     
     David Silver et al., A general reinforcement learning algorithm that masters chess, shogi and Go through self-play 
     Science 362 (2018) 1140-1144
     doi:10.1126/science.aar6404; ophalen vanaf een PC binnen de universiteit
     

  7. woensdag 20 maart 2024
    Spel(l)en — vervolg, inclusief uitleg over de derde programmeeropgave; zie de sheets:
         Spel(l)en

    video's:
    - video college 20 maart 2024
    - Spellen (3/4), sheet 21/28 (korte video's 2021)
    - Spellen (4/4), sheet 29/38

    woensdag 27 en donderdag 28 maart 2024 collegevrije week

  8. woensdag 3 april 2024
    Hoofdstuk 6 (Constraint Satisfaction Problemen), p. 180-199 uit [RN, vierde druk] (p. 202-223 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
         CSP's

    video's:
    - video college 3 april 2024
    - Constrained Satisfaction Problemen (1/3), sheet 1/11 (korte video's 2021)
    - Constrained Satisfaction Problemen (2/3), sheet 12/23
    - Constrained Satisfaction Problemen (3/3), sheet 24/35

    Aanbevolen sommen voor werkcollege 4 april 2024: Opgaven 1 (van 2): 11, 16, 17.

     leuk leesvoer
     
     Rodney A. Brooks, Intelligence without representation
     Artificial Intelligence 47 (1991) 139-159
     doi:10.1016/0004-3702(91)90053-M; ophalen vanaf een PC binnen de universiteit 
     

  9. woensdag 10 april 2024
    Hoofdstuk 19.1/4 (Leren), p. 651-672 en p. 677-679 uit [RN, vierde druk] (p. 693-758 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
         Leren

    video's:
    - video college 10 april 2024
    - Leren (1/3), sheet 1/10 (korte video's 2021)
    - Leren (2/3), sheet 11/20
    - Leren (3/3), sheet 21/31
    - Uitwerking Opgave 11Uitwerking Opgave 16Uitwerking Opgave 17bijbehorende scans 11/16/17

  10. woensdag 17 april 2024
    Hoofdstuk 21 (Deep learning), p. 750-775 uit [RN, vierde druk] (p. 727-737 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
         Deep learning & Neurale netwerken
    Algemene informatie over de vierde practicum-opgave.

    video's:
    - video college 17 april 2024
    - Deep learning & Neurale netwerken (1/4), sheet 1/10 (korte video's 2021)
    - Deep learning & Neurale netwerken (2/4), sheet 11/20

  11. woensdag 24 april 2024
    Deep learning — vervolg; zie de sheets:
         Deep learning & Neurale netwerken

    video's:
    - video college 24 april 2024
    - Deep learning & Neurale netwerken (3/4), sheet 21/28 (korte video's 2021)
    - Deep learning & Neurale netwerken (4/4), sheet 29/35

     leuk leesvoer
     
     William S. Noble, What is a support vector machine?
     Nature Biotechnology 24 (2006) 1565-1567
     doi:10.1038/nbt1206-1565; ophalen vanaf een PC binnen de universiteit 
     
     
     Yann LeCun, Yoshua Bengio en Geoffrey Hinton, Deep learning
     Nature 521 (2015) 436-444
     doi:10.1038/nature14539; ophalen vanaf een PC binnen de universiteit 
     

  12. woensdag 1 mei 2024
    Hoofdstuk 4.1 (Locaal zoeken en Optimalisatie), p. 110-119 uit [RN, vierde druk] (p. 126-129 uit [RN; derde druk]); zie de sheets:
         Locaal zoeken en Optimalisatie

    video's:
    - video college 1 mei 2024
    - Locaal zoeken en optimalisatie (1/2), sheet 1/13 (korte video's 2021)
    - Locaal zoeken en optimalisatie (2/2), sheet 13/25

    Aanbevolen sommen voor werkcollege 2 mei 2024: Opgaven 2 (van 2): 19, 23, 27, 29, 10.

  13. woensdag 8 mei 2024
    Hoofdstuk 12 (Onzekerheid; kort) en Hoofdstuk 13 (Bayesiaanse netwerken), p. 385-402 en p. 412-436 uit [RN, vierde druk] (p. 480-499 en 510-529 uit [RN, derde druk]); zie de sheets:
         Bayesiaanse netwerken

    video's:
    - video college 8 mei 2024
    - Bayesiaanse netwerken (1/3), sheet 1/8 (korte video's 2021)
    - Bayesiaanse netwerken (2/3), sheet 9/17
    - Bayesiaanse netwerken (3/3), sheet 18/25
    - Uitwerking Opgave 27Uitwerking Opgave 10bijbehorende scans 27/10

    donderdag 9 mei 2024 geen werkcollege

  14. woensdag 15 mei 2024
    Van alles, waaronder een overzicht van de gehele stof en een oud tentamen (7 juni 2023) (met antwoorden).

    video's:
    - video college 15 mei 2024
    - video college 24 mei 2023, met in de tweede helft behandeling oud tentamen 18 juni 2018
    - Samenvatting (korte video 2021)
    - Uitwerking Opgave 1 van 2.6.2014Uitwerking Opgave 2 van 2.6.2014Uitwerking Opgave 3 van 2.6.2014Uitwerking Opgave 4 van 2.6.2014bijbehorende scans tentamen 2.6.2014
    - Uitwerking Opgave 31Uitwerking Opgave 33bijbehorende scans 31/33

    Aanbevolen sommen voor werkcollege 16 mei 2024: Opgaven 2 (van 2): 30, 31, 33, 13.

    woensdag 22 en donderdag 23 mei 2024 geen (werk)college

Genoemde hoofdstukken komen steeds uit het boek van Russell en Norvig — met dank voor een flink gedeelte van de sheets en veel plaatjes.


13 juni 2024 — http://www.liacs.leidenuniv.nl/~kosterswa/AI/index.html