Practicas Unidad 2

PRESENTACIÓN: PRÁCTICA #5

MATERIA: Inteligencia Artificial CLAVE: SCC-1012 EQUIPO NO:

TITULO: Aplicación de Técnicas de búsqueda

PROFESOR: Miriam Martínez Arroyo FECHA:

UNIDAD II: Técnicas de Búsqueda

COMPETENCIA (S):

II.INSTRUMENTACIÓN

MATERIAL:

Bibliografía recomendada Notas de clase

EQUIPO: o Computadora personal.

HERRAMIENTAS: o Material bibliográfico (Libros, Artículos, Revistas, Buscador en internet, etc.). o Procesador de texto o Técnicas de análisis.

III. ASPECTOS TEÓRICOS INTRODUCCIÓN La resolución de problemas se describe a menudo como una búsqueda en un Gran espacio de posibles alternativas. Para resolver exitosamente un problema se requiere explorar este espacio de forma eficaz y reducirlo a proporciones manejables. Actualmente las computadoras a ‘un no tienen la capacidad para reducir automáticamente los problemas a proporciones manejables, es por ello que los humanos deben de caracterizar y describir a estos problemas y proponer estrategias para encontrar su solución. En algunos tipos de problemas, lo importante es encontrar una solución aunque no sea la mejor debe ser una solución aceptable. En otros casos es necesario encontrar el camino que nos lleva a esa solución. De manera general, cualquiera que sea la estrategia de búsqueda que se utilice el objetivo consiste en tratar de resolver problemas. La resolución de problemas es fundamental para la mayoría de las aplicaciones de IA. De hecho, la capacidad de resolver problemas suele usarse como una medida de la inteligencia tanto para el ser humano como para la computadora. Durante el proceso de solución de problemas se requiere una forma de representarlo, así como de algoritmos que muestren soluciones mediante la aplicación de estrategias.

DIAGRAMAS:

Figura 5: Espacio de estados para el problema del 8-puzzle, usando búsqueda en

amplitud.

BIBLIOGRAFÍA: 1. J.A. Montero V. Libro electrónico de la materia de Inteligencia Artificial, de la

currícula de la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales (ISIC-2010) que se imparte en los Institutos Tecnológicos dependientes de la Subsecretaría Nacional de Educación Superior Tecnológica (SNEST).

2. Técnicas de Inteligencia Artificial para la Solución de Laberintos de Estructura Desconocida. Scientia et Technica Año XIV, No 39, Septiembre de 2008. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701

3. Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, and Clifford Stein. Introduction to Algorithms, Second Edition. MIT Press and McGraw-Hill, 2001. ISBN 0-262-03293-7. Section 22.3: Depth-first search, pp.540–549.

4. RICH E, & Knight K, Inteligencia Artificial, Ed McGrawHill,1992, ISBN84-481-1858-8

5. RUSSELL S, & Norvig P, Inteligencia Artificial, Un enfoque Moderno, Ed.Prentice Hall, 2006,ISBN 968-880-682-x

6. Herramienta Software Para la Enseñanza De Algoritmos de Búsqueda. http://www.uma.es/ieducat/new_ieducat/ambito_4/Com.1-PIE07.112.pdf

IV. DESARROLLO COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:

Capacidad de análisis y síntesis

Capacidad de organizar y planificar

Habilidades de gestión de información(habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas


Capacidad crítica y autocrítica

Trabajo en equipo

Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad)

Habilidad para trabajar en forma autónoma

Búsqueda del logro

ACTIVIDADES A DESARROLLAR: Conformar un equipo de 2 o 3 alumnos) y realizar lo siguiente:

1. Explique la importancia de la solución de problemas con búsqueda en la IA. 2. Expresa el problema como un problema búsqueda en un espacio de estados

correctamente formalizado, y resuélvelo por medio de alguno de los modelos que se hayan visto en clase. a)

http://es.wikipedia.org/wiki/Thomas_H._Cormen

http://es.wikipedia.org/wiki/Charles_E._Leiserson

http://es.wikipedia.org/wiki/Ronald_L._Rivest

http://es.wikipedia.org/wiki/Clifford_Stein

http://es.wikipedia.org/wiki/Introduction_to_Algorithms

http://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/0262032937

http://www.uma.es/ieducat/new_ieducat/ambito_4/Com.1-PIE07.112.pdf

b)

3. Determine qué tipo de estados presentan los problemas anteriores (Deterministas, no

deterministas). 4. Resuelva mediante técnicas de búsqueda los problemas del ejercicio 2, usando las

siguientes estrategias. a. En anchura (eq. 1,3,5,7) b. En profundidad (eq. 2,4,6) c. A* (eq. 1,3,5,7) d. Grafo O (eq. 2,4,6) e. Defina una búsqueda heurística

5. Realice un análisis de los artículos: “Técnicas de Inteligencia Artificial para la Solución de Laberintos de Estructura Desconocida” y “Herramienta Software Para la Enseñanza De Algoritmos de Búsqueda”, para su discusión en clase.

