Intel ligència Artificial: L’última frontera?compostes, fet que es dona simultàniament a...
38
Intel∙ligència Artificial: L’última frontera? Jordi Vitrià i Marca Dept. de Matemàtica Aplicada i Anàlisi Facultat de Matemàtiques Xerrades-Taller 2009-2010 per alumnes de Batxillerat Científic-Tècnic Facultat de Matemàtiques, UB
Transcript of Intel ligència Artificial: L’última frontera?compostes, fet que es dona simultàniament a...
Intel∙ligència Artificial: L’última frontera?Jordi Vitrià i Marca
Dept. de Matemàtica Aplicada i AnàlisiFacultat de Matemàtiques
Xerrades-Taller 2009-2010per alumnes de Batxillerat Científic-TècnicFacultat de Matemàtiques, UB
Tots tenim una idea inicial de què és la IA
A partir d’aquesta idea inicial explorarem la IA des de diversos punts de vista:
• Què és i qui fa «Intel∙ligència Artificial»?• La «Intel∙ligència» com a fenomen natural.• Perquè diem que és l’última frontera?• On podem arribar?
Qui estudia aquest tema? Els informàtics!
El mite
Qui estudia aquest tema? Els informàtics!
La realitat
I que fan els informàtics quan investiguen?
1. Què és computable?2. P = NP?3. Què és la informació?4. Què és la intel∙ligència?5. Com podem desenvolupar sistemes complexes?
Criptografia i seguretat
...
Software i Sistemes Operatius
Jocs
Robots
Internet
Realitat Virtual
ICub
Tots aquests resultats són producte d’una àrea de recerca molt àmplia anomenada «Intel∙ligència Artificial»,
que no és només una pel∙lícula!
Però, què és la intel∙ligència? Quins són els seus orígens? Per què és un problema dels informàtics?
Al principi.... (fa més de 4.000.000.000 anys)Els objectes inerts estan al món
però no l'habiten. Ni el pateixen. Ni el frueixen. Només hi són.
Qualsevol canvi en un entorn és el resultat de les forces físiques que hi actuen.
Però fa 3.800.000.000 anys...
Apareixen uns objectes especials (els éssers vius) que fan alguna cosa més que ser‐hi...
Gràcies a disposar de dipòsits d’energia poden obtenir un cert grau de llibertat respecte de les lleis físiques.
Alguns d’aquests éssers "descobreixen"que l'acció, la capacitat de modificar el seu entorn immediat, té avantatges reproductius i de
supervivència.
HAN NASCUT ELS PRIMERS PROCESSADORS D’INFORMACIÓ!
Els ingredients de la intel∙ligència
Aquests éssers són capaços de seleccionar respostes (accions) a estímuls externs (energia), i per fer‐ho
necessiten adquirir, processar i usar informació del seu entorn i d’ells mateixos.
La percepció del món és sempre limitada, pel que
han de viure en una certa incertesa.
La seva capacitat d’acció és limitada i s’ha d’optimitzar
Mitjançant ALGORISMEStanquen el cicle entre percepció i acció, i d’això en diem cognició.
El desafiament
Qualsevol ésser, natural o artificial, que barregi adequadament aquests
ingredients i habiti un món complex ha d’estar dotat d’intel∙ligència.
El termòstat no és un ésser intel∙ligent!
No viu en un món incert i per tant no en necessita!
Percepció de l’entorn
Cognició
Acció
El desafiamentÉs un problema antic!
Artificial Intelligence PerceptionAction
Cognition
Planning
Constraints Satisfaction
Computer Vision
Speech Understanding
Robotics
Reasoning
Agents
Expert Systems
Knowledge Representation
Machine Learning
Speech Production
Case‐based Reasoning
Face Processing
Super Vector Machines
Reinforcement Learning
Locomotion Pattern Recognition
Hi arribarem? Quan hi arribarem?
Depèn de dos factors complementaris:
• Resoldre el problema conceptual (ciència).
• Tenir els mitjans (tecnologia).
Al principi, el ritme de desenvolupament tecnològic era molt lent,extraordinàriament lent, i podien passar milers d’anys senserevolucions tecnològiques importants.
100.000 anys van aparèixer les eines d’os i les einescompostes, fet que es dona simultàniament a l’aparició de lacapacitat de la parla.
13.000 anys l’espècie humana va adoptar en certs lloc delplaneta un nou estil de vida inèdit fins al moment: elsedentarisme. Aquest últim fet, que va permetre l’acumulacióde béns, va ser cabdal per accelerar el ritme dedesenvolupament tecnològic.
El creixement exponencial
1950 l’ordinador: el desenvolupament de la tecnologia, ja estigui aplicada a la producció industrial, al transport, a la comunicació o a la producció d’aliments, ha estat dirigit per l’ús automatitzat de la informació.
El creixement exponencial
El creixement exponencial
El creixement exponencial
El 2020 tindrem artefactes amb una capacitat de càlcul de20.000 bilions ( 2 amb 16 zeros) d’instruccions per segon.
