INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

FUNDAMENTOS DE INVESTIGACIÓN

ANA BERTHA ALMANZA MEDRANO

“INTELIGENCIA ARTIFICIAL, UN AVANCE EN LOS SISTEMAS COMPUTACIONALES”

ARIEL ORDUÑA GARCÍA

ENTREGA:

15 de junio de 2009

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CUAUTLA

ÍNDICE

Introducción..................................................................................................3

Planteamiento del problema.........................................................................4

Objetivos.......................................................................................................4

Justificación..................................................................................................5

Delimitación..................................................................................................5

1. Antecedentes de Inteligencia Artificial......................................................6

1.1 ¿Qué es la Inteligencia Artificial?............................................................7

2. Desarrollo de la Inteligencia Artificial........................................................7

3. Avances de la Inteligencia Artificial...........................................................8

4. Los programadores como creadores de la Inteligencia Artificial...............9

5. Lenguaje.................................................................................................10

6. Prueba de Turing……………………………………………………………..13

Bibliografía……………………………………………………………………….14

INTRODUCCIÓN

La idea de crear máquinas inteligentes y capaces de llegar a igualar la

inteligencia humana es una muy reciente, aunque ya han aparecido técnicas

aplicadas a las ciencias de la computación y también se pueden encontrar en el

área de la biología e ingeniería, entre otras. Pero llegar a modelar la inteligencia

humana a partir de sistemas computacionales podría ser una meta difícil de

alcanzar debido a la dificultad de crear máquinas sensibles y que puedan

evolucionar.

La Inteligencia Artificial no será capaz de alcanzar el nivel de la conciencia

humana, principalmente porque el hombre capta la esencia de una objeto mientras

que en una computadora sólo se pueden simular procesos epistemológicos y así

se puede ser capaz de recolectar datos materiales y compararlos con un patrón ya

dado, pero nunca podrá aprender cosas por sí misma.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El desarrollo de la Inteligencia Artificial, un avance en los Sistemas

Computacionales.

Al descubrir los avances de inteligencia artificial nos hemos dado cuenta de

que surgen complicaciones en cuanto a la interacción hombre-máquina, dándonos

cuenta de este problema, la manera de aprendizaje y reconocimiento del entorno

para las máquinas, para que la inteligencia artificial se pueda hacer notar debe ser

desarrollada.

OBJETIVO GENERAL:

Identificar los avances de Inteligencia Artificial.

OBJETIVO ESPECÍFICO:

Demostrar que la Inteligencia Artificial de una máquina es capaz de

razonar.

Analizar el lenguaje humano que puede ser comprendido por una máquina

con Inteligencia Artificial.

Analizar los avances de la inteligencia artificial

Ejemplificar cuando una máquina es capaz de razonar

3 4

JUSTIFICACIÓN

Esta investigación tratará de explicar los alcances que tiene la Inteligencia

Artificial, porque hasta cierto punto se puede decir que algunas máquinas son

inteligentes, pero no del todo autónomas y esto causa cierta incertidumbre en

cuanto a sí una máquina en realidad puede llegar a obtener una conciencia de lo

que percibe y lo que hace.

Se desarrollará un criterio más amplio para que el lector tenga una mayor

perspectiva al momento de dar un punto de vista acerca de esta innovación, cabe

mencionar que la Inteligencia Artificial es un campo de estudio en la tecnología

que ha dado un sin número de avances para el desarrollo de la humanidad.

Por estas razones es importante manejar este tipo de temas, para tener un

profundo conocimiento, a raíz de que en la actualidad las máquinas son las que

han estado apareciendo en un ámbito social y cada vez mayor en los campos

laborales de la actualidad.

DELIMITACIÓN

El estudio de los Sistemas Computacionales es muy amplio, y tiene una gran

proyección hacia el futuro, ya que día con día son más las aplicaciones que se

desarrollan en la rama de la inteligencia artificial.

En la actualidad se han realizado una gran mayoría de avances, dentro del ámbito

laboral y social, pero solo identificaremos el que se ha dado entre la interacción

del hombre con la maquina y mencionaremos algunos de los más importantes de

nuestra época.

