Alvaro José de AlbornozPatricia Escamilla

Ramón BrenaRaúl Monroy

Rogelio Soto RodríguezSairam Cerón

Manuel ValenzuelaEdgar Vallejo

7.1.1 DefiniciónLa Inteligencia Artificial es la rama de las ciencias computacionales que bus-ca crear computadoras que se comporten como humanos en varios tipos de tareas que requieren el uso de inteligencia, entre ellas:

Procesamiento de lenguaje natural (hablado y escrito)• Robótica y visión (máquinas capaces de percibir y actuar sobre un medio • ambiente físico)Razonamiento experto (uso de conocimiento y razonamiento)• Juegos (ajedrez, damas, backgammon)•

La megatendencia se define como el uso generalizado y creciente de las técnicas de la inteligencia artificial para controlar, optimizar, predecir, diag-nosticar, diseñar y explicar, procesos y sistemas en diversos sectores como salud, transporte, gobierno, empresa, manufactura, cómputo, comunicación y educación.

7.1 Descripción

7Inteligencia artificial

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

7.1.2 DetonadoresDentro de los procesos que detonan e impulsan el avance de la megatendencia se en-cuentran: el aumento de la capacidad del hardware, ya que permiten procesar más infor-mación en menos espacio; la evolución en las formas de comunicarse entre el hombre y las computadoras, gracias al desarrollo de sistemas de interacción, recepción y gene-ración de información que involucran todos los medios humanos posibles; la necesidad tecnológica de las personas para comunicarse en cualquier lado y en cualquier momen-to, en la actualidad la gente busca estar comunicada y conectada en cualquier lugar a donde va, porque el trabajo se vuelve parte de nuestra vida; la creciente movilidad de personas y mercancías, ya que se requiere infraestructura que permita esta la movilidad por vías marítimas, aéreas y terrestres, de manera real o virtual; el aumento del comercio internacional, pues al existir menos barreras arancelarias y más acuerdos comerciales se generan nuevos mercados de productos y servicios alrededor del mundo; la estan-darización de procesos y tecnologías en las empresas, debido a que al globalizarse, las compañías y sus sistemas deben armonizarse para poder compartir información y realizar sus operaciones.

7.1.3 Comportamientos tecnológicosEsta megatendencia tendrá un fuerte impacto en la sociedad; por ejemplo, las empresas utilizarán sistemas inteligentes para el diagnóstico y toma de decisiones, el creciente uso del Internet provoca el desarrollo de más servicios basados en web, el reconocimiento de patrones se utiliza en sitios de Internet y sistemas de seguridad, la expansión del Internet a diversas poblaciones genera el desarrollo de más servicios de e-learning, las empresas buscan continuamente una optimización de sus procesos que incluya todos los aspectos del negocio y lo hacen a través de sistemas inteligentes de planeación de los recursos. Además, el aumento de tráfico genera medios de transporte y autopistas inteligentes, la comunicación entre personas se realiza a través de interfaces inteligentes y será común el control de dispositivos mediante el pensamiento.

7.2 Temas de investigación

Temas de investigación de mayor relevancia:

Diseño inteligente

Logística inteligente

Algoritmos de “ruteo” en redes

E-learning y tutores inteligentes

Tabla 7.1Temas de investigación

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Fuente: Elaboración propia.

7.3 Tecnologías existentes

Dentro del conjunto de tecnologías existentes que sostienen a la megatendencia se en-cuentran:

Modelos de usuarios

Agentes inteligentes

Sistemas expertos difusos para la toma de decisiones

Automatización de procesos administrativos

Diagnóstico médico

Planeación de producción

Optimización de procesos y de la red grid

Programación de tareas en cómputo grid

Patrones de comportamiento

Seguridad informática

Robótica

Control automático de procesos industriales

Manejo y descubrimiento de conocimiento

Modelación del comportamiento normal y anómalo de aplicaciones, usuarios y sistemas operativos

Criterios de seguridad (autenticación, integridad, no repudiación y privacidad)

Aplicaciones en protocolos de seguridad y de transacciones

Algoritmos genéticos y de schedulling

Diseño mecánico

Reconocimiento de patrones

Teorías de manipulación

Minería de datos (árboles de decisión, redes neurales, reglas expertas, entre otros)

Controles automáticos y simuladores interactivos inteligentes

Modelado estadístico y modelos predictivos

Protocolos recocido simulado

Lógica difusa

Semántica cuantitativa

Tabla 7.2 Tecnologías existentes

Fuente: Elaboración propia.