PRODUCTOS ENTREGABLES: - Presente un reporte en el formato establecido con resolución a los ejercicios

especificados. - Acumular en CD para entrega al final del curso.

V. EVALUACIÓN

Rubrica: Altamente

competente 95-100 adelante con tu

desempeño

Competente 85-94, cumple

satisfactoriamente

Medianamente competente 75-84

Precaución, están los elementos pero se

pueden mejorar

Competente 70-74 Precaución, están los

elementos pero se pueden mejorar

Todavía no competente Alerta,

hay que mejorar para aprender.

Cumplimiento en la entrega de la práctica (tiempo establecido)

La entregó antes o en la fecha establecida y en la hora establecida.

La entregó en la fecha estipulada pero fuera de la hora establecida.

Lo entregó 1 día posterior a la fecha establecida

Lo entregó más de dos días posterior a la fecha establecida

No la entregó

Presentación de la práctica (Documento: Formato establecido)

Acorde a los criterios y formatos establecidos,

No presenta uno de los criterios y formatos establecidos,

No presenta dos de los criterios y formatos establecidos,

No presenta tres o más de los criterios y formatos establecidos,

No presenta ni el 50% de los criterios y formatos establecidos,

Contenido (Completez)

Realizó entre el 95% y el 100% de los puntos marcados en la práctica,.

Realizó entre el 95%y 94% de la totalidad de los puntos marcados en la práctica.

Realizó entre el 75% y el 84% de los puntos marcados en la práctica

Realizó entre el 70% y el 74% de los puntos marcados en la práctica.

Realizó menos del 70% de los e de los puntos marcados en la práctica.

Presentación de la práctica (Calidad del Contenido)

Mostró la elaboración adecuada del 95% y el 100% de los puntos e incluyó todas fases.

Mostró la elaboración adecuada del 85% y 94% de los puntos e incluyó todas fases

Mostró la elaboración adecuada del 75% y 84% de los puntos e incluyó todas las fases.

Mostró la realización correcta del 70% y 74% de los puntos e incluyó todas fases

Mostró menos del 70% de la realización correcta de los puntos e incluyó todas fases

Referencias bibliográficas

Presenta 5 referencias al menos o links de internet




No Presenta referencias o links de internet

VI. FORMATO DEL REPORTE

1) Portada 2) Índice 3) Introducción 4) Marco teórico 5) Desarrollo 6) Resultados 7) Conclusiones

8) Bibliografía



TITULO: Ejercicios de PSR



COMPETENCIA (S):

II.INSTRUMENTACIÓN

MATERIAL:



HERRAMIENTAS: o Material bibliográfico (Libros, Artículos, Revistas, Buscador en internet, etc.). o Procesador de texto o Técnicas de análisis.

III. ASPECTOS TEÓRICOS INTRODUCCIÓN La satisfacción de restricciones es un esquema para manejar situaciones donde resulta relativamente fácil indicarle a una computadora el resultado esperado y un tanto complicado el proceso para obtenerlo. Estos casos pueden ocurrir en problemas del mundo real surgidos en áreas de visión computacional, planeación, calendarización y diagnosis. Los problemas mencionados pueden ser manejados como “problemas de satisfacción de restricciones (CSP o PSR)”. Bajo este enfoque, la representación de los problemas resulta natural y declarativa, formalizando lo que se tiene que resolver sin necesidad de indicar como se tiene que satisfacer. En este esquema es necesario comprender el aspecto relacionado con las restricciones. Una restricción se puede entender como una relación lógica entre variables, es decir, las restricciones relacionan objetos sin hacer una especificación precisa de sus posiciones y al moverse alguno de ellos, la relación a ‘un se mantiene, por ejemplo: ‘el circulo dentro del cuadrado”. Por satisfacción de restricciones se denomina al proceso de encontrar una solución a un conjunto de restricciones, es decir, encontrar un conjunto de variables que satisfacen todas las restricciones. Formalización. Un problema de satisfacción de restricciones se define por la terna {X,D,R}, donde:

X = {X1,X2, . . . ,Xn}

D = {D1,D2, . . . ,Dn}

R = {R1,R2, . . . ,Rn}

X indica un conjunto finito de variables, D es un conjunto finito de dominios, y R un conjunto finito de restricciones. Cada variable Xi toma valores en su correspondiente dominio D. Una restricción entre un subconjunto de variables {Xi1,Xi2, . . . ,Xik} de X es un subconjunto del producto cartesiano {Di1 × . . . × Dik} que está formado por las tuplas de valores que satisfacen la restricción; dicho de otra forma, contiene las combinaciones de asignaciones de valores a variables que no violan la restricción.

