Βασικές Αρχές Υπολογιστικής Νοημοσύνης

Abstract

Το βιβλίο «Βασικές Αρχές Υπολογιστικής Νοημοσύνης: Ασαφής, Νευρωνική και Εξελικτική Υπολογιστική - Μια Προσέγγιση στη Μηχανική Μάθηση» σχεδιάστηκε ως ένα εισαγωγικό εγχειρίδιο στην Υπολογιστική Νοημοσύνη και απευθύνεται σε φοιτητές των Ανώτατων Εκπαιδευτικών Ιδρυμάτων, αλλά και σε όλους όσοι ασχολούνται σε ερευνητικό ή σε επαγγελματικό επίπεδο με σχετικά θέματα. Η Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ), η οποία αποτελεί έναν βασικό κλάδο της Επιστήμης των Υπολογιστών, εξελίσσεται ως μια κυρίαρχη τεχνολογία του μέλλοντος. Η θεματολογία του συγγράμματος καλύπτει σφαιρικά και εκτενώς το επιστημονικό πεδίο της Υπολογιστικής Νοημοσύνης (ΥΝ). Η ΥΝ περιλαμβάνει τρεις κύριους κλάδους έρευνας και εφαρμογής: 1) την Ασαφή Υπολογιστική, η οποία διαμορφώνει μοντέλα που προσεγγίζουν τον τρόπο σκέψης των ανθρώπων, καθώς και το πώς οι άνθρωποι περιγράφουν τον κόσμο γύρω τους, 2) τη Νευρωνική Υπολογιστική, η οποία προσφέρει ισχυρά μοντέλα προσέγγισης του τρόπου λειτουργίας του εγκεφάλου και της μάθησης και 3) την Εξελικτική Υπολογιστική, η οποία αξιοποιεί πρότυπα βιολογικών και εξελικτικών μοντέλων για την αναζήτηση των βέλτιστων λύσεων σε πολύπλοκα προβλήματα αριστοποίησης. Η συνέργεια αυτών των τριών κλάδων έχει οδηγήσει σε υβριδικά συστήματα τα οποία συνεργάζονται, αλληλοσυμπληρώνονται και παρέχουν βέλτιστες λύσεις σε σύνθετα προβλήματα της Μηχανικής και της Επιστήμης. Η διάρθρωση του βιβλίου έχει σχεδιαστεί με τέτοιον τρόπο που να ενθαρρύνει την αυτομάθηση. Το εγχειρίδιο μπορεί να αποτελέσει έναν εισαγωγικό κύκλο μαθημάτων, με έμφαση στις τεχνολογίες νοημοσύνης για προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές. Το βιβλίο οργανώνεται σε πέντε κεφάλαια, συνοδευόμενα με ένα Παράρτημα. Τα τρία πρώτα κεφάλαια είναι αυτοτελείς μαθησιακές οντότητες, ενώ τα επόμενα δύο προϋποθέτουν τη βασική γνώση των προηγούμενων τριών κεφαλαίων. Το πέμπτο κεφάλαιο συμπληρώνει την ύλη των τεσσάρων πρώτων κεφαλαίων, όπου αναπτύσσονται παραδείγματα και εφαρμογές των τεχνολογιών υπολογιστικής νοημοσύνης.

The book "Fundamentals of Computational Intelligence: Fuzzy, Neural and Evolutionary Computation - An Approach to Machine Learning" is designed as an introductory textbook in Computational Intelligence and is addressed to students of higher education institutions, but also to those who are involved in related topics on a research or professional level. Artificial Intelligence (AI), which is a key branch of Computer Science, is evolving as a dominant technology of the future. The topics covered in the text comprehensively and extensively cover the scientific field of Computational Intelligence (CI). AI comprises three main branches of research and application: 1) Fuzzy Computation, which formulates models that approximate how people think and how people describe the world around them; 2) Neural Computation, which offers powerful models to approximate how the brain works and learns; and 3) Evolutionary Computation, which exploits biological and evolutionary models to search for optimal solutions to complex problems of excellence. The synergy of the above three disciplines has led to hybrid systems that collaborate, complement each other and provide optimal solutions to complex problems in Engineering and Science. The structure of the book is designed in a way that encourages self-learning. The textbook can be an introductory course, with a focus on intelligence technologies, for undergraduate and graduate students. The book is organized in five chapters, accompanied by an Appendix. The first three chapters are self-contained, learning entities, while the next two assume the basic knowledge of the previous three chapters. The fifth chapter complements the material of the first four chapters, where examples and applications of computational intelligence technologies are developed.