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Tabla 7.3 Tecnologías emergentes

Tabla 7.4 Procesos industriales

Fuente: Elaboración propia.

Fuente: Elaboración propia.

7.4 Tecnologías emergentes

Algunas de las tecnologías emergentes impulsadas por la megatendencia son:

Agentes inteligentes

Argumentación y clasificadores

Fusión de sensores

Programadores lógicos controlables de alto rendimiento

Análisis de cripto-sistemas

Computación evolutiva

Planeación de movilidad y de trayectorias

Sistemas adaptativos, difusos, expertos y multiagentes

7.5.1 Lista de productos y serviciosAlgunos de los productos y servicios generados se localizan en las áreas de proce-

sos industriales, medicina, negocios, educación, gobierno, productos y servicios comer-ciales y seguridad. Algunos de ellos son:

Procesos industriales

Sistemas de control y supervisión de calidad en procesos de producción y optimización de diseño

Sistemas de diagnóstico de fallas para autos

Ruteo y distribución para flotillas de transporte

Vehículos autónomos e híbridos

Detectores de fallas sistemas de producción en serie

Controladores automáticos de procesos industriales

Simuladores de diseño automotriz

Calles y carreteras inteligentes

7.5 Productos y servicios

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Tabla 7.5 Medicina

Tabla 7.6 Negocios

Fuente: Elaboración propia.

Medicina

Diagnosticadores de imágenes médicas

Detectores de predisposición genética a enfermedades

Dosificadores implantables de medicamentos

Humanoides de ayuda para discapacitados

Negocios

Sistemas de planificación automática en organizaciones

Sistemas de descubrimiento de conocimiento y de optimización multiobjetivo

Modelación de usuarios

Sistemas de digitalización y estandarización de contenidos e inteligentes de distribución de información

Sistemas de análisis de inversiones, riesgos y tendencias

Programadores de tareas en cómputo distribuido

Recursos de planeación inteligente empresarial (ierp)

Sistemas de: administración de incertidumbre; reconocimiento de patrones de compra

Buscadores inteligentes de información

Sistemas de: interpretación de índices económicos, pronósticos financieros e inteligencia de negocios

Sistemas de clasificación y agrupamiento de bases de datos

Sistemas de optimización de la red distribuida

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 7.7 Educación

Educación

Automatización de los procesos de gestión educativa

Tutores virtuales inteligentes

Enseñanza virtual y en línea

Fuente: Elaboración propia.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 7.8 Gobierno

Gobierno

Portales virtuales para el gobierno (e-government)

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Fuente: Elaboración propia.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 7.9 Productos y servicios comerciales

Tabla 7.10 Seguridad

Productos y servicios comerciales

Procesadores inteligentes de imágenes

Dispositivos móviles inteligentes

Interfaces inteligentes

Vida y visión artificial

Aparatos electrodomésticos inteligentes

Robots de servicio

Seguridad

Aplicaciones de software y hardware para protección de equipos, datos y redes

Identificadores de patrones de conducta sospechosos

Sistemas de detección de intrusiones en programas computacionales

Dispositivos de seguridad

7.5.2 Proyectos de inversiónVehículos híbridos, vehículos autónomos, logística, programación de tareas, a) robótica, control automático de procesos: Compañías como Honda, Rockwell, General Electric y FLSmith están apostando a proyectos de automatización de vehículos autónomos, robótica y automatización. Los proyectos de vehículos autónomos tienen una competencia internacional, un ejemplo importante es “DARPA Urban Challenge”1 en donde universidades como Stanford y el mit invierten en la investigación y desarrollo de estos proyectos que integran varias tecnologías de Inteligencia Artificial.Herramientas de software para el diagnóstico de predisposiciones genéticas a b) enfermedades y sistemas inteligentes para el apoyo a la toma de decisiones: Estas herramientas basadas en técnicas de inteligencia artificial pueden complementar los resultados de los métodos estadísticos tradicionales en aplicaciones de medicina para contribuir al entendimiento de los orígenes de enfermedades.Sistemas inteligentes basados en reglas difusas para la toma de decisiones: Estos c) sistemas expertos se utilizan para representar conocimientos, por ejemplo: procesos de producción.