DIAGRAMAS:

Figura 6: Restricciones del problema de las 8-reinas.



2. RICH E, & Knight K, Inteligencia Artificial, Ed McGrawHill,1992, ISBN84-481-1858-8


4. Nils J.Nilsson. Problem-Solving Methods in Artificial Intelligence, McGraw-Hill, eds. 1971.

5. R. Detcher. Constraint Proceessing, Morgan Kaufmann, 2003. 6. I. Miguel and Q. Shan. Solution techniques for constraint satisfaction problems,

Advanced approaches, Artificial Intelligence Review, Vol.15, pp.243-267, 2001.



Capacidad de organizar y planificar Habilidades de gestión de información(habilidad para buscar y analizar información

proveniente de fuentes diversas


Trabajo en equipo


Habilidad para trabajar en forma autónoma

Búsqueda del logro

ACTIVIDADES A DESARROLLAR: Conformar un equipo de 2 o 3 alumnos) y representar los siguiente problema, como problema de satisfacción de restricciones (no es necesario resolverlo, solo plantear la representación).

1. Supongamos el siguiente puzle lógico: cinco personas de cinco diferentes nacionalidades, viven en cinco casas consecutivas en una calle, cada una de distinto color y a cada una de ellas les gusta una comida, una bebida y vive con un animal distinto. Se trata de saber quien vive en cada casa, su nacionalidad, sus gustos, su animal de compañía y el color de su casa. Las pistas que nos dan son las siguientes: a) El inglés vive en la casa roja. b) El español tiene un perro. c) El noruego vive en la primera casa de la izquierda. d) La casa verde esta justo a la derecha de la casa beige. e) El que prefiere las habichuelas vive en una casa que está al lado de la del que tiene el zorro. f ) En la casa amarilla se come mucha calabaza. g) El noruego vive al lado de la casa azul. h) El que prefiere el salami tiene una serpiente. i ) El que prefiere los garbanzos bebe zumo de naranja. j ) El ucraniano bebe té. k) El japonés come habitualmente carne de cerdo. l ) En una casa que está al lado de otra donde hay un caballo, se come bastante calabaza. m) En la casa verde se bebe café. n) En la casa de en medio se bebe leche.

2 Plantear como un problema de satisfacción de restricciones el problema de encontrar

una manera de sentar a estos amigos en la mesa, de manera que todos estén

satisfechos. Felipe quiere invitar a su boda a cinco amigos: Ana, Bea, Cris, Dani y

Edu. Los tiene que sentar en una mesa circular con cinco sillas, atendiendo a las siguientes restricciones: a. Ana no quiere tener a Edu a su derecha, ya que se ha enterado que es zurdo y

piensa que puede recibir algún que otro codazo. b. Dani no podría soportar estar al lado de Bea, una antigua novia. Sin embargo, le

gustar´ıa estar al lado de Cris, con quien ahora intenta conseguir una cita. c. Edu, hermano de Cris, no soporta el flirteo de Dani con su hermana, as´ı que

prefiere no estar al lado de Dani, pero sí al lado de su hermana. d. Bea y Cris quieren compartir vecino en la mesa, ya que ambas quieren contarle a

la misma persona las anécdotas de su último viaje. 3 Supongamos que estamos preparando una mochila para una excursión y hemos de

decidir la comida que llevaremos. Se han comprado n paquetes de comida. Cada paquete fi tiene un volumen vi, un peso pi y una cantidad de calorías ci. La mochila puede llevar un peso máximo P y un volumen máximo V . Además, para la excursión se van a necesitar un mínimo de C calorías. Se trata de encontrar una selección de paquetes de comida que te proporcione suficientes calorías y que quepa en la mochila. Plantearlo como un problema de satisfacción de restricciones, expresando claramente el significado de cada variable y su dominio.

