Ohjatusti laiskotteleva tietokone on hyvä ongelmanratkoja

19.07.2018

Ohjelmointitekniikan parannus voi nopeuttaa esimerkiksi rahtiliikenteen ja sähköverkkojen vikojen korjaamista.

Kun täydessä lastissa olevan rahtijunan moottori hajoaa, kuljetusyhtiö on tiukan haasteen edessä: korvaajan pitää olla paitsi riittävän tehokas, myös yhteensopiva muiden vaatimusten, kuten sähköverkon, raideleveyden ja junan merkinantojärjestelmän kanssa.

Täydellistä ja samalla toteuttamiskelpoista ratkaisua haravoivilta tietokoneilta loppuu laskentakapasiteetti nykyisillä hakumetodeilla, ja ihmisaivoilta etsintään kuluu yksinkertaisesti liikaa aikaa.

”Yrityksille aika taas on oikeasti rahaa, koska isoista viivästyksistä joutuu usein maksamaan sakkoja ja bisnes voi jopa pysähtyä kokonaan”, sanoo Aalto-yliopiston tutkijatohtori Antonius Weinzierl, joka on yhdessä KU Leuvenin kollegansa Bart Bogaertsin kanssa kehittänyt parannuksen sääntöjen laiskoja ilmentymiä hyödyntävään ohjelmointitekniikkaan (lazy grounding).

Lazy grounding on viime vuosina yleistynyt metodi, jolla tietokone ohjataan keskittämään laskentakapasiteettinsa vain kiireellisimpiin ja olennaisimpiin tehtäviin. ”Laiskottelu” vapauttaa muistia, mutta ongelmatilanteissa kone jää helposti jumiin – ja taas kuluu aikaa. Weinzierlin ja Bogaertsin idea on osoittaa koneelle kriittisimmät kohdat, joissa etsintä voi mennä vikaan ja jättää muut kohdat huomiotta.

”Periaate on vähän sama kuin labyrintissä”, Weinzierl kuvailee Tukholmassa järjestetyssä, tekoälytutkijoiden arvostetuimpiin kuuluvassa, IJCAI-ECAI-18-konferenssissa esiteltyä ideaa.

”Ilman karttaa labyrintistä ulos päästäkseen voi joutua kokeilemaan kaikkia vaihtoehtoja. Nykyiset tietokoneohjelmat ratkaisevat tällaiset tilanteet piirtämällä ensin labyrintistä täydellisen kartan ja alkavat vasta sitten etsiä tietä ulos.”

Täydellisen kartan piirtäminen vie kuitenkin valtavasti muistia. Laiskottelemaan ohjelmoitu tietokone taas lähtisi labyrinttiin ilman karttaa ja voisi jäädä pyörimään epätietoisena paikoillaan.

”Meidän ratkaisumme on tarjota paikallinen, tarpeeseen tilattu kartta, joka osoittaa, missä reitti lähti väärään suuntaan ja mitä kautta pääsee taas oikealle polulle”, Weinzierl selittää.

Tutkijat uskovat, että lähestymistapa hyödyttää erityisesti teollisuutta ja suuryrityksiä, jotka joutuvat etsimään ratkaisuja satojen parametrien muodostamien tuhansien vaihtoehtojen joukosta. Rahtiliikenteen lisäksi tällaisia ovat esimerkiksi IT- ja sähköverkkoalan yritykset.

Julkaisu

Bart Bogaerts and Antonius Weinzierl: Exploiting Justifications for Lazy Grounding of Answer Set Programs, Proceedings of the Twenty-Seventh International Joint Conference on Artificial Intelligence. Main track. Pages 1737-1745.

https://doi.org/10.24963/ijcai.2018/240

Lisätietoja

Antonius Weinzierl
antonius.weinzierl@aalto.fi
Puh. 050 4346805