5

1. ANTECEDENTES DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

En 1903 Lee De Forest inventa el tríodo (también llamado bulbo o válvulas de

vacio). Podría decirse que la primera gran máquina inteligente diseñada por el

hombre fue el computador ENIAC, compuesto por 18 mil válvulas de vacio,

teniendo en cuenta que el concepto de “inteligencia” es un término que depende

de la inteligencia y tecnología que tengamos en esa época.

En 1937 El matemático inglés Allan Mathison Turing publico un artículo de

bastante repercusión sobre los “Números Calculables”, que puede considerarse

como el origen oficial de la Informática Teórica. Este artículo introdujo la máquina

de Turing, una entidad matemática abstracta que formalizó el concepto de

algoritmo y resultó ser la precursora de las computadoras digitales. Con ayuda de

su máquina, Turing pudo demostrar que existen problemas irresolubles, de los que

ningún ordenador podrá ser capaz de obtener su solución, por lo que a Allan

Turing se le considera como el padre de la teoría de la computabilidad, también

se le considera como el padre de la inteligencia artificial, por su famosa prueba de

Turing, que permitiría comprobar si un programa de ordenador puede ser tan

inteligente como un ser humano.

El término de inteligencia artificial (IA) fue utilizado por primera vez en 1956 por

John McCarthy, del instituto tecnológico de Massachusetts. En este año se celebró

la conferencia de Dartmouth, en Hanover (E.U.), y en ella, McCarthy, Marvin

Minsky, Nathaniel Rochester y Claude E.Shannon establecieron las bases de la

inteligencia artificial como un campo independiente de la informática.

El matemático británico Allan Turing, con los esfuerzos iniciales para estudiar la

inteligencia artificial, citando el artículo del Turing Turing donde discutieron las

condiciones en las que una máquina se puede considerar inteligente. En los años

posteriores, la definición de la inteligencia artificial ha sido un objeto de continua

mejora, aunque las premisas básicas establecidas por Turing McCarthy y otros se

han mantenido.

6

1.1. ¿QUÉ ES LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL?

El concepto de “inteligencia artificial” es relativamente nuevo, pero la idea de una

inteligencia artificial existe desde hace millones de años.

La inteligencia artificial, IA, se puede definir como el estudio de las facultades

mentales a través del uso de modelos computacionales. Este término data de los

años 50 del siglo XX y se debe a un grupo de científicos que estudiaron el cerebro

humano como modelo natural, integrando la cibernética y las computadoras

(McCarthy, Minsky, Newell, Simon).

En las palabras de Marvin Minsky, la inteligencia artificial es “el estudio de cómo

programar computadoras, que posean la facultad de hacer aquello que la mente

humana pueda realizar”.1

Otra definición es la de Hayes, “consideró que la inteligencia artificial es una

implementación de razonamientos inteligentes, mediante técnicas propias de la

computación, esta definición establece un lazo de unión entre la máquina, la

inteligencia y la actividad del ser humano”.2

Se define la inteligencia artificial como aquella inteligencia exhibida por artefactos

creados por humanos (es decir, artificial). A menudo se aplica hipotéticamente a

los computadores. El nombre también se usa para referirse al campo de la

investigación científica que intenta acercarse a la creación de tales sistemas.

2. DESARROLLO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

La inteligencia artificial es una rama perteneciente a la cibernética, que estudia la

creación de programas para máquinas que imiten al comportamiento y la

comprensión humana. La investigación en el campo de la inteligencia artificial, se

caracteriza por la producción de máquinas para la automatización de tareas, que

requieran un comportamiento inteligente. Esta ciencia reúne varios campos, entre

1 Pajares, Gonzalo; Inteligencia artificial e ingeniería del conocimiento, Alfa Omega, México ,2006 p. 5

2 Ibíd.

77

ellos los sistemas expertos y robótica, todos los cuales tienen en común la

creación de máquinas que pueden “pensar”.

