Introduccin a la Inteligencia Artificial

Mapa del Curso

Sistemas Inteligentes

Reconocimiento de Patrones

Agentes Inteligentes

Visin Artificial

Redes neuronales

Tabla de Contenido Inteligencia natural

El cerebro humano

Inteligencia artificial. Tcnicas de la inteligencia artificial

Definicin de la Inteligencia artificial Racionalidad Test de Touring Modelo cognoscitivo Pensamiento racional Actual racional

Objetivos1. Exponer el conceptos inteligencia natural2. Presentar las caractersticas del cerebro humano.3. Exponer los aspectos de la inteligencia natural.4. Identificar los aspectos de la inteligencia artificial segn la

definicin del AIMA5. Preguntar si es posible la IA6. Presentar las tcnicas de la IA

INTELIGENCIA NATURAL

Inteligencia Natural Es la facultad que tienen las personas

de conocer, analizar, comprendersituaciones.

Es un conjunto de habilidades,destrezas y experiencias sobre ciertodominio.

Es la capacidad de resolver problemas.

Inteligencia Natural El libre albedro es inteligencia?

la conciencia de si mismo esinteligencia?

Qu genera la inteligencia?

Cmo de puede caracterizar lainteligencia?

Los animales tienen inteligencia?

Ejercicio 1 Diga el orden en que se puede clasificar la inteligencia

de los siguientes animales. Argumente su respuesta.1. Chimpanc2. Gorila3. Mono4. Perro5. Gato6. Loro7. Delfn8. Pollo

Signos de Inteligencia Aprender de la experiencia Encontrar sentido a mensajes ambiguos Responder rpidamente a situaciones

nuevas.

Entender e inferir en forma racional. Aplicar conocimiento para manipular el

medio que nos rodea. Aplicar y adquirir conocimiento nuevo. Pensar y razonar.

Ejercicio 2 Diga cul es el valor de A y B, si se cumple la siguiente

operacin:

Diga el valor de A, B y C si se cumple la siguienteoperacin:

A B +B A

1 A 0

A B +B A

1 B 0

A B C +C B AX X X

Ejercicio 3. Anagramas Con las mismas letras de cada una de estas palabras, sin

obviar ni repetir ninguna de ellas, forme otras tres quepertenecen al mismo tema.

ORCULICORDCAUADGONTIRAUL

EL COMERCIO lunes 1 de agosto 2005, pgina C8

Relacin con el medio ambiente

Razonamiento

Percepcin

Memoria

Aprendizaje

Medio

am

biente

Abstraccin

Imaginacin

Creatividad

Conciencia

Libre albedrio

Solucin de problemas

Actuacin

Aspectos de la Inteligencia Natural1. Percepcin2. Memoria y Asociacin3. Aprendizaje4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Imaginacin o Creatividad8. Conciencia9. Comunicacin

Cules de estas facultades no pueden tener los animales?Cules de estas facultades no lo pueden tener las mquinas?

Aspectos de la InteligenciaINTELIGENCIA HUMANA1. Percepcin2. Memoria y asociacin3. Aprendizaje4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Creatividad e imaginacin8. Conciencia9. Comunicacin

INTELIGENCIA ARTIFICIAL1. Percepcin2. Memoria y asociacin3. Aprendizaje4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Creatividad e imaginacin8. Conciencia9. Comunicacin

Ejercicio 4 Bajo los conceptos presentados, seria posible la

inteligencia en las mquinas?

Argumente su respuesta

EL CEREBRO HUMANO

Cerebro Humano 1011 Neuronas

(procesadores) Poder desconocido 1000 10000

conexiones por neurona

Capacidad basada en las conexiones.

Cada neurona es muy compleja.

Almacenamiento redundante.

No binario, no estable y no asncrono.

Caractersticas del Sistema Nervioso adaptabilidad aprendizaje continuo

distribucin del procesamiento y del almacenamiento alta redundancia plasticidad (creacin/modificacin de sinapsis). tolerante a fallas

10 a 100 billones de neuronas, cada una conectado a otras 10.000 neuronas

Los humanos pierden aprox.. 1000 neuronas por da.

