Yapay kâşifler nasıl çalışır?

Cem Say Y
Yapay kâşifler nasıl çalışır?

Geçen yazıda ABD’li Douglas Lenat’ın matematik ve savaş oyunu dallarında “yaratıcı” davranış gösteren iki programından söz etmiştim. Bir örnek de kendimden vereyim.

Geçtiğimiz asrın sonlarında, doktora tez çalışmamın bir parçası olarak QSI adında bir program yazmıştım. QSI’ın görevi, kendisine bazı değişkenlerinin davranışı tarif edilen bir sistemi en iyi açıklayan denklemleri bulmaktı. (Farklı fiziksel nicelikler arasında böyle denklemlerin, örneğin Newton’un kuvvet, kütle ve ivmeyi ilintilendiren ünlü “F=ma” formülünün, veya gerilim, akım ve direnç arasındaki “V=IR” şeklindeki Ohm yasasının bulunması bilimde çok önemli sayılır, bulana da “zekî” denir. Ben de genç bir Yapay Zekâ araştırmacısı olarak bilgisayara bu işi yaptırmaya niyetliydim.)

Nasıl çalışıyor?


QSI’ın çalışmasını şekilde gördüğünüz, yan yana konulmuş ve birbirlerine alttan yatay bir boruyla bağlanmış “A” ve “B” adlı iki su tankından oluşan sistem üzerinde anlatayım. Diyelim ki sistem boşken aniden A tankına bir kova su koyduk ve o andan itibaren iki tankın içindeki su miktarlarının nasıl değiştiğini programa tarif ettik. Yani QSI’ın girdisi sadece “A’daki miktar azalırken B’deki arttı, sonra ikisi de sabitlendi” bilgisini içeriyor.

Bu noktadan başlayarak program nasıl bir denklemin bu iki değişkenin bu davranışını en iyi şekilde açıklayacağını araştırmaya başlıyor. Kısa bir sürede “İki miktar birbirine zıt yönde değişir!” diyen çok basit bir denklem bulunuyor. Bu aslında yanlış bir ifade değil, ama bu sistemin gerçek modeli olmak için yetersiz. QSI bu yetersizliği denklemi çözüp kendisine hiç tarif edilmeyen başka davranışlara (örneğin iki miktarın hiç durmadan tahterevalli gibi birbirinin aksi yönde bir artıp bir azalmasına, ya da bir süre durduktan sonra aniden birinin artmaya, diğerinin de azalmaya başlamasına) da izin verdiğini görünce fark ediyor, ve “anlaşılan bu sistemi tarif etmek için bana söylenmeyen başka değişkenlere de ihtiyaç var!” sonucuna varıyor.

Bunun üzerine Yapay Zekâ’nın popüler tekniklerinden “üret ve sına” yöntemini kullanarak yeni değişkenlerle zenginleştirilmiş daha karmaşık denklemleri sistematik olarak üretip bunların çözümlerinin verilen davranışı öngörmeyi başarıp başarmadıklarını sınıyor.

Program sonuçta iki miktarın zaman içindeki değişimlerinin (türevlerinin) ve bu miktarlarla hep aynı yönde değişen olan bir çift başka değişkenin de eklendiği bir modelin tam da verilen davranışı açıkladığını teyit ederek sonlanıyor. İşin ilginci, bu son denklem tam da bir fizikçi oturup bu sistemi modellemek istese elde edeceği denklem, programın hiç “gözüyle” görmeden, sadece “olması gerekli” diyerek eklediği yeni değişkenler de borudaki debiye ve tankların dibindeki basınca karşılık geliyor, yani QSI bu yeni kavramları “keşfetmiş” oluyor!

(Bir de bu programı tabii ki beş kuruş paraya çevirmeyi hayal bile etmeden yazıp yayınladıktan sonra başka araştırmalara dalmamın, ve yıllar sonra bir gün bu fikrin izinden giden başka bir “denklem keşfetme” programını yazan birkaç ABD’linin şirketleşip ürünlerini ellerini öpene sattıklarını okuyunca, suratıma yerleşen gülümsemenin hikâyesi var, ama şimdi onun yeri değil.)

“Üret ve sına”

Gerek Lenat’ın programları, gerekse de QSI, yukarıda da andığım “üret ve sına” yöntemini temel alıyor. Bu yöntem şu adımlardan oluşur:

1- Çok sayıda çözüm adayını birer birer üret

2- Her birini incele (“sına”), daha başarılı olanları elde tut, başarısızları çöpe at

3- Mevcut adaylarda küçük değişiklikler yaparak yeni bir “nesil” elde et

4- Başarılı bir çözüm bulana dek bunu sürdür

Peki ama müzik festivalinde Bach konseri öncesinde insan dehası üzerine yapılan bir konuşmada neden bu Yapay Zekâ yöntemini anlattım? Çünkü o “deha” dediğimiz şeyin büyüsünü, onun da aslında aynı algoritmanın çalışmasından ibaret olduğunu iddia ederek bozmayı planlıyorum!

Umarım serimizin bir sonraki bölümünü merakla beklemenizi sağlayacak denli heyecanlı bir noktada kesiyorum.

Haftaya: “Deha nedir?”

Cem Say / sayster@gmail.com


*Bu yazı HBT'nin 67. sayısında yayınlanmıştır.

Cem Say

1987'den beri Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nde çalışıyor. Çalışmaları Yapay Zeka ve Kuramsal Bilgisayar Bilimi üzerine. Sahte dijital deliller üzerine incelemeleri var. Bilimkurgu, uzay yolculuğu, seçim hileleri ve başka bir çok konuya da meraklı.