4 Encontrar un palíndromo de cinco letras, en el que no haya dos consecutivas iguales, sabiendo que: a. Los valores posibles para la primera letra son A,B,C,D,E. b. Los valores posibles para la segunda y tercera son A,B,C. c. Los valores posibles para la cuarta son C,D,E. d. Los valores posibles para la quinta son B,C,D,E.

5. Una empresa quiere saber si puede comprometerse a realizar las tareas T1, T2, T3 y T4. La realización de dichas tareas depende de la utilización de los recursos a, b y c en el siguiente sentido: T1 necesita el recurso a o el c, T2 necesita a o b, T3 necesita a, b o c, T4 necesita b. Hay que tener en cuenta que un mismo recurso no puede ser utilizado para dos tareas simultáneamente, que el tiempo de realización de cada tarea es de dos unidades de tiempo, y que el comienzo de cada tarea ha de ser como sigue: T2 ha de comenzar en el instante 1, T1 y T4 han de comenzar en el instante 2, y T3 ha de comenzar en el instante 3. Nota: Una tarea puede utilizar recursos diferentes en cada unidad de tiempo, durante su realización. Plantearlo como un problema de satisfacción de restricciones.

6. Un Jefe de Estudios debe planificar algunos exámenes de su centro. Debido a los problemas de aulas, tamaño de las mismas, número de alumnos, normativas, etc ..., se encuentra con todo un conjunto de restricciones que anota en la siguiente forma: a) Todos los exámenes tienen que hacerse en una semana (sin el viernes). b) El examen de CC no puede ser el martes. c) Los exámenes de IA y IA-L tienen que hacerse el mismo día. d) El examen de PD tiene que hacerse antes que ningún otro. e) Los exámenes de IA y BD no pueden hacerse en el mismo día. f ) El examen de IA no puede ser el miércoles. g) Los exámenes de BD y CC no pueden hacerse en el mismo día. h) El examen de CC ha de hacerse antes que el de IA. Se pide: Plantearlo como un problema de satisfacción de restricciones, indicando variables, dominios, y restricciones.

7. Representar el sudoku como un problema de satisfacción de restricciones: “los números deben ser sencillos” o “los números deben aparecer una vez”, es decir, en el problema del sudoku, hay que rellenar las casillas de un tablero de 9 x 9 con números del 1 al 9, de forma que no se repita ningún número en la misma fila, columna, o subcuadro de 3 x 3 que componen el sudoku.

PRODUCTOS ENTREGABLES:

- Presente un reporte en el formato establecido con resolución a los ejercicios especificados.

- Acumular en CD para entrega al final del curso.

V. EVALUACIÓN

Rubrica: Altamente


desempeño


satisfactoriamente



pueden mejorar










No la entregó


























1) Portada 2) Índice 3) Introducción 4) Marco teórico 5) Desarrollo 6) Resultados 7) Conclusiones 8) Bibliografía



TITULO: Resolución de problemas de juegos



COMPETENCIA (S):

II.INSTRUMENTACIÓN

MATERIAL:



HERRAMIENTAS: o Calculadora básica.

III. ASPECTOS TEÓRICOS INTRODUCCIÓN La teoría de juegos es un área de las matemáticas que utiliza modelos para estudiar interacciones en estructuras formalizadas de incentivos (los llamados juegos). Los investigadores en teoría de juegos estudian las estrategias óptimas así como el comportamiento previsto y observado de individuos en juegos. Tipos de interacción aparentemente distintos pueden en realidad presentar estructuras de incentivos similares, y por lo tanto representar conjuntamente un mismo juego. John von Neumann y Oskar Morgenstern fueron los primeros en formalizar el tema en 1944 en su libro "Theory of Games and Economic Behavior" ("Teoría de juegos y comportamiento económico"). Una importante contribución a la teoría de juegos es "Equilibrio de Nash" del matemático y premio nobel de economía John Forbes Nash. Ejemplos muy conocidos de la aplicación de la teoría de juegos a la vida real son el bailar con la fea y el dilema del prisionero; que tienen muchas implicaciones para comprender la naturaleza de la cooperación humana. Los juegos se clasifican en muchas categorías que determinan qué métodos particulares se pueden aplicar para resolverlos (y, de hecho también cómo se define “resolución” en una categoría particular). En general, se pueden considerar las siguientes técnicas (o métodos para resolución de problemas de juegos):

Juegos en forma extensiva (árbol)

Juegos en forma estratégica (normal)

Juegos en forma de matriz de ganancias o pagos

Juegos en forma gráfica

Juegos en forma coalicional Las cuatro primeras clases de juegos se analizan en la teoría de juegos no cooperativos y la cuarta corresponde a los juegos cooperativos. Un juego cooperativo se caracteriza por un contrato que puede hacerse cumplir. La teoría de los juegos cooperativos da justificaciones de contratos plausibles. La plausibilidad de un contrato está muy relacionada con la estabilidad. Los juegos no cooperativos no permiten realizar ningún convenio. Para la resolución de juegos se pueden plantear diversas estrategias:

• Una estrategia dominante es aquella que es óptima (es decir, que da los mayores pagos) independientemente de lo que elijan los demás jugadores.