Neuronas

Cmo funciona ?

Olor

Color

Sabor

Sonido

Tersura

Conexiones

Sensores humanosSonido 102 Hz, 104 Hz

Color 1015 Hz

Sabor es una onda?

Olor es una reaccin qumica?

Tersura es una onda?

104 Hz

102 Hz

Ejercicio 5Diga qu perciben los siguientes sensores:

Existen sensores para medir?: Tersura de un objeto. El sabor de una sustancia. El olor de una sustancia

1. Fotodiodo2. Giroscopio3. Micrfono4. Sonar5. Termistor6. Voltmetro

1. Distancia2. Luz3. Orientacin4. Sonido5. Temperatura6. Voltaje

INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Objetivos de la Inteligencia Artificial Es la comprensin de nosotros mismos como entidades

inteligentes Es la construccin de entidades inteligentes artificiales. Es el arte de crear mquinas que realizan funciones que

requieren inteligencia cuando dichas funciones sonrealizadas por el hombre.

Es el estudio de cmo hacer que los ordenadores ejecutencosas que, por el momento, los seres humanos lohacemos mejor.

Hace uso intensivo del software y algoritmos.

Motivacin para la investigacin en IA La IA es una de las disciplinas ms nuevas (inici

formalmente en 1956).

A diferencia de otros campos de estudio donde todo estdescubierto (como la fsica o las matemticas), la IA tienemuchas reas con grandes oportunidad para lainvestigacin e innovacin.

Alcance de la IA La IA abarca desde reas generales (percepcin,

razonamiento lgico) hasta especficas (ajedrez, teoremas,etc.)

Permite automatizar el trabajo intelectual a cientficos deotras reas.

Ofrece a los cientficos de IA el aplicarla en cualquier readonde se aplique el intelecto humano.

Inteligencia Artificial Naci en 1943 cuando Warren McCulloch y Walter Pitts

propusieron un modelo de neurona del cerebro humano yanimal.

Es una ciencia que intenta la creacin de programas paramquinas que imiten el comportamiento y la comprensinhumana, que sea capaz de aprender, reconocer y pensar.

Inteligencia Artificial Ciencia. arte, religin? Intento. se lograr alguna vez? Crear programas para mquinas. software o hardware? Imitar. simulacin o imitacin? Comportamiento. comportamiento == accin? Comprensin. compresin == pensamiento? Humano. cmo piensan o actan los humanos? Capacidad de aprender. memorizar o aprender? Capacidad de reconocer. igual o parecido? Capacidad de pensar. lgica?

Inteligencia Artificial Es la construccin de algoritmos para imitar el

comportamiento y el razonamiento de los humanos.

Observar que la definicin no menciona el hardware.El hardware es administrado finalmente por el software

Ejercicio 6 Presente ejemplos de aplicaciones de la inteligencia

artificial y diga que aspecto humano est imitando.

Ejercicio 7 Puede pensar realmente un sistema de inteligente

artificial dentro de una computadora?

Tiene realmente libre albedro?

Puede llegar a reemplazar al ser humano?

Hasta que punto puede un sistema ser inteligente?

TCNICAS DE LA IA

Tcnicas de la IA Sistemas Basados en Conocimiento. Visin Computacional Procesamiento de Voz y Lenguaje Natural Lgica Difusa Redes Neuronales Computacin Evolutiva Sistemas Multiagente Robtica Aprendizaje Mecnico. Tcnicas Heursticas (recocido simulado)

Modelos Inspirados en la Naturaleza Neuronas Red Neuronal Evolucin Natural Algoritmo gentico Experiencia Sistema Experto Razonamiento Lgica Difusa Enfriamiento de metales Recocido Simulado Hormigas Colonia de Hormigas

RACIONALIDAD

Racionalidad La racionalidad se entiende referida a la accin y designa

aquel tipo de accin configurada de forma que permitaobtener ciertos objetivos predefinidos.

La racionalidad consiste en la inteligente persecucin defines mediante acciones adecuadas.

Un agente racional es aquel que saca el mximo provecho(objetivo, meta) de una dada situacin (restricciones).

