Inteligencia
Artificial
Edgar Altamirano
Unidad Académica de Matemáticas
Universidad Autónoma de Guerrero
Agenda
• ¿Qué es Inteligencia Artificial?
• ¿Qué se estudia en cursos de Inteligencia
Artificial?
• El futuro de la IA
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
2
¿Qué es Inteligencia Artificial?
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
3
Test de Turing
 2004
 Procesar Lenguaje Natural
 Representar Conocimiento
 Razonar Automáticamente
 Autoaprendizaje
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
4
Inteligencia Artificial
PENSAMIENTO
CONDUCTA
 2004
Sistemas que
piensan como
humanos
Sistemas que
piensan
racionalmente
Sistemas que
actúan como
humanos
Sistemas que
actúan
racionalmente
HUMANO
RACIONAL
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
5
Inteligencia Artificial
Dos definiciones de IA
• 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
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
6
Objetivos de la I A
• 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.
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
7
Agenda
• ¿Qué es Inteligencia Artificial?
• ¿Qué se estudia en cursos de Inteligencia
Artificial?
• El futuro de la IA
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
8
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
9
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
10
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
 2004
Edgar Altamirano
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11
Agentes de Software
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;
 2004
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12
Agentes de Software
El mundo de Wumpus
Percepciones: 4
Brisa
Hedor
Resplandor
Golpe
Grito
Acciones:
Caminar
Disparar
Agarrar
3
2
1
1
 2004
2
Edgar Altamirano
3
4
Universidad Autónoma de Guerrero
13
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
14
Solución de Problemas
¿De qué clase de problemas se ocupa la IA?
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
solución; de ésta última clase
de problemas se ocupa la IA
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
15
Solución de Problemas
Representación de problemas complejos mediante espacios
de estados
Estado
Inicial
 2004
Estado
Meta
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16
Solución de Problemas
Espacio de estados en teoría de juegos
9!+1 = 362,880
 2004
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17
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
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
18
Solución de Problemas
El problema del Agente Viajero
Rutas posibles = (n-1)!
(11-1)! = 3,628,000
1
1
2
6
3
1
2
3
4
5
5
4
Red de Ciudades
 2004
Edgar Altamirano
2
3
4
5
6
13 12 18 7 14
13
21 26 15 25
12 21
11 6 4
18 26 11
12 14
7
15
6 14 25
6
4
12
14
9
9
Matriz de distancias
Universidad Autónoma de Guerrero
19
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
20
Representación y Razonamiento
Lógica Matemática
1. "Antonio estudia lo mismo que Juan"
estudia( Juan, X )  estudia( Antonio, X )
2. "Juan estudia Informática"
estudia(Juan,Informática)
¿Qué estudia Antonio?
estudia(Juan,X)  estudia(Antonio,X)
estudia(Juan,Informática)
X ← Informática
estudia(Antonio,Informática)
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
21
Representación y Razonamiento
Reglas de Producción
(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.
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
22
Representación y Razonamiento
Reglas IF-THEN-ELSE
A
R1:
A C
R2:
A H
R3:
CD
R4:
DE
R5:
BFX
R6:
DGB
R7:
CFB
R8:
AH D
R9:
ACHB
R10: A  B  C  H  F
hecho:
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
23
Representación y Razonamiento
Redes Semánticas
animal
es_un
activo_en
luz_del_día
pájaro
método_para
moverse
volar
es_un
es_un
es_un
Kim
albatros
es_un
kiw i
activo_en
color
Rosa
es_un
color
noche
método_para
moverse
Alberto
café
caminar
blanco_y_negro
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
24
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
25
Sistemas basados en Conocimientos
Sistemas dotados de una experticidad
específica y del saber cómo resolver
problemas en un cierto dominio de
conocimientos
Problema
 2004
Base de
Conocimientos
Resolvedor
De
Problemas
Edgar Altamirano
Solución
Universidad Autónoma de Guerrero
26
Sistemas basados en Conocimientos
Sistemas Expertos
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
27
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
28
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
29
Imprecisión
Incertidumbre
Incompletitud
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
30
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
 2004
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Factor de confianza
Universidad Autónoma de Guerrero
31
Incertidumbre
Aproximaciones numéricas
• Un solo valor
• Dos valores
• Conjuntos difusos
Aproximaciones simbólicas
• Representación única
• Representaciones locales
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
32
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
33
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
 2004
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34
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
 2004
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35
Aprendiendo a reconocer palabras manuscritas
Tarea 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
 2004
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36
Aprendizaje: Redes Neuronales
Una neurona en un sistema biológico vivo
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
37
Aprendizaje: Redes Neuronales
Procesamiento de una neurona
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
38
Aprendizaje: Redes Neuronales
Tabla de Verdad para “AND”
(0011) X
X
Y
X  Y
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1.5
Salida (0001)
(0101) Y
Σ = 0*1 + 0*1 = 0 < 1.5
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
39
Aprendizaje: Redes Neuronales
Red con una capa oculta
Capa de Entrada
Capa Oculta
Vector de Entrada
Capa de Salida
Vector de Salida
Conecciones con Pesos
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
40
Redes
Neuronales:
Reconocimiento
de Rostros
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
41
Aprendiendo a guiar un vehículo autónomo
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
42
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
43
Robótica
¿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”
 2004
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44
Beneficios de la Robótica
Nos libera de trabajos
peligrosos, sucios y
aburridos o repetitivos.
 2004
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45
Configuración básica de un robot
• El Sistema Manipulador
Elementos rígidos, de agarre, motores
• El Sistema de Control
Computadora y lenguajes de programación
Planificar y controlar los movimientos
• Los Sistemas Sensitivos
De contacto directo
Remotos: visión, sonido
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
46
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
47
Lenguajes de
Programación
Robótica
Aprendizaje
 2004
Agentes de
Software
IA
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Edgar Altamirano
Solución
de
Problemas
Representación
y
Razonamiento
Sistemas Basados
en Conocimientos
Universidad Autónoma de Guerrero
48
Lenguajes de Programación
•
•
•
•
Programación Lógica: PROLOG
Programación Funcional: LISP
Otros lenguajes: C, C++, JAVA, …
Lenguajes Especializados: SE, Planeación,
Agentes de Software, Aprendizaje, …
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
49
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
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
50
Agenda
• ¿Qué es Inteligencia Artificial?
• ¿Qué se estudia en cursos de Inteligencia
Artificial?
• El futuro de la IA
 2004
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Universidad Autónoma de Guerrero
51
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
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
53
¿Preguntas?
Edgar Altamirano
http://www.iiia.csic.es/~ealtamir/
[email protected]
 2004
Edgar Altamirano
Universidad Autónoma de Guerrero
54
Descargar

Artificial Intelligence