Ensino Superior1.1 Inteligncia ArtificialAmintas Paiva AfonsoLgica Matemtica e Computacional

1.1 Aplicaes PrticasInteligncia ArtificialRepresentao de Conhecimento

Inteligncia ArtificialIntroduo O termo inteligncia artificial nasceu em 1956 no famoso encontro de Dartmouth. No final dos anos 50 e incio dos anos 60, os cientistas Newell, Simon, e J. C. Shaw introduziram o processamento simblico. Ao invs de construir sistemas baseados em nmeros, eles tentaram construir sistemas que manipulassem smbolos. A abordagem era poderosa e foi fundamental para muitos trabalhos posteriores.

Inteligncia ArtificialA grande questo...

Desde ento a grande questo sempre foi: Como fazer as mquinas compreenderem as coisas? [MINS KY 68].

Inteligncia ArtificialO Que ? Um sistema IA no capaz somente de armazenamento e manipulao de dados, mas tambm da aquisio, representao, e manipulao de conhecimento. Esta manipulao inclui a capacidade de deduzir ou inferir novos conhecimentos - novas relaes sobre fatos e conceitos - a partir do conhecimento existente e utilizar mtodos de representao e manipulao para resolver problemas complexos que so frequentemente no quantitativos por natureza.

Inteligncia ArtificialO Que ? (continuao) Portanto, as questes principais a serem contornadas pelo projetista de um sistema de IA so: aquisio, representao e manipulao de conhecimento e, geralmente, uma estratgia de controle ou mquina de inferncia que determina os itens de conhecimento a serem acedidos, as dedues a serem feitas, e a ordem dos passos a serem usados.

Inteligncia ArtificialO Que ? (continuao) Muitos pesquisadores hoje acreditam que IA uma tecnologia chave para o software do futuro. As pesquisas em IA esto relacionadas com reas de aplicao que envolvem o raciocnio humano, tentando imit-lo e realizando inferncias. Estas reas de aplicao que geralmente so includas nas definies de IA incluem, entre outras:Sistemas Especialistas ou Sistemas Baseados em Conhecimento. Sistemas Inteligentes/Aprendizagem. Compreenso/Traduo de Linguagem Natural Compreenso/Gerao de voz Anlise de imagem e cena em tempo real Programao Automtica.

Inteligncia ArtificialO Que ? (continuao) IA definida aqui como sendo uma coleco de tcnicas suportadas por computador emulando algumas capacidades dos seres humanos. Esta coleco inclui [SAVORY 88] :Resoluo de problemas Compreenso de Linguagem Natural Viso e Robtica Sistemas Especialistas e Aquisio de Conhecimento Metodologias de Representao de Conhecimento

Inteligncia ArtificialRepresentao do conhecimentoPara utilizar um corpo de conhecimento em uma mquina, necessrio escolher uma maneira de represent-lo. Uma das principais caractersticas dos programas de IA que o sistema estruturado de modo a separar o cdigo executvel dos dados ou conhecimento do sistema.

Inteligncia ArtificialRepresentao do conhecimentoAs interpretaes de representao de conhecimento e seu papel em IA variam bastante, mas a questo central, ainda segundo Brachman, a seguinte: Como transmitir o conhecimento do mundo para um rob ou outro sistema computacional, dando-lhe uma capacidade adequada de raciocnio, de modo que este conhecimento possa ser utilizado para permitir ao sistema uma adaptao e explorao do seu ambiente?.

Inteligncia ArtificialRepresentao do conhecimentoExistem duas tradicionais abordagens ou metodologias que direcionam as pesquisas em representao do conhecimento, praticamente desde os anos formativos de IA. Uma delas - abordagem declarativa - acredita que a maneira de resolver problemas projetar programas de computador para raciocinar de acordo com linguagens bem definidas da lgica matemtica, sendo ou no a maneira como as pessoas pensam. A outra maneira abordagem procedimental - acredita que uma abordagem proveitosa tentar utilizar os computadores para imitar a maneira como o crebro funciona e, afirma ele, isto nada tem haver com a lgica matemtica.