Actuar racionalmente significa elegir una alternativa con lajerarqua ms alta dentro de un grupo de alternativasfactibles.

Racionalidad Est referida a la decisin tomar dado que no

necesariamente se dispone de toda la informacin.

La racionalidad est referida al logro del objetivo planteadominimizando las desviaciones.

Esta relacionada a la conducta, pero no significa que loshumanos sean irracionales o mentalmentedesequilibrados.

RACIONALIDAD DECISIONES

RACIONALIDAD OMNICENCIA

Racionalidad Limitada Actuar racionalmente cuando no se dispone de tiempo

para efectuar los clculos para tomar una decisin.

Ejercicio 8Diga que hara en los siguientes casos:1. Tiene una pregunta con dos alternativas y no sabe la

respuesta. qu alternativa marca?

2. Ve a su enamorada besndose con una persona. Quhace?

3. Est en la orilla de la playa y viene una ola muy grande.Qu hace?

4. Est caminando y se aparecen 3 delincuentes armados yle solicitan dinero. Qu decisin toma en ese momento?

DEFINICIN DEL CONCEPTO DE

INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Proceso de Razonamiento y Comportamiento

Razonar Actuar?

Actuar Razonar?

Razonamiento (Lgica) razonamiento para llegar a conclusiones.Comportamiento (Accin) acciones para llegar a objetivos.

Categoras para las definiciones de IA

Sistemas que piensan como humanos

Sistemas que piensan racionalmente

Pensamiento

Humano Racional

Categoras para las definiciones de IA

Sistemas que actan como humanos

Sistemas que actan racionalmente (idealmente)

Comportamiento(actuacin)

Humano Racional

Qu es la Inteligencia Artificial?La interesante tarea de lograr que las computadoras piensen... Mquinas con mente, en su amplio sentido literal (Haugeland, 1985)

El arte de crear mquinas con capacidad de realizar funciones que realizadas por personas requieren inteligencia (Kurzweil, 1990)

[La automatizacin de] actividades que vinculamos con procesos de pensamiento humano, actividades tales como la toma de decisiones, resolucin de problemas, aprendizaje... (Bellman, 1978)

El estudio de cmo lograr que las computadores realicen tareas que, por el momento, los humanos hacen mejor (Rich y Knight, 1991)

El estudio de las facultades mentales mediante el uso de modelos computacionales (Carniak y McDermott, 1985)

El estudio de los clculos que permiten percibir, razonar y actuar (Winston, 1992)

Un campo de estudio que se enfoca a la explicacin y emulacin de la conducta inteligente en funcin de procesos computacionales (Schalkoff, 1990).

La rama de la ciencia de la computacin que se ocupa de la automatizacin de la conducta inteligente (Luger y Stubblefield, 1993).

Categoras para las definiciones de IA

Sistemas que piensan como humanos

Sistemas que piensan racionalmente (idealmente)

Sistemas que actan como humanos

Sistemas que actan racionalmente (idealmente)

Pensamiento

Comportamiento(actuacin)

Humano Racional

1

2 3

4

Razonamiento (Lgica) razonamiento para llegar a conclusiones.Comportamiento (Accin) acciones para llegar a objetivos.

TEST DE TURING

Sistemas que piensan como humanos

Sistemas que piensan racionalmente (idealmente)

Sistemas que actan como humanos

Sistemas que actan racionalmente (idealmente)

Pensamiento

Comportamiento(actuacin)

Humano Racional

1

2 3

4

Actuar como humano: La prueba de Turing Propuesto por Alan Turing (1950).

Turing defini la conducta inteligente como la capacidadde lograr eficiencia humana en todas las actividadescognoscitivas, suficiente para engaar a un evaluador.

