Introducción a la Inteligencia Artificial

Profesor: Gonzalo Villarreal

Temas Elementos históricos ¿Que es IA?

Algunas definiciones de IA Objetivos de la IA Alcances Limitaciones Aplicaciones de la IA Importancia de la IA Elementos comunes en las aplicaciones de la IA Lenguajes para IA

Elementos históricos En 1912 Leonardo Torres y Quevedo, crean la

máquina de jugar al ajedrez, con capacidad de tomar decisiones y no sólo de tratar la información.

La Inteligencia Artificial "nació" en 1943 cuando Warren McCulloch y Walter Pitts propusieron un modelo de neurona del cerebro humano y animal. Estas neuronas nerviosas abstractas proporcionaron una representación simbólica de la actividad cerebral.

En 1950 Shannon escribió el artículo "Una máquina para jugar al ajedrez" en el que predecía que los computadores podrían jugar bien a este juego. (Analiza y ve consecuencias para decidir por la mejor). En 1950 Turing escribió un artículo titulado "Computadores e Inteligencia".

...Elementos históricos Turing planteo la “Prueba de Turing”. En ese

artículo planteó la siguiente pregunta ¿Será posible que una máquina piense?, ¿Será posible que una máquina haga lo mismo que hacen los seres humanos cuando piensan?

En 1959 Samuel, con la misma estrategia que Shannon, realizó el primer programa que aprendía a jugar a las damas.

El verdadero surgir del término "Inteligencia Artificial" (acuñado por John McCarthy) tuvo lugar en el estudio sobre el tema realizado por diez personas durante dos meses en el "Darmouth College", en el verano de 1956. (McCarthy, Samuel, Minsky, Newell, Shaw Simon).

...Elementos históricos

En los años 70 Edward Feigenbaum crea los sistema experto.

En los años 80, se desarrollaron lenguajes especiales para utilizar con la Inteligencia Artificial, tales como el LISP o el PROLOG.

¿Que es Inteligencia Artificial?

Algunas definiciones de IA "La automatización de actividades que asociamos

con el pensamiento humano, actividades como la toma de decisiones, la resolución de problemas, el aprendizaje etc." (Bellman, R.E. "An introduction to Artificial Intelligence: Can Computers Think?" Boyd & Fraser Publishing Company, San Francisco, 1978).

"La disciplina cuyo objetivo científico es construir una teoría de la inteligencia en base al proceso informático." (Nilsson, N.J., "Principles of Artificial Intelligence". Tioga, Palo Alto, CA, 1980. Traducción española: Principios de Inteligencia Artificial. Díaz de Santos, Madrid, 1987).

"El estudio de las facultades mentales a través del uso de los modelos computacionales." (Charniak, E.C. and McDermott, D. "Introduction to Artificial Intelligence" Addison-Wesley. Reading, Massachusetts. 1985. )

"El estudio de cómo lograr que los computadores realicen tareas que, por ahora, son realizadas mejor por los seres humanos." (Rich, E., and Knight, K., Artificial Intelligence. McGraw Hill, 1991. Traducción española: Inteligencia Artificial. Segunda Edición. McGraw-Hill, 1994.)

"El estudio de las computaciones que permiten percibir, razonar y actuar." (Winston, P., "Artificial intelligence". Addison-Wesley Publishing, 1992. (Versión traducida en Addison-Wesley Iberoamericana, 1994) )

"El campo de la ciencia y la ingeniería dedicado a la comprensión de los procesos computables propios de lo que vulgarmente se identifica por comportamiento inteligente, y a la creación de artilugios que manifiesten dicho comportamiento." (Shapiro, S.C. (Ed.), "Encyclopedia of Artificial Intelligence". John Wiley & Sons, New York, 1992, 2nd edition.)

...Algunas definiciones de IA

"El proyecto de construcción de un artefacto inteligente." (Ginsberg, M., "Essentials of artificial intelligence". Morgan Kaufmann Publishers, 1993. )

"Hacer computacional el conocimiento humano no analítico por procedimientos simbólicos, conexionistas o híbridos." (Mira J., Delgado A.E., Boticario J.G. y Díez J. "Aspectos Básicos de la Inteligencia Artificial". Sanz y Torres. Madrid, 1995.)

