Inteligencia Artificial Edgar Altamirano Unidad Académica de Matemáticas Universidad Autónoma de...

Inteligencia Artificial

Edgar AltamiranoUnidad Académica de Matemáticas

Universidad Autónoma de Guerrero

2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 2

Agenda

• ¿Qué es Inteligencia Artificial?

• ¿Qué se estudia en cursos de Inteligencia Artificial?

• El futuro de la IA


¿Qué es Inteligencia Artificial?


Test de Turing

Procesar Lenguaje Natural Representar Conocimiento

Razonar Automáticamente Autoaprendizaje



Sistemas queactúan

racionalmente

Sistemas que piensan como

humanos

Sistemas quepiensan

racionalmente

Sistemas queactúan como

humanos

PENSAMIENTO

CONDUCTA

HUMANO RACIONAL


• El estudio de las facultades mentales humanas mediante el uso de modelos computacionales

• El estudio de cómo lograr que las computadoras realicen tareas que por el momento, los seres humanos hacen mejor


Dos definiciones de IA


• Entender los principios que hacen posible la inteligencia.

• Formalizar el Conocimiento y el razonamiento automatizado

• Desarrollar artefactos inteligentes• Hacer que el trabajo con

Computadoras sea tan fácil como interactuar con gente.

Objetivos de la I A


Agenda





Agentes deSoftware

IA

Lenguajes deProgramación

IncertidumbreImprecisión

Incompletitud

Soluciónde

Problemas

AprendizajeSistemas Basadosen Conocimientos

Representacióny

RazonamientoRobótica


Agentes deSoftware

IA



Incompletitud

Soluciónde

Problemas


Representacióny



Agentes de Software• Es un robot de software capaz de extraer información de su

medioambiente y utilizar su conocimiento del mundo para actuar racionalmente de una manera significativa


Programas de Agentes

Función Agente (percepción)static memoria;memoria ← Actualiza_Memoria(memoria, percepción);acción ← Elije_la_mejor_acción(memoria);memoria ← Actualiza_Memoria(memoria, acción);

retorna acción;

Agentes de Software


El mundo de WumpusAgentes de Software

4

1

2

3

1 42 3

Percepciones:

BrisaHedorResplandorGolpeGrito

Acciones:

CaminarDispararAgarrar


Soluciónde

Problemas

Agentes deSoftware

IA



Incompletitud


Representacióny



¿De qué clase de problemas se ocupa la ¿De qué clase de problemas se ocupa la IA?IA?

Solución de Problemas

1. Problemas en los que se utiliza un algoritmo determinista que garantiza la solución al problema

2. Problemas complejos que se resuelven con la búsqueda de una solución búsqueda de una solución; de ésta última clase de problemas se ocupa la IA


Representación de problemas complejos mediante espacios de estados

Estado Inicial

EstadoMeta

Solución de Problemas


Solución de ProblemasEspacio de estados en teoría de juegos

Solución de ProblemasEspacio de estados en teoría de juegos

9!+1 = 362,880


Deep Blue vs Garry Kasparov (1997)

• Programa escrito en C ejecutado sobre un sistema operativo AIX

• Computadora IBM RS/6000

• Considera 60 billones de posiciones en los 3 minutos permitidos por jugada

• El árbol del juego de Ajedrez tendría 10120 posibles movimientos


Solución de ProblemasSolución de Problemas

1

5

2

4

6 3

1 13 12 18 7 14

2 13 21 26 15 25

3 12 21 11 6 4

4 18 26 11 12 14

5 7 15 6 12 9

6 14 25 4 14 9

1 2 3 4 5 6

Matriz de distanciasRed de Ciudades

El problema del Agente ViajeroRutas posibles = (n-1)!(11-1)! = 3,628,000


Soluciónde

Problemas

Agentes deSoftware

IA



Incompletitud


Representacióny



Representación y Razonamiento

1. "Antonio estudia lo mismo que Juan"estudia( Juan, X ) estudia( Antonio, X )

2. "Juan estudia Informática"estudia(Juan,Informática)

¿Qué estudia Antonio?

Lógica Matemática

estudia(Juan,X) estudia(Antonio,X)estudia(Juan,Informática)

estudia(Antonio,Informática)

X ← Informática


Representación y Razonamiento

(1) Antecedente Consecuente

IF x es una manzana THEN x es una fruta.

(2) Premisa Conclusión

IF Penicilina es indicada AND el paciente no es alérgico THEN prescribir Penicilina

ELSE NOT prescribir Penicilina

(3) Situación Acción

IF temperatura ≥ 20 THEN desconectar la calefacción.