Test de TuringEscenario: dos sereshumanos y un ordenador;uno de los seres humanos, elinterrogador, debe averiguarcul de los otros dosparticipantes es el ordenador;el interrogador puedepreguntar cualquier cosa, sinimportar el tema o laprofundidad, y al ordenadorse le permite hacer todo loposible por provocar laerrnea identificacin. El serhumano participante debe,sin embargo, respondersiempre verazmente a lascuestiones que se leformulen.

http://cogsci.ucsd.edu/~asaygin/tt/ttest.html

La prueba de Turing Para que una computadora pase la prueba de Turing, debe

por lo menos: Procesar lenguaje natural Representar el conocimiento Razonar automticamente Auto aprender

Para la prueba total de Turing, la computadora debe tener Vista Robtica

Ejercicio 9 Qu actividades son fciles para los humanos pero difcil

para los computadores? Qu actividades son fciles para las mquinas pero

difciles para los humanos?

Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart

Prueba de Turing pblica y automtica para diferenciar a mquinas y humanos

2 3 5 7 11 13 17 19 23 29

31 37 41 43 47 53 59 61 67 71

73 79 83 89 97 101 103 107 109 113

127 131 137 139 149 151 157 163 167 173

179 181 191 193 197 199 211 223 227 229

233 239 241 251 257 263 269 271 277 281

283 293 307 311 313 317 331 337 347 349

353 359 367 373 379 383 389 397 401 409

419 421 431 433 439 443 449 457 461 463

467 479 487 491 499 503 509 521 523 541

547 557 563 569 571 577 587 593 599 601

607 613 617 619 631 641 643 647 653 659

661 673 677 683 691 701 709 719 727 733

739 743 751 757 761 769 773 787 797 809

811 821 823 827 829 839 853 857 859 863

877 881 883 887 907 911 919 929 937 941

Ejercicio 10 Esta prueba es til si se sabe en qu son buenos los

humanos y las computadoras.

A qu conclusin se puede llegar entonces?

MODELO COGNOSCITIVO

Sistemas que piensan como humanos

Sistemas que piensan racionalmente (idealmente)

Sistemas que actan como humanos

Sistemas que actan racionalmente (idealmente)

Pensamiento

Comportamiento(actuacin)

Humano Racional

1

2 3

4

Pensar como humano: El modelo cognoscitivo Primero habra que definirse cmo piensan los

humanos?. Lo hacen mediante Introspeccin Experimentos psicolgicos

GPS (General Problem Solver), de Newell y Simon (1961)vs. Wang (1960).

La ciencia cognoscitiva usa modelos de IA y experimentospsicolgicos.

Aportaciones: Visin, lenguaje natural, aprendizaje

PENSAMIENTO RACIONAL

Sistemas que piensan como humanos

Sistemas que piensan racionalmente (idealmente)

Sistemas que actan como humanos

Sistemas que actan racionalmente (idealmente)

Pensamiento

Comportamiento(actuacin)

Humano Racional

1

2 3

4

Pensar racionalmente: Las leyes del pensamiento Aristteles intent codificar la manera correcta de pensar

(silogismos). De ah surge la lgica. La tradicin logicista de IA trata de hacer sistemas

inteligentes basados en la lgica. Problemas: pasar conocimiento informal e incierto en

trminos lgicos formales y realizar la solucin tericaobtenida en la prctica.

Representacin del conocimiento imprecisoVersus

Notacin Lgica

Lgica fuzzy(1968)

Lgica Lgica proposicional

Lgica de predicados

Lgica difusa

Lgica temporal

ACTUACIN RACIONAL

Sistemas que piensan como humanos

Sistemas que piensan racionalmente (idealmente)

Sistemas que actan como humanos

Sistemas que actan racionalmente (idealmente)

Pensamiento

Comportamiento(actuacin)

Humano Racional

1

2 3

4

Actuar racionalmente: El agente racional Actuar racionalmente es hacerlo de tal manera que se

logran los objetivos deseados.

Un agente es algo que percibe y acta. De acuerdo a esto,la IA es el estudio y construccin de agentes racionales.

Actuar racionalmente no implica slo actuar por inferenciaslgicas (ejemplo, reflejos).

Agente El agente es un concepto lgico usado para crear

programas de software con caractersticas inteligentes.

Bibliografa Artificial Intelligence: A Modern Approach

Stuart Russell & Peter NorvingPrentice Hall, 1995Capitulo 1

PREGUNTAS