Inteligencia Artificial Edgar Altamirano Unidad Académica de Matemáticas Universidad Autónoma de Guerrero.

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1 Inteligencia Artificial Edgar Altamirano Unidad Académica de Matemáticas Universidad Autónoma de Guerrero

2  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 2 Agenda ¿Qué es Inteligencia Artificial? ¿Qué se estudia en cursos de Inteligencia Artificial? El futuro de la IA

3  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 3 ¿Qué es Inteligencia Artificial?

4  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 4 Test de Turing  Procesar Lenguaje Natural  Representar Conocimiento  Razonar Automáticamente  Autoaprendizaje

5  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 5 Inteligencia Artificial Sistemas que actúan racionalmente Sistemas que piensan como humanos Sistemas que piensan racionalmente Sistemas que actúan como humanos PENSAMIENTO CONDUCTA HUMANO RACIONAL

6  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 6 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 Inteligencia Artificial Dos definiciones de IA

7  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 7 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. Objetivos de la I A

8  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 8 Agenda ¿Qué es Inteligencia Artificial? ¿Qué se estudia en cursos de Inteligencia Artificial? El futuro de la IA

9  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 9 Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Solución de Problemas Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

10  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 10 Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Solución de Problemas Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

11  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 11 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

12  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 12 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; Agentes de Software

13  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 13 El mundo de Wumpus Agentes de Software 4 1 2 3 1423 Percepciones: Brisa Hedor Resplandor Golpe Grito Acciones: Caminar Disparar Agarrar

14  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 14 Solución de Problemas Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

15  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 15 ¿De qué clase de problemas se ocupa la IA? Solución de Problemas 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 búsqueda de una solución; de ésta última clase de problemas se ocupa la IA

16  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 16 Representación de problemas complejos mediante espacios de estados Estado Inicial Estado Meta Solución de Problemas

17  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 17 Solución de Problemas Espacio de estados en teoría de juegos 9!+1 = 362,880

18  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 18 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 10 120 posibles movimientos

19  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 19 Solución de Problemas El problema del Agente Viajero Rutas posibles = (n-1)! (11-1)! = 3,628,000

20  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 20 Solución de Problemas Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

21  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 21 Representación y Razonamiento 1. "Antonio estudia lo mismo que Juan" estudia( Juan, X )  estudia( Antonio, X ) 2. "Juan estudia Informática" estudia(Juan,Informática) ¿Qué estudia Antonio? Lógica Matemática estudia(Juan,X)  estudia(Antonio,X) estudia(Juan,Informática) estudia(Antonio,Informática) X ← Informática

22  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 22 Representación y Razonamiento (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. Reglas de Producción

23  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 23 hecho: 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 Representación y Razonamiento Reglas IF-THEN-ELSE

24  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 24 Representación y Razonamiento Redes Semánticas

25  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 25 Solución de Problemas Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

26  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 26 Base de Conocimientos Sistemas basados en Conocimientos Sistemas dotados de una experticidad específica y del saber cómo resolver problemas en un cierto dominio de conocimientos Solución Resolvedor De Problemas Problema

27  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 27 Sistemas Expertos Sistemas basados en Conocimientos

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29  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 29 Solución de Problemas Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

30  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 30 Imprecisión Incertidumbre Incompletitud

31  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 31 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 Factor de confianza

32  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 32 Incertidumbre Aproximaciones numéricas Un solo valor Dos valores Conjuntos difusos Aproximaciones simbólicas Representación única Representaciones locales

33  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 33 Solución de Problemas Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

34  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 34 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

35  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 35 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

36  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 36 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

37  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 37 Una neurona en un sistema biológico vivo Aprendizaje: Redes Neuronales

38  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 38 Procesamiento de una neurona Aprendizaje: Redes Neuronales

39  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 39 Tabla de Verdad para “AND” Aprendizaje: Redes Neuronales 1 1 1.5 (0101) Y (0011) X Salida (0001) XYX  Y 000 010 100 111 Σ = 0*1 + 0*1 = 0 < 1.5

40  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 40 Red con una capa oculta Capa de EntradaCapa OcultaCapa de Salida Conecciones con Pesos Vector de Entrada Vector de Salida Aprendizaje: Redes Neuronales

41  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 41 Redes Neuronales: Reconocimiento de Rostros

42  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 42 Aprendiendo a guiar un vehículo autónomo

43  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 43 Solución de Problemas Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

44  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 44 ¿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” Robótica

45  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 45 Beneficios de la Robótica Nos libera de trabajos peligrosos, sucios y aburridos o repetitivos.

46  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 46 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

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48  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 48 Solución de Problemas Agentes de Software IA Lenguajes de Programación Incertidumbre Imprecisión Incompletitud Aprendizaje Sistemas Basados en Conocimientos Representación y Razonamiento Robótica

49  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 49 Lenguajes de Programación Programación Lógica: PROLOG Programación Funcional: LISP Otros lenguajes: C, C++, JAVA, … Lenguajes Especializados: SE, Planeación, Agentes de Software, Aprendizaje, …

50  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 50 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

51  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 51 Agenda ¿Qué es Inteligencia Artificial? ¿Qué se estudia en cursos de Inteligencia Artificial? El futuro de la IA

52 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

53  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 53 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

54  2004 Edgar Altamirano Universidad Autónoma de Guerrero 54 Edgar Altamirano http://www.iiia.csic.es/~ealtamir/ ealtamir@iiia.csic.es ¿Preguntas?