Sistemas adaptativos inteligentes

dra. elisa schaeffer

¿Sistema?

• Un conjunto de elementos que interactuan entre si.

• El sistema puede recibir uno o varios entradas de su ambiente de operación.

• Entradas activas: interacción explícita con uno o más usuarios.

• Entradas pasivas: observaciones del ambiente vía lecturas de sensores, lectores, cámaras, etcétera.

• El sistema puede interactuar con el ambiente a través de o salidas explícitas a un usuario o actuadores que modifican en ambiente de operación.

Sistema

Estados, agentes, componentes, módulos...

Usuarios

Entradas Salidas

Ambiente

Clasificación de Sistemas

• Simples, complicados o complejos

• Deterministas o probabilistas

• Centralizados o distribuidos

modelado de sistemas

• En términos de grafos G = (V, E).

• Los elementos de V son los vértices y los de E son las aristas que conectan los vértices.

Cerebro de C. Elegans

Álgebra linealUn grafo se puede representar con una matriz:

1 3 9 7 82 6 3 0 13 3 0 0 24 9 1 9 00 0 2 7 3

2

63

0 1

Aristas que salen del vértice azul

Av = λvuA = λuVectores y valores propios

(eigenvectores/valores)

El espectro de la matriz (o algún variante suyo) revela propiedades y comportamientos del sistema modelado:

Ejemplo

Agrupamiento espectral

No ordenada

Ordenada por grupos

teoría de grafos

• Estudio matemático de las propiedades de grafos.

Distribución de grado

1

10

100

1000

10000

100000

1e+06

1 10 100 1000 10000

Gen. 13Gen. 8Gen. 3

Problemas & algoritmos

• Algoritmo = una serie de pasos que permiten construir una solución a un problema o identificar su existencia a partir de un conjunto de datos.

• Problemas de decisión / construcción / optimización

• Algoritmos deterministas / no deterministas

• Algoritmos exactos / aproximados / heurísticos

Optimización

• En problemas de optimización, uno busca seleccionar los valores a un conjunto de variables, cumpliendo con un conjunto de restricciones para maximizar (o minimizar) una función objetivo dada.

Ejemplo: ¿Qué es la ruta más rápida para

llegar de A a B?

Algoritmos adaptativosNuestra investigación está dirigida hacia el diseño e implementación de sistemas adaptativos inteligentes que operan de manera autónoma en ambientes dinámicos.

Adaptativo = Al ocurrir cambios en el ambiente de operación, el sistema se ajusta para lograr la funcionalidad deseada.

Dinámico = Presenta cambios (tales como movimiento o falla en la operación de los agentes).

Autónoma = Operan sin intervención activa de parte de algo externo al sistema (como por ejemplo un operador, usuario, etcétera).

Inteligente = El sistema responde de manera inteligente a los cambios en su ambiente, por ejemplo a través de técnicas de aprendizaje.

Metodología• Modelado y análisis matemático

• Implementación de simulaciones y prototipos

• Diseño e interpretación de experimentos

ÁlgebraProgramación

Matemáticas discretas

Probabilidad

Interacción humano-

computadoraSistemas inmersos

Gracias por su atención.

http://it.ciidit.uanl.mx/~elisa/

elisa.schaeffer@uanl.edu.mx

(81) 1340 4000 ext. 1637 & 1509

Contesto preguntas ahora y cuándo quieran.