• Una estrategia está dominada si hay otra que da mayores pagos independientemente de cómo se comporten los demás jugadores.

• Una estrategia domina fuertemente a otra si la primera da siempre mayores pagos independientemente de lo que elijan los demás jugadores.

• Una estrategia domina débilmente a otra si los pagos de la primera son mayores o iguales que los de la segunda, siendo algunos de estos pagos estrictamente mayores.

DIAGRAMAS:

Figura 6: Árbol de juego.




3. O. Morgenstern and J. Von Neumann. Theory of Games and Economic Behavior, The Review of Economics Statistics, 1944.

4. Elvio Accinelli y Daniel Vaz. Introducción a la Teoría de Juegos, Nota Docente No. 3, Universidad de la República de Uruguay, Facultad de Ciencias Sociales, Departamento de Economía, pp. 1-48, http://www.fcs.edu.uy/pagina.php, marzo del 2012.

5. T. L. Turocy and B. von Stengel. Game Theory, CDAM Research Report LSE-CDAM-2001-09, October 8, 2001.

6. S. Monsalve. John Nash y la teor´ıa de juegos, Lecturas Matem´aticas, Vol. 24, pp. 137-149, Universidad Nacional de Colombia, Bogota, 2003.

7. J. Nash.Equilibrium points in n person games, Procedings from the National Academy of Sciences, USA Vol. 36, pp.48-49, 1950.

8. J. Nash. Non cooperative Games, Ph. D. Dissertation Princeton University,1950.



Capacidad de organizar y planificar



Trabajo en equipo


Habilidad para trabajar en forma autónoma Búsqueda del logro

ACTIVIDADES A DESARROLLAR: Conformar un equipo de 2 o 3 alumnos) y realizar lo siguiente:

1) Resuelva los siguientes juegos usando estrategia dominada

xi) xii)

PRODUCTOS ENTREGABLES: - Presente un reporte en el formato establecido con resolución a los ejercicios

especificados. - Acumular en CD para entrega al final del curso.

V. EVALUACIÓN

Rubrica: Altamente


desempeño


satisfactoriamente



pueden mejorar










No la entregó





























TITULO: Desarrollo de mapas conceptuales por tema de la unidad II.


UNIDAD II: Técnicas de Búsqueda.

COMPETENCIA (S): Elaborar el mapa conceptual de los temas de la unidad.

II.INSTRUMENTACIÓN

MATERIAL:



HERRAMIENTAS: o Material bibliográfico. o Procesador de texto o Herramienta para dibujar mapas conceptuales.

III. ASPECTOS TEÓRICOS INTRODUCCIÓN Los mapas conceptuales son herramientas gráficas para organizar y representar el conocimiento. La finalidad de esta práctica es el repaso de la unidad desarrollando mapas conceptuales de cada tema.

DIAGRAMAS:

Figura 4: Temario de la unidad

BIBLIOGRAFÍA: 1. J.A. Montero V. Libro electrónico de la materia de Inteligencia Artificial 2. Stuart Russell and Peter Norvig. Artificial Intelligence: A ModernApproach,

Prentice-Hall, Inc., 1995. 3. Rich E, & Knight K, Inteligencia Artificial, Ed McGrawHill,1992, ISBN84-481- 1858- 4. Novak, J. D. 2002. "Aprendiendo a aprender". Martínez Roca, D.L. 2002.




Trabajo en equipo

Capacidad de aprendizaje

ACTIVIDADES A DESARROLLAR: Conformar un equipo de 2 o 3 alumnos y realizar lo siguiente:

1) Desarrollar un mapa conceptual de cada uno de los temas de la unidad 2 (5 temas).

PRODUCTOS ENTREGABLES:

- Presente un reporte en el formato establecido con la resolución a los ejercicios especificados.

- Acumular en CD para entrega al final del curso.

V. EVALUACIÓN

Rubrica: Altamente


desempeño


satisfactoriamente



pueden mejorar










No la entregó



























Practicas Unidad 2

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