Reglas de Producción


hecho: AR1: A CR2: A HR3: C DR4: D ER5: B F XR6: D G BR7: C F BR8: A H DR9: A C H BR10: A B C H F

Representación y Razonamiento Reglas IF-THEN-ELSE


Representación y Razonamiento Redes Semánticas

animal

pájaro volar

albatros kiwiKim

es_un

moverseluz_del_día

activo_en

noche

caminar

café

Rosa

Alberto

es_unes_un

es_un

es_un

es_un

activo_en

método_para

color

color

método_para

moverse

blanco_y_negro


Soluciónde

Problemas

Agentes deSoftware

IA



Incompletitud


Representacióny



Base deConocimientos

Sistemas basados en Conocimientos Sistemas dotados de una experticidad

específica y del saber cómo resolver problemas en un cierto dominio de conocimientos

SoluciónResolvedor

DeProblemas

Problema


Sistemas Expertos

Sistemas basados en Conocimientos


Soluciónde

Problemas

Agentes deSoftware

IA



Incompletitud


Representacióny



IImprecisiónmprecisión

IIncertidumbrencertidumbre

IIncompletitudncompletitud


Incertidumbre

Es la confianza que tenemos las personas en que algún evento determinado sea verdadero.

SI La cepa del organismo es gram-positivo Y La morfología del organismo es coco Y Los organismos crecen de forma entrelazada ENTONCES Hay evidencia sugerente (0.7) de que el

organismo sea estreptococus

probabilidad Factor de confianza


Incertidumbre

Aproximaciones numéricas• Un solo valor• Dos valores• Conjuntos difusos

Aproximaciones simbólicas• Representación única• Representaciones locales


Soluciónde

Problemas

Agentes deSoftware

IA



Incompletitud


Representacióny



Aprendizaje

Mejoramiento de la actuación basado en la experiencia

Aprendizaje Computacional

• Mejoramiento de la tarea T• Con respecto a una medida de actuación A• Basado en la experiencia E


Aprendizaje en el juego de Damas• Tarea T: jugar damas• Medida de actuación A: porcentaje de

juegos ganados contra otros oponentes• Entrenamiento (experiencia) E:

practicas de juegos contra sí mismo


Aprendiendo a reconocer palabras manuscritasTarea T: reconocer y

clasificar palabras manuscritas dentro de una imagen

Medida de actuación A: porcentaje de palabras correctamente clasificadas

Entrenamiento (experiencia) E: una base de datos con palabras manuscritas previamente clasificadas


Una neurona en un sistema biológico vivo

Aprendizaje: Redes Neuronales


Procesamiento de una neurona



Tabla de Verdad para “AND”


11

1.5

(0101) Y

(0011) X

Salida (0001)

X Y X Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Σ = 0*1 + 0*1 = 0 < 1.5


Red con una capa ocultaCapa de Entrada Capa Oculta Capa de Salida

Conecciones con Pesos

Vector de Entrada Vector de Salida



Redes Neuronales:

Reconocimientode Rostros


Aprendiendo a guiar un vehículo autónomo


Soluciónde

Problemas

Agentes deSoftware

IA



Incompletitud


Representacióny



¿Qué es un Robot?

“Es un manipulador multifuncional reprogramable diseñado para mover material, partes, herramientas o dispositivos especializados al través de movimientos programados para la realización de diversas tareas”

Robótica


Beneficios de la Robótica

Nos libera de trabajos peligrosos, sucios y aburridos o repetitivos.


Configuración básica de un robot

• El Sistema ManipuladorElementos rígidos, de agarre, motores

• El Sistema de ControlComputadora y lenguajes de programaciónPlanificar y controlar los movimientos

• Los Sistemas SensitivosDe contacto directoRemotos: visión, sonido


Soluciónde

Problemas

Agentes deSoftware

IA



Incompletitud


Representacióny



Lenguajes de Programación

• Programación Lógica: PROLOG

• Programación Funcional: LISP

• Otros lenguajes: C, C++, JAVA, …

• Lenguajes Especializados: SE, Planeación, Agentes de Software, Aprendizaje, …


Lenguajes de Programación: PROLOG

par([ ]).

par([Cabeza|Cola]) :- impar(Cola).

impar([ _ ]).

impar([Cabeza|Cola]) :- par(Cola).

?.- par([b,c,d]).No?.- impar([b,c,d]).yes


Agenda




El Futuro de la IA

• IA es un campo joven• IA en tiempo real• Incertidumbre, imprecisión e incompletitud• Robótica: visión, PLN, Reconocimiento del

habla, razonamiento y movilidad• Web Inteligente: Agentes, Internet II,

Comercio electrónico, transmisión de voz y video en tiempo real

• Artes, Computación afectiva, teoría de juegos


Computación Afectiva• Técnicas de visión en tiempo real para reconocer los

gestos humanos– Detectar la localización de las partes del rostro

– Reconocer las emociones naturales humanas

– Computar respuestas apropiadas


Edgar Altamiranohttp://www.iiia.csic.es/~ealtamir/

[email protected]

¿Preguntas?

Inteligencia Artificial Edgar Altamirano Unidad Académica de Matemáticas Universidad Autónoma de...

Documents

Transcript of Inteligencia Artificial Edgar Altamirano Unidad Académica de Matemáticas Universidad Autónoma de...