1) http://cs.stanford.edu/group/roadrunner/

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Sistemas de toma de decisiones gubernamentales, portales de e-Gobierno (como d) en Ciudad de México y Morelos), sistemas de toma de decisiones en reclusorios y juzgados, sistemas de distribución y acceso a la información, sistemas de detección de patrones sospechosos y sistemas inteligentes: fuertes proyectos de inversión se están desarrollando para integrar la tecnología computacional y en particular los sistemas inteligentes en las áreas de seguridad y procuración de justicia, así como en el poder judicial. La creación de sistemas inteligentes específicamente diseñados para descubrimiento de patrones de comportamiento delictivos, soporte a la toma de decisiones judiciales y pre-liberaciones en reclusorios, ha generado una nueva área de trabajo dentro de la megatendencia.Paquetes computacionales de e) Analytics para la toma de decisiones basada en datos: que buscan apoyar la toma de decisiones optimizando herramientas como la minería de datos, econometría, optimización y administración de modelos.2 Bussiness intelligencef) , pronósticos financieros, distribución de información y análisis de riesgos, son áreas en las que el ritmo de inversión es creciente. Prácticamente todas las grandes compañías dedicadas al manejo de información y de datos –como Oracle, IBM, Bull y SAP- están invirtiendo grandes cantidades en el desarrollo de nuevos proyectos.3

7.6 Taxonomía

2) Compañías como Google y sas ofrecen paquetes computacionales de Analytics

3) Existen productos en etapa de prototipo como JITIK: www.ensitech.com

Tabla 7.11 Taxonomía

Áreas de aplicación Áreas específicas de aplicación Tecnologías Productos y servicios

Procesos industriales Fabricación y diseño

Sistemas expertos

Sistemas de diagnóstico de fallas para autos

Clasificadores

Computación evolutiva

Redes neurales

Sistemas difusos

Sistemas expertosVehículos híbridos

Lógica difusa

Planeación de trayectorias Vehículos autónomos

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Áreas de aplicación Áreas específicas de aplicación Tecnologías Productos y servicios

Procesos industriales

Fabricación y diseño

Árboles de decisión

Vehículos autónomosSistemas expertos

Lógica difusa

Computación evolutiva

Programador lógico controlable de alto rendimiento Simuladores de diseño automotriz

Modelado estadístico

Clasificadores Calles y carreteras inteligentes

Sistemas expertos Ruteo y distribución para flotillas de transportePlaneación de trayectorias

Control de calidad

Computación evolutiva Sistema de optimización de diseño

Sistemas expertos

Sistemas de control y supervisión de calidad en procesos de producción

Computación evolutiva

Redes neurales

Sistemas difusos

Modelos predictivos

Sistemas expertos Detectores de fallas sistemas de producción en serieClasificadores

Planeación de trayectorias Controladores automáticos de procesos industrialesRecocido simulado

Medicina Diagnóstico y detección

Reconocimiento de patrones

Diagnosticadores de imágenes médicas

Redes neurales

Minería de datos

Agentes inteligentes

Sistemas expertos

Clasificadores

Computación evolutiva

Reconocimiento de patrones

Detectores de predisposición genética a enfermedades

Lógica

Redes neurales

Minería de datos

Agentes inteligentes

Sistemas expertos

Reglas expertas

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Áreas de aplicación Áreas específicas de aplicación Tecnologías Productos y servicios

Medicina Atención médica

Sistemas expertos

Dosificadores implantables de medicamentos

Fusión de sensores

Lógica difusa

Computación evolutiva

Fusión de sensores

Humanoides de ayuda para discapacitados

Teoría de manipulación

Planeación de trayectorias

Planeación de movilidad

Árboles de decisión

Modelado estadístico

Lógica difusa

Computación evolutiva

Negocios

Planeación y administración

Modelado estadístico

Sistemas de planificación automática en organizaciones

Computación evolutiva

Redes neurales

Sistemas difusos

Sistemas expertos Recursos de planeación inteligente empresarial (ierp)Árboles de decisión

Clasificadores Sistemas de descubrimiento de conocimientoRedes neurales

Computación evolutiva Sistemas de optimización multiobjetivo

Lógica difusa sistemas de administración de incertidumbreAlgoritmos genéticos

Mercadotecnia

Sistemas expertos

Modelación de usuarios

Lógica difusa

Modelado estadístico

Semántica cuantitativa

Algoritmo genético

Sistemas expertos

Sistemas de reconocimiento de patrones de compra

Lógica difusa

Clasificadores

Modelado estadístico

Semántica cuantitativa

Computación evolutiva

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Áreas de aplicación Áreas específicas de aplicación Tecnologías Productos y servicios