Un ordenador ejecuta las órdenes para procesar datos, que son suministrados sin

que disponga de capacidad para desarrollar razonamiento alguno de dicha

información. Frente a ello, la propuesta de la inteligencia artificial consiste en

lograr que el procesador se adapte al método de razonamiento y comunicación

humana, para que pueda no solo poner en práctica los algoritmos que en él

introduce, sino establecer los suyos para resolver problemas. Por ejemplo, la

computadora puede calcular el área de un polígono siempre que posea el

programa que le proporciona el dato de la medida de uno de sus lados y la fórmula

correspondiente para realizar dicha operación, la inteligencia artificial pretende

que el procesador sea instruido en los principios de la geometría, para, por sí

mismo, resolver la cuestión a partir de un algoritmo de su propia creación. En

definitiva, la inteligencia artificial explora los mecanismos que convierten al

ordenador en una máquina pensante. Pero esto es una hipótesis que se rechaza

por numerosos expertos informáticos, pero igualmente se siguen explorando

caminos que día a día comprueban los progresos.

3. AVANCES DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Hoy en día existen robots de todo tipo. Hay "recepcionistas", "jugadores de fútbol",

"soldados", "exploradores" y hasta "cuidadores de ancianos". Los países más

avanzados en la búsqueda de inteligencia artificial son Japón y Estados Unidos.

Aunque cada uno tiene sus particularidades.

Japón, un país pequeño agobiado por la escasez de población debido a una

bajísima tasa de natalidad, los incorporó a la vida cotidiana. Así, en los últimos

años, las empresas de tecnología japonesas desarrollaron artefactos como "Ifbot",

un robot de 45 centímetros de altura programado para hacerles compañía a las

personas de edad. En 2000, Honda presentó a "Asimo"3, el primer robot con dos

piernas que camina. Hoy es el más conocido. Para no quedarse atrás, en

3 Cfr. http://www.youtube.com/watch?v=P9ByGQGiVMg&feature=related

8

diciembre de 2003 su competidora Sony sacó "QRIO", el primer robot capaz de

correr. Antes, en 1999, ya había sacado "Aibo", un perro robot capaz de pasear,

jugar, rodar por el suelo y morder.

También Toyota sacó su línea de robots. Durante la Exposición Mundial 2005, que

se realizó en marzo en Nagoya y convocó a 15 millones de visitantes, el mayor

fabricante de automóviles de Japón presentó un robot de forma humana que podía

tocar varios instrumentos musicales: el trombón, la tuba, la trompeta y la batería.

También introdujo a "i-foot", un robot semejante a una cáscara de huevo con dos

piernas.

Estados Unidos no se queda atrás. Sus invenciones están destinadas a las

aplicaciones militares y a la investigación espacial. Los robots "Spirit" y

"Opportunity" hace años que surcan los suelos de Marte en busca de agua o

rastros de vida. El ejército ya está experimentando con soldados a control remoto.

Y un equipo formado por el Instituto de Tecnología de Massachusetts y la

Universidad de Cornell desarrolló su propia versión de un robot bípedo.

Otro avance muy destacado son los vi-clones son la nueva apuesta de la realidad

virtual, y están al servicio de las empresas que los quieran usar como

embajadores de su marca de cara al cliente. No se enfadan, no se inquietan,

siempre dan un buen servicio y su aspecto siempre está listo para cualquier

ocasión. Además, trabajan las 24 horas de los 365 días del año, sin cansarse.

Desde el punto de vista de los costes, por tanto, parece que la inversión en un vi-

clone debería resultar rentable, pero todo depende del gasto que una empresa

quiera emplear en atención al cliente.

4. LOS PROGRAMADORES CÓMO CREADORES DE LA INTELIGENCIA

ARTIFICIAL

La programación es básica e indispensable en este campo de la informática, ya

que nos sirve para entender y desarrollar los nuevos modelos a seguir de cierto

avance en la inteligencia artificial.

9

Aquellas personas que de cierta manera han creado las bases, modelos y pruebas

para determinar si una máquina es “inteligente” han sido programadores o mentes

brillantes que lo único que buscan es facilitar e innovar las tareas cotidianas que

encuentran y realizan día con día.

