Υπολογιστική συνείδηση και διάχυτος υπολογισμός. Μελέτη εφικτότητας ήρεμου και ευφυούς υπολογισμού μέσω της τροποποίησης του προγράμματος ELIZA.

Computing consciousness and pervasive computing. A feasibility study on calm and intelligent computing using a modified ELIZA program. (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Κατερτζής, Νικόλαος
  3. Συστήματα Κινητού και Διάχυτου Υπολογισμού (ΣΔΥ)
  4. 23 Σεπτεμβρίου 2018 [2018-09-23]
  5. Ελληνικά
  6. 90
  7. Κουτκιάς, Βασίλειος
  8. Κουτκιάς, Βασίλειος | Νικοπολιτίδης, Πέτρος
  9. διάχυτος υπολογισμός | ήρεμος υπολογισμός | συνείδηση | υπολογιστική συνείδηση | τεχνητή νοημοσύνη | υπόρρητη αλληλεπίδραση | αλληλεπίδραση ανθρώπου και υπολογιστή | chatbots | ELIZA | επεξεργασία φυσικής γλώσσας | ανάλυση συναισθηματικής φόρτισης | pervasive computing | calm computing | consciousness | computational consciousness | artificial intelligence | implicit interaction | human and computer interaction (HCI) | natural language processing (NLP) | sentiment analysis
  10. 50
  11. Περιέχει : πίνακες, διαγράμματα, εικόνες.
    • Ένα από τα βασικά συνθετικά του οράματος του διάχυτου υπολογισμού είναι η διάδοση των «ήρεμων» τεχνολογιών, με την έννοια της μη απόσπασης της προσοχής του χρήστη και της επίτευξης ομαλής και φυσικής επικοινωνίας και αλληλοκατανόησης ανθρώπου-μηχανής. Ο άνθρωπος τίθεται στο επίκεντρο της τεχνολογίας, η οποία προσαρμόζεται συνεχώς στις ιδιαιτερότητες και τις απαιτήσεις του. Στο πλαίσιο της ανωτέρω προσπάθειας, στην παρούσα εργασία, αρχικά επιχειρείται η παρουσίαση της ιστορίας και του θεωρητικού υπόβαθρου της υπολογιστικής συνείδησης, η οποία συνιστά ένα κλάδο της τεχνητής νοημοσύνης, ο οποίος ερευνά τη δυνατότητα ανάπτυξης υπολογιστικών συστημάτων που εξομοιώνουν την ανθρώπινη νοημοσύνη, με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της όπως είναι η συνείδηση, η αυτογνωσία και η πολυτροπική μάθηση. Στη συνέχεια, εξετάζεται το καινοτόμο υπολογιστικό μοντέλο του διάχυτου υπολογισμού και οι πτυχές του, με επίκεντρο τη διάσταση των ήρεμων τεχνολογιών και την αξιοποίηση των πληροφοριών πλαισίου, ώστε να καταστεί κατανοητό το υπό μελέτη πεδίο δράσης και έρευνας. Μετά την ανάλυση των εννοιών και των πτυχών της υπολογιστικής συνείδησης και του διάχυτου υπολογισμού, παρουσιάζεται μια επισκόπηση των πιο διαδεδομένων και επιτυχημένων chatbots και των βασικών χαρακτηριστικών τους, ως πρακτικό παράδειγμα εφαρμογής της υπολογιστικής συνείδησης. Στην επόμενη ενότητα, εξετάζονται πιθανά σημεία τομής των εννοιών και των πτυχών που αναλύθηκαν σε προηγούμενες ενότητες και πιο συγκεκριμένα της υπολογιστικής συνείδησης, του διάχυτου υπολογισμού και των chatbots, ώστε να καταστούν αντιληπτές προοπτικές αξιοποίησης πιθανών συνεργειών στη δημιουργία πιο ευφυών και προσαρμοστικών υπολογιστικών συστημάτων. Ουσιαστικά, η έρευνα επικεντρώνεται στην ανάπτυξη συστημάτων (chatbots), τα οποία μπορούν να επικοινωνήσουν μέσω γραπτών μηνυμάτων με φυσικό τρόπο (όσον αφορά στη συμβατότητα με τους καθιερωμένους τρόπους επικοινωνίας μεταξύ ανθρώπων) με τους ανθρώπους, εξομοιώνοντας ανθρώπινα χαρακτηριστικά, συμβάλλοντας με αυτόν τον τρόπο στην επίτευξη μιας πιο ήρεμης και φυσιολογικής, για τον άνθρωπο, αλληλεπίδρασης. Τα εν λόγω συστήματα μπορεί να επιχειρούν την επικοινωνία με τον άνθρωπο-χρήστη για την απόσπαση με ανεπαίσθητο τρόπο υπονοούμενης πληροφορίας πλαισίου ή στο πλαίσιο εξειδικευμένων εφαρμογών για την πιο ρεαλιστική εξομοίωση κοινωνικών αλληλεπιδράσεων. Τέτοια πληροφορία είναι και η συναισθηματική φόρτιση του χρήστη, ή οποία μπορεί να αξιοποιηθεί στο πλαίσιο συστημάτων διάχυτου υπολογισμού, ώστε να ενεργοποιηθούν κατάλληλες συνδεδεμένες υπηρεσίες, όπως για παράδειγμα «εικονικοί ψυχολόγοι», οι οποίοι μπορεί να παρέχουν συμβουλές στους χρήστες. Για την κατηγοριοποίηση της συναισθηματικής φόρτισης του χρήστη μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα μοντέλα, πολύπλοκα, όπως ο «τροχός του Plutchik», ή πιο απλά, όπως το μοντέλο τριών βαθμίδων (αρνητική, ουδέτερη και θετική). Το τελευταίο επιλέχθηκε για την πρακτική εφαρμογή στην παρούσα εργασία. Συνεπώς, πέραν της θεωρητικής εξέτασης του αντικειμένου, επιχειρείται η τροποποίηση του κλασσικού υπολογιστικού προγράμματος επεξεργασίας φυσικής γλώσσας ELIZA, μέσω της χρησιμοποίησης μιας εξειδικευμένης Java