Negocios

Mercadotecnia

Clasificadores

Sistemas de digitalización y estandarización de contenidosSimuladores interactivos

inteligentes

Análisis económico

Sistemas expertos

sistemas de análisis de inversionesModelado estadístico

Computación evolutiva

Lógica difusa

Sistemas expertosSistemas de interpretación de índices económicosComputación evolutiva

Lógica difusa

Sistemas expertosSistemas de pronósticos financieros

Modelado estadístico

Sistemas expertos

Sistemas de análisis de tendenciasModelado estadístico

Computación evolutiva

Lógica difusa

Sistemas de análisis de riesgosSistemas expertos

Modelado estadístico

Computación evolutiva

Sistemas expertos

Sistemas de inteligencia de negocios

Modelado estadístico

Computación evolutiva

Lógica difusa

Minería de datos

Semántica cuantitativa

Sistemas inteligentes de distribución de información

Sistemas expertos

Modelos predictivos

Algoritmos de schedulling

Computación evolutiva

Lógica difusa

Clasificadores

ClasificadoresBuscadores inteligentes de información

Modelado estadístico

Semántica cuantitativa

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Áreas de aplicación Áreas específicas de aplicación Tecnologías Productos y servicios

Negocios Minería de datos

Sistemas expertos Programadores de tareas en cómputo distribuidoAlgoritmos de Schedulling

Computación evolutivaSistemas de optimización de la red distribuidaAlgoritmos de Schedulling

Patrones de comportamiento

Sistemas expertos

Sistemas de clasificación y agrupamiento de bases de datos

Clasificadores

Semántica cuantitativa

Algoritmo genético

Educación

Gestión educativa

Sistemas expertos

Automatización de los procesos de gestión educativa

Computación evolutiva

Simuladores interactivos inteligentes

Enseñanza inteligente

Computación evolutiva Enseñanza virtual y en línea

Sistemas expertos Tutores virtuales inteligentes

Árboles de decisión

Modelado estadístico

Semántica cuantitativa

Computación evolutiva

Gobierno Minería de datos Semántica cuantitativa Portales virtuales para el gobierno (e-government)

Productos y servicios comerciales

Comercio

Clasificadores Procesadores inteligentes de imágenes

Clasificadores Visión artificial

Planeación de trayectorias Dispositivos móviles inteligentes

Lógica difusa Aparatos electrodomésticos inteligentes

Sistemas inteligentes

Sistemas expertos

Interfaces inteligentes

Modelado estadístico

Lógica difusa

Planeación de trayectorias

Computación evolutiva

Sistemas adaptativos

Vida artificialÁrboles de decisión

Modelado estadístico

Lógica difusa

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Áreas de aplicación Áreas específicas de aplicación Tecnologías Productos y servicios

Productos y servicios comerciales

Sistemas inteligentes

Computación evolutiva Vida artificial

Diseño mecánico

Robots de servicio

Control automático

Árboles de decisión

Modelado estadístico

Planeación de trayectorias

Lógica difusa

Computación evolutiva

Sistemas multiagentes

Seguridad

Seguridad biométrica

Fusión de sensores

Dispositivos de seguridad

Modelación del comportamiento normal y anómalo de aplicaciones, usuarios y sistemas operativos

Análisis de cripto-sistemas

Aplicaciones en protocolos de seguridad

Protocolos de transacciones

Criterios de privacidad

Criterios de autenticación

Criterios de integridad

Criterios de no repudiación

Sistemas expertos

Clasificadores

Modelado estadístico

Semántica cuantitativa

Seguridad informática

Argumentación

Aplicaciones de software y hardware para protección de equipos, datos y redes

Modelación del comportamiento normal y anómalo de aplicaciones, usuarios y sistemas operativos

Análisis de cripto-sistemas

Aplicaciones en protocolos de seguridad

Protocolos de transacciones

Criterios de privacidad

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CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Fuente: Elaboración propia.

Áreas de aplicación Áreas específicas de aplicación Tecnologías Productos y servicios

Seguridad

Seguridad informática

Criterios de autenticación

Aplicaciones de software y hardware para protección de equipos, datos y redes

Criterios de integridad

Criterios de no repudiación

Sistemas expertos

Clasificadores

Modelado estadístico

Semántica cuantitativa

Argumentación

Clasificadores Sistemas de detección de intrusiones en programas computacionalesRedes neurales

Criminalística

Sistemas expertosIdentificador de patrones de conducta sospechosos

Modelado estadístico

Computación evolutiva

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