5. LENGUAJES

“Los tres estilos de programación más característicos son los siguientes:

programación funcional

programación relacional

programación por objetos

El lenguaje más representativo del estilo funcional es LISP; LOGO, por su identificación

con LISP, cae de lleno dentro de este estilo. El lenguaje más representativo del estilo

relacional es PROLOG. El lenguaje más representativo del estilo de programación por

objetos es SMALLTALK, pero existen varios dialectos de LISP que permiten programar en

esta forma”. 4

Lenguaje Funcional

Los lenguajes funcionales se caracterizan porque sus programas son expresiones

simbólicas, que se evalúan y producen un resultado, en el mismo sentido en que

la expresión simbólica "(7 + 5)", al ser evaluada, produce "12". Esta característica

contrasta notablemente con lo que ocurre con lenguajes del tipo imperativo, como

FORTRAN o BASIC, en que un programa se define como una secuencia de

comandos a ejecutar. Solo ocasionalmente una expresión en LISP, u otro lenguaje

funcional, produce un "efecto", como distinto del "valor" de la expresión evaluada,

por ejemplo, la activación de un periférico de la computadora o la asociación de un

término con su significado en una tabla de definiciones. En el caso de LOGO, el

aspecto de efecto está enfatizado, dado el sesgo del programa, hacia las

4 Pajares y Santos Op.cit. Pp.188-191

1010

aplicaciones gráficas. Una nota importante que debe subrayarse es que en los

lenguajes funcionales puros, los argumentos de las funciones pueden a su vez ser

funciones, las cuales deben ser evaluadas con anterioridad para que la función de

mayor nivel, pueda obtener sus argumentos efectivos con los cuales deberá

evaluarse.

Lenguajes Relacionales

El segundo estilo de programación de inteligencia artificial es el estilo relacional. El

mejor ejemplo es PROLOG, un lenguaje simple y poderoso desarrollado en los

años setenta por varios investigadores europeos que aplicaron descubrimientos de

otros lógicos. Es también un lenguaje recursivo. Se diferencia de LISP y los otros

lenguajes funcionales, en que es más explícito en la definición de los

constreñimientos, incorporando dentro de la expresión que se evalúa, un lugar

para el resultado de la computación (en contraste con la función, cuyo valor es

simplemente reportado). Una típica expresión en PROLOG es:

Padres ( jesús, X,Y)

que al ser evaluada podría dar como resultado (dependiendo del resto del

programa) las ecuaciones:

X= maría

Y = josé.

Se dice de PROLOG que es equivalente a la lógica de predicados, usada como

lenguaje de programación. En esta perspectiva, se da una considerable

simplificación de las tareas del programador. En efecto, para programar se deberá,

primero especificar el problema usando la lógica. Una vez hecho esto, el trabajo,

consiste en traducir la especificación al código particular del lenguaje de

programación. De ahí la siguiente ecuación:

Programación = especificación + codificación.

11

Pero si se especifica la lógica, y la lógica que usamos es la versión llamada de

cláusulas Horn, que tiene la misma sintaxis de PROLOG, de hecho no se necesita

codificar. Sin embargo, se reconoce que los programas especificados en pura

lógica, incluso usando solamente cláusulas Horn, no son todo lo eficientes posible:

es necesario entonces agregar un toque de decisión de control, como por ejemplo

cambiar el orden de las cláusulas o de los elementos de las cláusulas, a fin de

lograr una ejecución eficiente. Así pues, se nos ofrece la ecuación:

programación = lógica + control.

Sea esto como sea, lo cierto es que PROLOG ofrece dos características muy

atractivas para el programador de alto nivel. Por una parte, la ejecución de un

programa se identifica con un procedimiento deductivo, lo que permite muy

fácilmente dotar de capacidades intelectuales a nuestros programas. Por otra

parte, las expresiones relacionales, con ayuda del uso de variables lógicas,

permiten a los programas PROLOG ser usados "en varias direcciones", como por

ejemplo si un mismo programa nos sirviera para sumar y restar.

Programación por Objetos

Los lenguajes de programación por objetos, por su parte, tienen un estilo muy

particular, ya que tratan de representar a los objetos del mundo con que lidian los

programas con entidades computacionales cerradas sobre sí mismas, llamadas

también objetos. Estos objetos computacionales son al mismo tiempo datos y

procedimientos. En cuanto a los datos, los objetos se definen por variables

privadas que no son inspeccionables desde fuera de ellos, y que conservan sus

valores a través del tiempo. En los procedimientos, los objetos se definen como

métodos, que solo ellos pueden aplicar como reacción a ciertos mensajes que

reciben. La computación se realiza por medio de intercambio de mensajes entre

los distintos objetos. Los mensajes suelen consistir en requerimientos para que un

objeto aplique uno de sus métodos a sí mismo (por ejemplo para variar el estado

de sus variables privadas) o a otros objetos (enviándoles un mensaje); pero puede

también suceder que un mensaje consista en un objeto que se envía a otro objeto.

