Ángel García Olaya [email protected]
http://www.plg.inf.uc3m.es/~agolaya
Grupo de Planificación y Aprendizaje (PLG)
Departamento de Informática
Universidad Carlos III de Madrid / Prometeo
Escuela Politécnica Nacional
2 de Abril de 2014
Sistemas Inteligentes
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Inteligencia Artificial
¿Qué es Inteligencia?
¿Qué es Inteligencia Artificial?
2
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
3
Cine e IA: robots
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Cine e IA: máquinas pensantes
4
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
IA general
Inteligencia Artificial general (IA fuerte)
Crear máquinas capaces de imitar y quizás finalmente
superar la inteligencia humana
Capaces de dar respuesta inteligente a problemas de
muy diverso tipo
El término IA surge por primera vez en 1956
Hay trabajos científicos desde principios de los 1950
Aunque ha sido un sueño de la humanidad desde
antiguo
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
IA: robots
6
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
IA: robots
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
IA: máquinas pensantes
8
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
¿Cómo saber si una máquina es inteligente?
El test de Turing
Si un humano es incapaz de saber si está conversando
con un humano o una máquina, entonces podemos
decir que la máquina es inteligente
Pero sólo mide una parte de la
inteligencia humana
(la “inteligencia verbal”)
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Inteligencia Artificial Específica
IA débil
Resolver de forma inteligente problemas concretos
para los que los humanos usamos la inteligencia
Hay muchos más ejemplos de inteligencia artificial
débil en la vida diaria de lo que podría parecer a
simple vista
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
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Aplicaciones actuales de la IA
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
12
Transporte
Por tierra: Conducción automática, Bigdog
Por mar: AUVs
Por aire: UAVs, Cuadricópteros
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
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Interfaces hombre-máquina
Reconocimiento de voz, escritura, gestos (más gestos), caras…
Educación a distancia
Análisis y simulación de sentimientos
Kismet
Leonardo
Affectiva
BeyondVerbal
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
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IA en Internet
Búsquedas
inteligentes
Filtros antispam
Sistemas anti-
fraude
Sistemas de
recomendación
Traducción
automática
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
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Robots humanoides
Asimo
PR2
Nao
Guías en museos
y centros comerciales
Atlas
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
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Entretenimiento
Mascotas robóticas
Adversarios inteligentes
Watson Para el año 2050 habrá un
equipo robótico capaz de ganar a la selección campeona del mundo
Humanoides pequeños
Tamaño natural
Virtuosos del balón
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
17
Medicina
Sistemas expertos para la diagnosis y el tratamiento
Diseño de fármacos
Cirugía robotizada
Sillas de ruedas inteligentes
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
18
Cultura artificial
Robots artistas:
Músicos
Directores de
orquesta
Composición
musical automática
Generación
automática de
textos
Teatro
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
19
Pintura automática
www
http://www.thepaintingfool.com
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
20
Sistemas inteligentes en el hogar
Aspiradoras
Mayordomos
Casas inteligentes
Reconocimiento
de actividades y
monitorización de
personas con
necesidades
especiales
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
IA biológica (ciborgs)
Integración de ser vivo y máquina
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
22
IA y Robótica:
control
inteligente de robots
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Del cine a la realidad
Mecánicas, eléctricas y electrónicas
Robótica
Comportamiento
Control
Inteligencia Artificial
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Comportamiento
Bajo nivel
Desplazamientos, movimientos de las articulaciones,
captura de imágenes y sonido, odometría…
Medio nivel
Seguimiento de trayectorias, reconocimiento de
objetos, procesamiento del lenguaje, búsqueda de
caminos, evasión de obstáculos, recogida de objetos…
Alto nivel
Realización de tareas complejas
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Comportamiento de alto nivel
¿Cómo consigo que un robot se comporte
inteligentemente?
Control a alto nivel
Control remoto (tele-operación)
Pre-programación
Inteligencia Artificial
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Control remoto
El robot es teledirigido por una persona
La inteligencia la pone la persona
Alternativas
Mando
Control corporal (imitación)
Inconvenientes:
Necesidad de una persona
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Pre-programación
Técnica clásica para el control de robots
Se pre-programan los comportamientos del robot
ante todas las situaciones
Problemas:
Complejo
Poco flexible
Dificultad ante eventos inesperados
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Inteligencia Artificial
Permite crear robots totalmente autónomos
Capaces de adaptar su comportamiento a las
circunstancias de forma dinámica
IA y robótica son dos campos complementarios
que han vivido mucho tiempo separados
Cada uno tenía sus propios problemas por resolver
Ambos están suficientemente maduros en la
actualidad para pensar en la integración
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Planificación Automática
Una de las características de la inteligencia avanzada
es la capacidad de hacer planes
Prever acciones futuras
La planificación automática es el área de la
inteligencia artificial que intenta dotar a las
máquinas con la capacidad de hacer planes
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Control mediante planificación automática
Se proporciona al robot una descripción de
el estado actual
las acciones que puede llevar a cabo
las metas a cumplir
El robot se encarga autónomamente de encontrar la
secuencia de acciones que debe realizar para
cumplir las metas
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
12
3 2
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
Acciones: moverse
coger objeto
abrir puerta
Metas coger cerveza
Plan 1. moverse a 9
2. moverse a 5
3. moverse a 6
4. moverse a 3
5. coger cerveza
32
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
12
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
12
3 2
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
12
3 2
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
12
3 2
13
Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
Si la puerta de 3 está cerrada, nuevo plan
1. moverse a 10
2. moverse a 13
3. coger llave
4. moverse a 10
5. moverse a 6
6. abrir puerta
7. moverse a 3
8. coger cerveza
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
12
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
12
3 2
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
12
3 2
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
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3 2
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Ejemplo
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1
5 4 7 6
9 8
11
10
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3 2
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Inconvenientes
Encontrar un plan puede requerir tiempo
A veces es necesario reaccionar rápidamente
El resultado de un paso de un plan puede no ser
exactamente el esperado
Solución: arquitecturas de dos niveles
El bajo nivel se encarga de reaccionar rápidamente
(reactivo)
El alto nivel se encarga de la ejecución global del plan
(deliberativo)
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Algunas aplicaciones: Remote Agent Experiment
Control totalmente autónomo de una sonda
espacial (1999)
Deep Space 1, a más de 96 millones de kilómetros de la
tierra
Durante dos días la sonda funcionó
autónomamente
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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)
Sistemas Inteligentes
Algunas aplicaciones: MAPGEN
Mixed Initiative Activity Planning Generator
Se utilizó EUROPA dentro del proyecto
MAPGEN para controlar los robots Spirit y
Opportunity
Planificación en tierra, se validaba manualmente y
luego se mandaban las órdenes a los robots
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