“Diseño de sistemas inteligentes, es decir, que exhiben características que asociamos con la inteligencia humana – entender lenguaje natural, aprendizaje, razonamiento, etc.” (Feigenbaum).

...Algunas definiciones de IA

Objetivos de la IA Duplicar las facultades del comportamiento que atribuimos

al ser humano, entendido como ser con capacidad de pensar.

Resolver problemas reales, actuando como un conjunto de ideas acerca de cómo representar y utilizar el conocimiento y de cómo desarrollar sistemas informáticos.

Buscar la explicación de diversas clases de inteligencia, a través de la representación del conocimiento y de la aplicación que se da a éste en los sistemas informáticos desarrollados.

PREGUNTAS ¿Qué técnicas utilizar?, ¿Con qué nivel de detalle se trata

el tema de modelamiento de la inteligencia humana?, ¿cuándo se obtiene éxito en el desarrollo de estos sistemas?

Alcances La mayoría de las definiciones coinciden en que el objetivo de la

IA es duplicar las facultades del comportamiento que atribuimos al ser humano (aprender, tomar decisiones, percibir, razonar y actuar en consecuencia, respuesta flexible a las situaciones, obtener el sentido a mensajes contradictorios o ambiguos, reconocer la importancia relativa de los diferentes elementos de una situación, encontrar semejanzas en las situaciones a pesar de las diferencias que pueda haber entre ellas, extraer diferencias entre situaciones a pesar de las similitudes que pueda haber entre ellas, manipular objetos, etc.) entendido como ser con capacidad de pensar.

A considerar Entender y modelar sistemas “inteligentes” (área de la ciencia) Construir Máquinas “inteligentes” (área de la ingeniería)

Limitaciones Desconocimiento de la esencia de la inteligencia,

o si se prefiere, de su estructura. Creaciones, métodos y modelos creados por el

propio ser humano. Luego, solo somos capaces de definirla

funcionalmente, por sus capacidades, manifestadas a través del comportamiento del ser humano. No puedes pensar sobre el pensar, sin pensar acerca

del pensar sobre algo (Minsky M. "The society of mind". Simon and Schuster Inc., New York, YN, 1986).

“El problema de la Inteligencia Artificial es la naturaleza de la misma inteligencia, un tema que nadie comprende muy bien”.(Minsky M. "Robotics". Omni Publications International. New York, 1985. Traducción española: Robótica. Editorial Planeta, 1986).

Aplicaciones de la IA Robótica. Procesamiento de lenguaje natural. Reconocimiento de patrones. Sistemas expertos. Tutores inteligentes. Demostración de teoremas. Manipulación inteligente de base de datos. Programación automática. Visión computarizada.

Importancia de La IA Recursos humanos escasos Desde la perspectiva del apoyo y

complementación entre el humano y los sistemas inteligentes:

En la agricultura, controlar plagas y manejar cultivos en forma más eficiente. En las fábricas, realizar montajes peligrosos y actividades tediosas (labores de inspección y mantenimiento). En la medicina, ayudar a los médicos a hacer diagnósticos, supervisar la condición de los pacientes, administrar tratamientos y preparar estudios estadísticos.

...Importancia de La IAEn el trabajo doméstico, brindar asesoría acerca de dietas, compras, supervisión y gestión de consumo energético y seguridad del hogar.

En las escuelas, apoyar la formación de los estudiantes, especialmente en aquellas materias consideradas complejas.

Ayudar a los expertos a resolver difíciles problemas de análisis o a diseñar nuevos dispositivos.

Aprender de los ejemplos para explorar bases de datos en busca de regularidades explotables.

Proporcionar respuestas a preguntas en lenguaje natural usando datos estructurados y texto libre.

Elementos comunes en las aplicaciones de IA.

Resolución de problemas. Son problemas donde no existen soluciones

algorítmicas. Se resuelven por la búsqueda de la solución Se necesita evaluar las búsquedas en

relación a la rapidez y a lo buena de la solución.

Se utiliza la heurística.

Lenguajes para IA

Los lenguajes de IA, deben permitir: Representar el conocimiento especializado. Representar el conocimiento heurístico. Realizar inferencias a partir del conocimiento

representado, para obtener conclusiones. Los lenguajes básicos son:

Lisp (Funcional) Prolog, CHIP, OPS5 (Declarativos) SmallTalk, Hypercard, Clos (Orientados a objetos)