Sistemas Inteligentes - …repositorio.educacionsuperior.gob.ec/bitstream/28000/4897/2/ANEXO...

Ángel García Olaya [email protected]

http://www.plg.inf.uc3m.es/~agolaya

Grupo de Planificación y Aprendizaje (PLG)

Departamento de Informática

Universidad Carlos III de Madrid / Prometeo

Escuela Politécnica Nacional

2 de Abril de 2014

Sistemas Inteligentes

Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)


Inteligencia Artificial

¿Qué es Inteligencia?

¿Qué es Inteligencia Artificial?

2



3

Cine e IA: robots



Cine e IA: máquinas pensantes

4



IA general

Inteligencia Artificial general (IA fuerte)

Crear máquinas capaces de imitar y quizás finalmente

superar la inteligencia humana

Capaces de dar respuesta inteligente a problemas de

muy diverso tipo

El término IA surge por primera vez en 1956

Hay trabajos científicos desde principios de los 1950

Aunque ha sido un sueño de la humanidad desde

antiguo

5



IA: robots

6



IA: robots

7



IA: máquinas pensantes

8



¿Cómo saber si una máquina es inteligente?

El test de Turing

Si un humano es incapaz de saber si está conversando

con un humano o una máquina, entonces podemos

decir que la máquina es inteligente

Pero sólo mide una parte de la

inteligencia humana

(la “inteligencia verbal”)

9



Inteligencia Artificial Específica

IA débil

Resolver de forma inteligente problemas concretos

para los que los humanos usamos la inteligencia

Hay muchos más ejemplos de inteligencia artificial

débil en la vida diaria de lo que podría parecer a

simple vista

10



11

Aplicaciones actuales de la IA



12

Transporte

Por tierra: Conducción automática, Bigdog

Por mar: AUVs

Por aire: UAVs, Cuadricópteros

Videos-CODIA/Google-Car.mp4

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/bigdog.avi

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/bigdog.avi

Videos-CODIA/AUV.mp4

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=eQxUYDS51SA

Videos-CODIA/UAV-drone.mp4

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/musica-cuadri.avi



13

Interfaces hombre-máquina

Reconocimiento de voz, escritura, gestos (más gestos), caras…

Educación a distancia

Análisis y simulación de sentimientos

Kismet

Leonardo

Affectiva

BeyondVerbal

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/siri.avi

Videos-CODIA/Nao-kinect.mp4

Videos-CODIA/Leap.mp4

Videos-CODIA/Leap.mp4

Videos-CODIA/Kismet.mp4

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/leonardo.avi

http://www.affectiva.com/

http://www.beyondverbal.com/



14

IA en Internet

Búsquedas

inteligentes

Filtros antispam

Sistemas anti-

fraude

Sistemas de

recomendación

Traducción

automática

Videos-CODIA/Reconocimiento-Voz.mp4

Videos-CODIA/Reconocimiento-Voz.mp4



15

Robots humanoides

Asimo

PR2

Nao

Guías en museos

y centros comerciales

Atlas

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/asimo.avi

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/pr2.avi

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/nao-pelea.avi

Videos-CODIA/Museum Tour Guide Robotinho.mp4

https://www.youtube.com/watch?v=PF2qZ-O3yAM

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/reem.avi

Videos-CODIA/Atlas Update.mp4



16

Entretenimiento

Mascotas robóticas

Adversarios inteligentes

Watson Para el año 2050 habrá un

equipo robótico capaz de ganar a la selección campeona del mundo

Humanoides pequeños

Tamaño natural

Virtuosos del balón

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/aibo.avi

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/watson.avi

http://www.robocup.org/

Videos-CODIA/RoboCup-Small.mp4

Videos-CODIA/RoboCup-Adult-size.mp4

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/futbol.avi



17

Medicina

Sistemas expertos para la diagnosis y el tratamiento

Diseño de fármacos

Cirugía robotizada

Sillas de ruedas inteligentes

Videos-CODIA/Watson-medicina.mp4

http://www.cts.usc.edu/videos-mpeg-roboticmitralvalve-patients.html

Videos-CODIA/silla-ruedas.mp4



18

Cultura artificial

Robots artistas:

Músicos

Directores de

orquesta

Composición

musical automática

Generación

automática de

textos

Teatro

../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/musica.avi

Videos-CODIA/Director-Orquesta.mp4

http://www.pgmusic.com/products_bb.htm

http://www.elmundo.es/elmundo/audio/2009/06/12/navegante/1244800191_extras_audio.mp3

