SISTEMAS INTELIGENTES EN HARDWARE Por: Santos Martín López Estrada PhD. Ciencias computacionales smle06@hotmail.com

Contenido Introducción Inteligencia artificial Aplicaciones en software Sistemas inteligentes en hardware Conclusiones

Introducción Sistemas inteligentes (SI) naturales Humanos y animales Tienen sus propios objetivos Satisfacer sus necesidades primarias Tienen sentidos y efectores Perciben y manipulan su entorno Aprenden de sus experiencias Almacenadas en memoria para adaptarse a situaciones cambiantes, mejorando su rendimiento y eficiencia

Introducción Los SI artificiales Tratan progresivamente de emular las capacidades de los SI naturales Conjunto de algoritmos que tiene una entrada de información que realiza la función de los sentidos y aprenden que salidas producir (efectores), utilizando un conjunto de reglas (experiencias) almacenadas en su memoria

Introducción Sistema natural Modelo abstracto Sistema artificial Experiencia, conocimiento

Introducción Atributos Percepción Acción Razonamiento Manipulación, integración e interpretación de datos de sensores Acción Coordinación, control y uso de sus capacidades para cumplir una tarea Razonamiento Deducción, inducción, analogías. Superar la incertidumbre Adaptación y aprendizaje Comportamiento adaptativo ante un ambiente cambiante para descubrir irregularidades y extender capacidades

Inteligencia Artificial La aplicación de técnicas de Inteligencia artificial (AI) conducen a la elección de sistemas de razonamiento cuyo comportamiento emula el de la mente humana: Redes neuronales Modelos basados en la forma en que el cerebro realiza reconocimiento, aprendizaje, y procesos de planeación

Inteligencia Artificial Lógica difusa Refleja la manera en que razonamos los humanos con reglas aproximadas Algoritmos genéticos Aprovechan los conocimientos de la investigación genética, modelando los principios de Darwin de selección natural

Inteligencia Artificial Fractales Asemejan la manera en que los sistemas vivientes repiten patrones mientras crecen Teoría del caos Simulaciones matemáticas de procesos que nunca son exactamente los mismos dos veces Autómatas celulares Modelan un universo de dos dimensiones de células vivientes y un conjunto simple de modos de interacción.

Inteligencia Artificial (áreas) Sistemas expertos Razonan con el conocimiento en un dominio limitado - los sistemas pueden aproximarse al razonamiento humano y a veces superarlo

Inteligencia Artificial (áreas) Lenguaje natural El objetivo de esta área consiste en extraer tanta información como sea posible de un texto escrito El problema inverso es la generación del lenguaje, es decir dotar a la computadora de capacidades para generar sentencias de lenguaje natural

Inteligencia Artificial (áreas) Reconocimiento de patrones Agrupa técnicas de clasificación e identificación de subgrupos o conglomerados de características comunes en cada grupo

Inteligencia Artificial (áreas) Visión Proporciona mecanismos de percepción que permite al sistema responder a su entorno de una manera inteligente y flexible

Inteligencia Artificial (áreas) Robótica Los robots combinan elementos mecánicos, sensores, y computadoras que les permiten tratar con objetos reales y realizar tareas de forma precisa, rápida y cómoda.

Inteligencia Artificial (áreas) Sistemas neuro-difusos Combinan las técnicas de redes neuronales y lógica difusa para dar solución a un mayor numero de problemas

Aplicaciones en software XOLOTL (Laboratorio de Sistemas Inteligentes UNAM) Sistema integral de simulación vía Internet

Aplicaciones en software DART (Dynamic Analysis and Replanning Tool) Herramienta de planeación logística American Airlines, programa de reruteo de contingencias Agencia espacial europea, plantación del ensamblado de una nave espacial

Aplicaciones en software CAS (Computer Assisted Surgery Systems) Crea un entorno o teatro de operaciones en cirujias (Paciente, cirujano, herramientas) Intervenciones cardiacas, renales, etc.

Aplicaciones en software IBM realizo pruebas con la asci purple, una supercomputadora que puede realizar 460 billones de operaciones por segundo capacidad similar a la del cerebro humano

Aplicaciones en hardware Tradicionalmente los SI artificiales se desarrollan en computadoras de propósito general Utilizan lenguajes que permiten manipular la información en diferentes niveles de abstracción En algunas aplicaciones como robots autónomos, debido al reducido espacio disponible no es posible utilizar computadoras de propósito general con algún sistema operativo o interprete para sentencias de Inteligencia artificial Una alternativa para dotar a estos sistemas de inteligencia artificial, es el uso de arquitecturas de hardware de propósito especifico embebidas en tales sistemas.

Aplicaciones en hardware Plataformas para diseño de arquitecturas PC PLC (controlador logico programable) Microcontrolador DSP (procesador digital de señales) FPGA (Arreglo de compuertas programables en campo)

Aplicaciones en hardware Casas y edificios inteligentes (http://www.smartsystemstech.com)

Aplicaciones en hardware Casas y edificios inteligentes Control automático de accesos y seguridad

Aplicaciones en hardware Casas y edificios inteligentes Control automático de equipo eléctrico o vía telefónica

Aplicaciones en hardware Casas y edificios inteligentes Control automática de iluminación exterior e interior

Aplicaciones en hardware Los SI ofrecen un muchas posibilidades en seguridad vial El GPS permite ubicar el vehículo y que este realice un reconocimiento de la zona a transitar

Aplicaciones en hardware Autos inteligentes Inspección de obstáculos en la vía e información de trafico

Aplicaciones en hardware Autos inteligentes Asistencia cooperativa

Aplicaciones en hardware Autos inteligentes E-call, transmisión de información relevante durante un accidente

Aplicaciones en hardware Robots de exploración Reconocimiento y exploración de lugares donde no puede llegar el hombre

Aplicaciones en hardware Robot de reconocimiento DOKI (Intelligent Earth) Sistemas con procesamiento de imágenes para reconocimiento de rostros en tiempo real

Aplicaciones en hardware Reconocimiento aéreo UAV (vehículos aéreos no tripulados) Realizan maniobras de vuelo de manera autónoma durante operaciones de vigilancia

Aplicaciones en hardware Ehécatl (Hydra technologies) Primer UAV Mexicano Presentado en la Feria Internacional de Aeronáutica y espacio en Le Bourget Francia 2007 Recibió el reconocimiento Al Aube al Contribuidor Sobresaliente, otorgado por la Asociación Internacional para Sistemas de Vehículos No Tripulados (AUVSI)

Aplicaciones en hardware

Trabajo desarrollado Arquitecturas de sistemas inteligentes en FPGA para reconocimiento de patrones en señales de radar

Trabajo desarrollado Arquitecturas para filtrado inteligente en señales

CONCLUSIONES Las aplicaciones de sistemas inteligentes en tiempo real requieren de arquitecturas de computo eficientes y embebidas Las computadoras personales de escritorio y laptops son solo un tipo de computadoras utilizadas para desarrollar sistemas inteligentes.