Inteligncia ArtificialRepresentao do conhecimento

Com relao a isto, surgem algumas indagaes bsicas importantes:De que forma o conhecimento pode ser expresso?Como encontrar a linguagem adequada para a representao deste conhecimento?Como formar uma base de conhecimento suficientemente detalhada e que represente a compreenso do domnio?Como realizar inferncias automticas, dando acesso tanto ao conhecimento implcito na base de conhecimento quanto quele armazenado explicitamente (declarativo)?Como o sistema deve proceder na presena de informaes incompletas, incorrectas ou de senso comum?

Inteligncia ArtificialAbordagem Declarativa do Conhecimento

A maior parte do conhecimento cotidiano das pessoas declarativo, pois representa simplesmente afirmaes ou fatos sobre o mundo real. Por exemplo, Joo comprou um carro., uma tpica afirmao declarativa.Sob o aspecto computacional, dentre as principais vantagens de uma representao declarativa incluem-se:Cada fato s precisa ser armazenado uma vez, independente das maneiras diferentes em que poder ser utilizado.A facilidade em acrescentar novos fatos ao sistema, sem mudar outros fatos e pequenos procedimentos. Uma maneira bem conhecida de representar este tipo de conhecimento atravs das frmulas em lgica de predicado de primeira ordem. Fatos declarativos simples geralmente podem ser representados como predicados instanciados. Portanto, o exemplo acima pode ser adequadamente representado por COMPRAR(Joo, carro). Entretanto, declaraes mais complexas podem exigir representaes tambm mais complexas.

Inteligncia ArtificialAbordagem Procedimental do Conhecimento O conhecimento procedimental reflecte um processo incremental, ou um conjunto de passos, a fim de dar conselhos, diagnosticar problemas, ou encontrar solues. Este tipo de conhecimento usualmente representado em um conjunto de regras ou rvores de deciso. Dentre as principais vantagens da utilizao da representao procedimental incluem-se:A facilidade em representar o conhecimento de como fazer as coisas. A facilidade em representar o conhecimento que no se enquadra dentro de muitos esquemas declarativos simples, como por exemplo, o raciocnio por omisso e o raciocnio probabilstico. A facilidade em representar o conhecimento heurstico de como fazer eficientemente as coisas. A representao procedimental de um trecho de informao essencialmente um plano para a sua utilizao. Assim, construir uma boa representao semelhante a construir qualquer outro tipo de plano.

Inteligncia ArtificialRedes SemnticasSemntica o estudo do significado de conceitos individuais utilizados na linguagem. uma tentativa de descrever os significados das palavras e as condies sob as quais eles podem interagir para serem compatveis com outros aspectos de uma linguagem. Uma rede um conjunto ou um grafo de nodos conectados por ligaes. Os nodos em uma rede semntica usualmente representam os conceitos ou significados.As ligaes usualmente representam as relaes existentes entre estes nodos.

Inteligncia ArtificialRedes SemnticasPor exemplo, na linguagem LISP, cada nodo seria um tomo, as ligaes seriam as propriedades, e os nodos da outra extremidade seriam os valores.Na lgica, alguns arcos da figura poderiam ser representados pelas seguintes declaraes:_UM (Potencial_de_Membrana,Processo_EletroQumico)_UM (Potencial_de_Aco,Sinal_de_Informao)Embora existam algumas controvrsias quanto denominao redes semnticas, acredita-se que so assim chamadas por razes puramente histricas. A denominao de redes semnticas, dizia respeito aplicao destas redes, e no alguma caracterstica especial das mesmas.

Inteligncia ArtificialRedes SemnticasAssim como ocorre em qualquer outro mecanismo de representao de conhecimento, o poder das redes semnticas situa-se na capacidade dos programas em manipularem os recursos disponveis em busca da soluo de problemas. Com o afirmou Woods, ... intil ter uma semntica explcita, a menos que haja alguma mquina de inferncia que lhe acompanhe.

Inteligncia ArtificialConclusoEmbora ainda exista um enorme caminho a percorrer no desenvolvimento da inteligncia artificial, demonstra-se que j muito foi feito, servindo de base de desenvolvimento de novos conceitos e de novas teorias neste campo.E quem sabe se no teremos em poucos anos robs domsticos que utilizaro estas e outras tcnicas para nos auxiliar nas nossas tarefas dirias.