Videos-CODIA/teatro.mp4



19

Pintura automática

www

http://www.thepaintingfool.com



20

Sistemas inteligentes en el hogar

Aspiradoras

Mayordomos

Casas inteligentes

Reconocimiento

de actividades y

monitorización de

personas con

necesidades

especiales

Videos-CODIA/Roomba.mp4

Videos-CODIA/Calcetines.mp4



IA biológica (ciborgs)

Integración de ser vivo y máquina

21

Videos-CODIA/robot-rata.mp4

Videos-CODIA/cucaracha.mp4



22

IA y Robótica:

control

inteligente de robots



Del cine a la realidad

Mecánicas, eléctricas y electrónicas

Robótica

Comportamiento

Control


23



Comportamiento

Bajo nivel

Desplazamientos, movimientos de las articulaciones,

captura de imágenes y sonido, odometría…

Medio nivel

Seguimiento de trayectorias, reconocimiento de

objetos, procesamiento del lenguaje, búsqueda de

caminos, evasión de obstáculos, recogida de objetos…

Alto nivel

Realización de tareas complejas

24



Comportamiento de alto nivel

¿Cómo consigo que un robot se comporte

inteligentemente?

Control a alto nivel

Control remoto (tele-operación)

Pre-programación


25



Control remoto

El robot es teledirigido por una persona

La inteligencia la pone la persona

Alternativas

Mando

Control corporal (imitación)

Inconvenientes:

Necesidad de una persona

26



Pre-programación

Técnica clásica para el control de robots

Se pre-programan los comportamientos del robot

ante todas las situaciones

Problemas:

Complejo

Poco flexible

Dificultad ante eventos inesperados

27




Permite crear robots totalmente autónomos

Capaces de adaptar su comportamiento a las

circunstancias de forma dinámica

IA y robótica son dos campos complementarios

que han vivido mucho tiempo separados

Cada uno tenía sus propios problemas por resolver

Ambos están suficientemente maduros en la

actualidad para pensar en la integración

28



Planificación Automática

Una de las características de la inteligencia avanzada

es la capacidad de hacer planes

Prever acciones futuras

La planificación automática es el área de la

inteligencia artificial que intenta dotar a las

máquinas con la capacidad de hacer planes

29



Control mediante planificación automática

Se proporciona al robot una descripción de

el estado actual

las acciones que puede llevar a cabo

las metas a cumplir

El robot se encarga autónomamente de encontrar la

secuencia de acciones que debe realizar para

cumplir las metas

30



Ejemplo

31

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

Acciones: moverse

coger objeto

abrir puerta

Metas coger cerveza

Plan 1. moverse a 9

2. moverse a 5

3. moverse a 6

4. moverse a 3

5. coger cerveza

32



Ejemplo

33

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

34

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

35

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

36

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

Si la puerta de 3 está cerrada, nuevo plan

1. moverse a 10

2. moverse a 13

3. coger llave

4. moverse a 10

5. moverse a 6

6. abrir puerta

7. moverse a 3

8. coger cerveza

37



Ejemplo

38

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

39

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

40

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

41

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

42

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Ejemplo

43

1

5 4 7 6

9 8

11

10

12

3 2

13



Inconvenientes

Encontrar un plan puede requerir tiempo

A veces es necesario reaccionar rápidamente

El resultado de un paso de un plan puede no ser

exactamente el esperado

Solución: arquitecturas de dos niveles

El bajo nivel se encarga de reaccionar rápidamente

(reactivo)

El alto nivel se encarga de la ejecución global del plan

(deliberativo)

44



Algunas aplicaciones: Remote Agent Experiment

Control totalmente autónomo de una sonda

espacial (1999)

Deep Space 1, a más de 96 millones de kilómetros de la

tierra

Durante dos días la sonda funcionó

autónomamente

45



Algunas aplicaciones: MAPGEN

Mixed Initiative Activity Planning Generator

Se utilizó EUROPA dentro del proyecto

MAPGEN para controlar los robots Spirit y

Opportunity

Planificación en tierra, se validaba manualmente y

luego se mandaban las órdenes a los robots

46

Sistemas Inteligentes - …repositorio.educacionsuperior.gob.ec/bitstream/28000/4897/2/ANEXO...

Documents

Transcript of Sistemas Inteligentes - …repositorio.educacionsuperior.gob.ec/bitstream/28000/4897/2/ANEXO...