Разработка искусственного интеллекта для решения рутинных задач

1.

Разработка
искусственного
интеллекта для решения
рутинных задач
Выполнили ученики:
МБОУ «Воткинский лицей» 10А
Машинников Алексей
Каракулова Екатерина
Руководитель:
Исупов Сергей

2.

Актуальность
Глобальная проблема
Глобальная цель

3.

Цели и задачи
Цель: разработка виртуального робота, который с помощью компьютерного зрения и ИИ
сможет выполнять простейшие человеческие задачи, например разгадывание кроссворда.
Проблема: для решения человеческих задач необходимо обладать чувствами, интеллектом
и средствами воздействия на физические объекты, соответственно локально встают
проблемы: компьютерного зрения, компьютерного интеллекта, механических манипуляторов.
Задачи:
1. Изучение теории программирования и искусственного интеллекта.
2. Разработка алгоритмической базы для решаемой проблемы.
3. Разработка модели робота, работающую при помощи алгоритмической базы.
4. Тестирование.
5. Доработка и применение.

4.

Выбор объекта
разработки
Выбор объекта разработки был обусловлен следующими критериями:
1. Возможность применить компьютерное зрение.
2. Возможность применить искусственный интеллект.
Руководствуясь критериями, в качестве объекта разработки мы выбрали
робота, самостоятельно играющего в игру «Words of wonders», где нам
понадобится:
1. Компьютерное зрение, чтобы определять текущее состояние игры.
2. Искусственный интеллект, чтобы определять слова для ввода.

5.

Структура проекта
Робот
Алгоритмы
Генераторы
Нейросети

6.

Главный алгоритм работы
Загрузка справочника слов
Пока не закончатся уровни:
Выбор следующего уровня
Решение уровня:
Снимок экрана
Распознавание доступных букв
Распознавание структуры кроссворда
Получение списка возможных слов

7.

Главный алгоритм работы
Умный алгоритм перебора слов:
Выбор наиболее привлекательного слова
Ввод выбранного слов
Исключение лишних слов из списка согласно новому состоянию
Если умный алгоритм не справился:
Простой алгоритм перебора слов:
Ввод очередного слова из списка
Если простой алгоритм не справился:
Перебор всех возможных комбинаций:
Ввод очередной комбинации

8.

Нейросети проекта
Данные нейросети для проекта были разработаны самостоятельно:
Классификация
круга
Распознавание
буквы
Определение
границ
кроссворда
Распознавание
размера
кроссворда
Распознавание
типа ячейки

9.

Генераторы проекта
Круга с
буквами
Букв
Фонов
Ячеек
Кроссвордов

10.

Алгоритмы проекта
поиск возможных слов
структура кроссворда
наполнение кроссворда
поиск лучшего слова
фильтрация слов
аварийный перебор слов

11.

Матрица
Базой для большинства алгоритмов является матрица кроссворда, получаемая
компьютерным зрением.

12.

Пример анализа уровня
2
1
Распознать буквы
и их количество
Распознать размеры кроссворда
и количество слов в нем
3
Составить
список слов
7
• круг
• урок
• укор
• рок
и т.д.
5
Буквы: ОУГРК
Кол-во: 5
5–1
4–3
3–2

13.

Стадии разработки
Наш алгоритм имел три стадии разработки:
1. Проходит уровень умным алгоритмом.
2. Проходит уровень перебором возможных комбинаций.
3. Проходит уровень перебором подходящих слов.
Прохождение производится на эмуляторе при помощи
курсора мыши.

14.

Показатели проекта в цифрах
30 секунд
Робот тратит на решение одного уровня
63 дня
Потребуется для прохождения всей игры или 181780
уровней
10 человек
Решают столько же уровней за определенный промежуток
времени , сколько 1 робот

15.

Дорожная карта
Проект находится в стадии разработки, имеет промежуточные результаты, но не обладает своей
конечной формой. Для его завершения мы запланировали следующие работы:
Улучшение справочника: расширение допустимых слов, исключение некорректных слов, ввод
системы рейтинга слов
Отладка основного алгоритма: устранение неточностей, дообучение сетей
Разработка компьютерного зрения для определения служебных экранов: необходимая
функция для зацикливания работы программы
Разработка физической модели робота: игра будет запущена на телефоне, а управлять ей будет
рука-манипулятор при помощи стилуса
Запуск стрима: перманентная съемка процесса работы робота и ее трансляция на популярные
платформы, с целью популяризации нашей работы

16.

Применение нашего проекта
Наш проект затрагивает такие моменты, как искусственный интеллект,
компьютерное зрение и робототехника. Нашу небольшую разработку далее
можно масштабировать на все возможные сферы, где присутствуют рутинные
работы. Например:
Компьютерное зрение, которое мы используем в проекте можно использовать
для распознавания текстов, предметов или объектов, классифицировать объекты
по различным признакам.
Алгоритмическую базу проекта можно использовать для различных других
программ и нейросетей, изучающих или прогнозирующих тексты, например таких
как ChatGPT.

17.

Заключение
В ходе работы мы написали множество алгоритмов на языке Python, обучили ряд
нейросетей, разработали прототип робота, который способен самостоятельно играть в
простую логическую игру.
Цели проекта частично достигнуты, однако сам проект еще находится в стадии
разработки.
На основе разработанного нами искусственного интеллекта могут быть разработаны ИИ
для других сфер, в которых требуется распознать текст и неким образом
проанализировать его или выполнить операции с ним.
Но самой большой ценностью данного проекта является опыт, который мы получаем в
процессе работы над ним. Создав текущее решение, перед нами откроются двери в мир
серьезных разработок и технологий.