1212

Generalmente los objetos se organizan en clases jerárquicamente organizadas, de

modo que todos los miembros de una clase comparten ciertos atributos y que los

miembros de una clase subalterna heredan atributos de la clase subalternante (por

ejemplo, una clase de objetos puede ser "vehículos" y otra "automóviles", y los

objetos de la segunda heredar de la primera clase el atributo de servir para

transporte o necesitar combustible).

SMALLTALK fue desarrollado por el Learning Research Group del Centro de

Investigación de la Compañía Xerox, en Palo Alto, California, al comienzo de los

años setenta. Sus ideas principales se deben a Alan Kay. Las primeras

realizaciones del lenguaje las produjo Dan Ingalls (primera persona que programó

ventanas superpuestas en ambientes de cómputo). Otra persona que colaboró de

manera importante en el proyecto fue Adele Golberg, del mismo laboratorio.

El desarrollo de SMALLTALK fue guiado por la experiencia con el sistema FLEX,

creado por el mismo Alan Kay a fines de la década de los sesenta, y por ideas

centrales del lenguaje SIMULA, desarrollado a la mitad de los sesenta por Ole-

Johan Dahl y Kristen Nygaard del Centro Noruego de Cómputo en Oslo. El

esfuerzo paralelo realizado en MIT para la creación de LOGO tuvo también

innegable influencia. Su motivación principal fue proporcionar a los niños un

ambiente de computación gráfico y concreto. Sin embargo, el lenguaje ha

resultado ser de uso general, para toda clase de aplicaciones.

6. PRUEBA DE TURING

“La Máquina Universal de Turing , es un dispositivo que consiste en una cinta con

símbolos (programa) y un escáner de lectura/escritura (el ordenador), podía

emular el comportamiento de un ser humano trabajando con papel y lápiz

siguiendo un proceso mecánico o algorítmico”.5

5 Cfr. Op.cit. pp. 3,4

13

Esta máquina puede simular el comportamiento de cualquier otra máquina de

procesamiento. Define los límites de la conmutabilidad usando computadores

convencionales. La prueba de Turing, diseñada para demostrar si una maquina

puede pensar, consiste a grandes rasgos en:

1. Dos personas y una computadora; una de las personas es un interrogador y

la otra persona y la computadora son los elementos a interrogar y que

deben ser identificados.

2. Cada uno de los elementos del experimento esta en un cuarto distinto

3. La comunicación entre los elementos es escrita y no se pueden ver

4. Después de un cierto número de preguntas y respuestas a ambos, si el

interrogador no puede identificar cual es la computadora y quien la persona,

entonces podemos decir que la computadora “piensa” igual que el ser

humano en esta tarea.

Una de las aplicaciones de esta prueba es para el control de spam. Dado el gran

número de correos electrónicos enviados, el spam es, por lo general, enviado

automáticamente por una máquina. Así la prueba de Turing puede usarse para

distinguir si el correo fue enviado por un remitente humano o una máquina.

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BIBLIOGRAFÍA Y FUENTES BIBLIOGRAFICAS

- M. Gonzalo Pajares, M. Santos Peñas (2006) Inteligencia Artificial e

Ingeniería del Conocimiento, Alfaomega Ra-Ma, México

http://www.clarin.com/diario/2005/05/12/sociedad/s-02902.htm

http://www.canaltecnia.com/avances-en-la-inteligencia-artificial

http://blogs.periodistadigital.com/tizas.php/2009/02/19/codigo-robot-pentagono-

batalla-etica-8909

http://www.muyinteresante.es/index.php/tecno/6418-hacia-el-cerebro-sintetico

http://funversion.universia.es/curiosidades/sorprendente/inteligencia_artificial.jsp

http://www.tuobra.unam.mx/publicadas/020821090354.html

http://www.noticias.com/noticia/inteligencia-artificial-toma-forma-humana-4a7.html

http://www.claudiogutierrez.com/Logo.html

http://www.youtube.com/watch?v=P9ByGQGiVMg&feature=related

http://thecyberbuddy.com/

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