βιβλιοθήκης επεξεργασίας φυσικής γλώσσας (Natural Language Processing – NLP) του Stanford University και πιο συγκεκριμένα του πακέτου που σχετίζεται με την ανάλυση συναισθηματικής φόρτισης (sentiment analysis), ώστε να μελετηθεί κατά πόσο είναι δυνατή η ενσωμάτωση του σε ένα σύστημα ΔΥ, ως βασικό δομικό συστατικό επίτευξης πιο φυσικών, έξυπνων και χρήσιμων αλληλεπιδράσεων με τους χρήστες του συστήματος και ως μέσο υπόρρητης απόσπασης πληροφοριών πλαισίου και πιο συγκεκριμένα πληροφοριών συναισθηματικής φόρτισης. Τέλος, παρουσιάζεται ενδεικτική λειτουργία του τροποποιημένου προγράμματος, ενώ επίσης το εν λόγω σύστημα αξιολογείται, αναλύονται οι περιορισμοί και οι δυνατότητες του και εξετάζονται πιθανές μελλοντικές ερευνητικές κατευθύνσεις στο εν λόγω πεδίο.
    • One of the challenges of the pervasive computing vision is to diffuse the, so-called "calm technologies", in the sense of not distracting the user's attention and achieving smooth and natural communication and understanding between human and machine. In "calm computing", the human is at the center of computing technology, which constantly adapts to their characteristics and needs. In the context of this effort, this paper initially attempts to present the history and the theoretical background of computational consciousness, which is a distinct part of Artificial Intelligence that explores the possibility of developing computational systems that simulate human intelligence with its specific features, such as consciousness, self-knowledge, and multimodal learning. Subsequently, the innovative computing paradigm of pervasive computing and its aspects are analyzed with a focus to "calm technologies" and the utilization of context information in order to present the field in a way that potential contributions can be understood. After the analysis of the theory and aspects concerning computational consciousness and pervasive computing, a review of the most widespread and successful chatbots illustrating their key features is attempted as a practical example of computational consciousness. In the next chapter, possible intersection points between the concepts and aspects previously presented are examined and more precisely the potential synergies among computational consciousness, pervasive computing and chatbots, in order to achieve more intelligent and adaptive computing systems. Essentially, research focuses on the development of systems (chatbots) that can communicate naturally (in terms of compatibility with established modes of communication between people) via text, with people, assimilating human characteristics, thus contributing to a calmer and more natural interaction for the user. Such systems may attempt to communicate with the user for "calm" extraction of context information or in the context of specialized applications for realistic simulation of social interactions. Such information is also the emotional load of the user, which can be used in the context of pervasive computing systems, to activate appropriate connected services, such as "virtual psychologists", who can advise users. In order to categorize the user's emotional load, various complex models, such as the "Plutchik's wheel", or more simple, such as the three-step model (negative, neutral and positive) can be used. The latter was chosen for practical application in this paper. Consequently, beyond the theoretical examination of the subject, this thesis undertakes the modification of the classical ELIZA natural language processing (NLP) program, by utilizing a specialized NLP Java library, created at Stanford University, and more specifically the sentiment analysis package, in order to study whether it is possible to integrate it into a pervasive computing system as a basic structural component to achieve more natural and intelligent interactions with the users, as a means to implicitly extract meaningful context information and more specifically, in this case, information related to users’ sentiments. Finally, an illustrative demonstration of the modified ELIZA program is presented, along with its evaluation, analyzing its limitations and capabilities, while possible future research directions in the field are also discussed.
  13. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.