Pel preu mateix preu, en Euros constants, que un ordinadorpersonal actual!
El creixement exponencial
Segons l’opinió de Ray Kurzweil, certamentarriscada per prendre‐la al peu de la lletra peròinteressant des d’un punt de vista qualitatiu, aixòequival a dir que els aparells electrònics construïtspels humans tindran la mateixa capacitat decàlcul que un cervell cap a l’any 2020, i que cap al2050 es podrà comprar per 800 Euros un aparellamb la mateixa capacitat de càlcul que tots elscervells humans del món.
El creixement exponencial es dona també en altresaspectes de la tecnologia. Per exemple en lacapacitat dememòria dels aparells electrònics.
La capacitat de memòria dels aparells electrònics deconsum s’està doblant anualment.
Si això es continua mantenint, a l’any 2020 podrem disposard’aparells amb 10.000.000 de gigabytes. Per fer‐se una ideadel que això significa només cal dir que amb això n’hi hauriaprou per emmagatzemar tot el que una persona veu i sentdurant tota la seva vida.
El creixement exponencial
Tot i l’espectacularitat d’aquestsnombres, cal no perdre de vista quetant la capacitat de càlcul com lamemòria són només la basetecnològica, el maquinari, sobre laque fer nous artefactes, i que serà laresolució del problema de laintel∙ligència i l’ús d’aquests nousartefactes el que dibuixarà elnostre futur.
El creixement exponencial no ho és tot....
El futur es tria! ....
Més aparells connectats a la web. Llar intel∙ligent. Elsobjectes es comunicaran entre ells.
Comunicació més natural amb les màquines.
Màquines‐eina molt sofisticades.
Robots • Microrobots que caminen, corren, neden, volen i s’arosseguen. Fins i tot microrobots que van perdins de les nostres venes i poden dispensar medicaments quan ho creuen convenient!• Robots autònoms que col∙laboraran en tasques de salvament, exploració o monitoritzaciód’àmplies zones geogràfiques. Els robots enviats a Mart, i els que s’estan preparant ara mateix peranar‐hi, en són un bon aperitiu.• Robots amb mans que poden realitzar tasques complexes i delicades, com operar, construiraparells electrònics o lligar el cordó d’una sabata. Les avies i els àvis del futur, nosaltres, en podemser uns grans usuaris!• Joguines robotitzades que reconeixen als nens i s’ajusten a les seves preferències i als seus estatsemocionals (que poden ser molt variables a segons quines edats!).
Què canviarà mig termini?
Simbiosi amb el nostre cos:• Sistemes d’assistència cognitiva: la memòria, la visió, laoïda, el tacte, etc. o per completar les nostres mancancespersonals, com per exemple un traductor en temps realdel català al japonès.
• Pròtesis intel∙ligents, que directament connectades alcos i capaces de llegir directament els senyals fisiològics ide reaccionar adequadament, substitueixen les funcionsd’algun òrgan o sensor danyat, com les pròtesis coclearsper l’oïda o les pròtesis visuals implantades al còrtex.
• Els membres robòtics, tant per substituir els membresnaturals que s’han perdut en un accident com peraugmentar aquells que potser per l’edat ja no tenen laforça, la coordinació o la precisió que haurien de tenir.
Què canviarà?
Qualsevol activitat humana és susceptible d’éssercompletada, assistida o augmentada amb un sistemacognitiu artificial que sàpiga on és, que hi fa i com hopot fer.
Amb un sistema que pugui aprendre de l’experiència i que espugui adaptar a la idiosincràsia del seu usuari, i tambéaprendre dels seus possibles errors. Que sigui racional, tot ique no sempre lògic. Que es pugui comunicar amb els altressistemes amb els que conviu i també amb els humans quel’envolten. I fins i tot que pugui desenvolupar emocions!
Què canviarà?
El taller
El taller
Les formigues són animals relativament simples, peròrealitzen comportament intel∙ligents que encara noentenem del tot.
Nombre de neurones al cervell
Peix zebra: 10.000Abelles: entre 850.000 i 1.500.000
Escarabats: 1.200.000Mosca comú: 340.000
Formigues: entre 10.000 i 400.000Ratolí: 4.000.000
Humans: 100.000.000.000Balenes: 200.000.000.000
Nombre de neurones al cervell
Peix zebra: 10.000Abelles: entre 850.000 i 1.500.000
Escarabats: 1.200.000Mosca comú: 340.000
Formigues: entre 10.000 i 400.000Ratolí: 4.000.000
Humans: 100.000.000.000Balenes: 200.000.000.000
El problema de la navegació de les formigues
El problema de la navegació de les formigues
El problema de la navegació de les formigues
Moltes gràcies per la vostre atenció!
![TEMES DE CIÈNCIA ACTUAL · període orbital del planeta. AVANTATGES: [6] - És un mètode molt senzill que permet estudiar simultàniament un gran nombre d’estrelles. - El principal](https://static.fdocuments.es/doc/165x107/5e40073194278c3e65799464/temes-de-cincia-actual-perode-orbital-del-planeta-avantatges-6-s-un.jpg)
