UNIDAD I - Introduccion a La IA

7/24/2019 UNIDAD I - Introduccion a La IA

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Inteligencia Artificialy Sistemas Expertos

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

PROFESOR: ING. RICARDO J. PALOMARES ORIHUELA

CICLO: 2014 - I

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LAINTELIGENCIA ARTIFICIAL



V. UNIDADES DE APRENDIZAJE

1. INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL.

2. METODOS DE ESPACIO DE BUSQUEDA ENINTELIGENCIA ARTIFICIAL

3. FUNDAMENTOS BASICOS DE REDES NEURONALES4. ALGORITMOS DE APRENDIZAJE BASADOS EN

REDES NEURONALES

5. APLICACIONES Y DISEÑO DE UN CONTROLADOR

BASADO EN REDES NEURONALES6. INTRODUCCION A LAS REDES CON APRENDIZAJE

NO SUPERVISADO



7. FUNDAMENTOS BASICOS DE LOGICA DIFUSA

8. ESTRUCTURA DE UN SISTEMA BASADO EN LOGICADIFUSA

9. APLICACIONES Y DISEÑO DE UN CONTROLADORBASADO EN LOGICA DIFUSA

http://localhost/var/www/apps/conversion/Videos/Inteligencia%20Artificial%20y%20Robotica%20-%20YouTube.flv



1. INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL.

• Introducción a la Inteligencia Artificial.• Definiciones. Terminología básica.

• Historia de la Inteligencia Artificial.

• Alcances de la Inteligencia Artificial.

• Áreas de investigación de la Inteligencia Artificial.

• Implementación de sistemas básicos con inteligencia artificial.

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/Robot%20That%20Can%20Learn,%20Think%20And%20Act%20By%20Itself

http://localhost/var/www/apps/conversion/Videos/The%20Future%20of%20Robotics%20and%20Artificial%20Intelligence%20(Andrew%20Ng,%20Stanford%20University,%20STAN%202011)%20-%20YouTube.mp4



La Inteligencia Artificial (IA) es una rama de las cienciasde la Computación dedicada al desarrollo de agentesracionales no vivos.

Que es la Inteligencia Artificial?



Un AGENTE es cualquier cosa capaz de percibir su entorno

(recibir entradas), procesar tales percepciones y actuar ensu entorno (proporcionar salidas).

http://localhost/var/www/apps/Robotica/Videos/Honda%20Robotics%20Unveils%20Next-Generation%20ASIMO%20Robot%20-%20IEEE%20Spectrum.mp4



La Racionalidad es la capacidad humana que permitepensar, evaluar y actuar conforme a ciertos principios deoptimidad, para satisfacer algún objetivo o finalidad.

Por lo tanto, racional idad es más general y por ello, paraalgunos filósofos, su uso es más adecuado que el terminointel igencia al definir la naturaleza de esta disciplina.



La Inteligencia Artificial es la disciplina que se encarga de

const ru i r procesos que al ser ejecutados sobre una

arqu itec tu ra física producen acciones o resul tados que

maximizan el rendimiento , en base a la secuencia de

entradas percibid as y en el conocim iento almacenado en

tal arquitectura.



• La IA se aplica en áreas de control de sistemas,planificación automática, reconocimiento de escritura,

reconocimiento del habla y reconocimiento de patrones.

• Los sistemas de IA son parte de rutinas en economía,medicina, ingeniería y la milicia, y se ha usado en granvariedad de aplicaciones de software, juegos de estrategia

como ajedrez de computador y otros videojuegos.

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/Robots%20Con%20Inteligencia%20Artificial%202011%20-%20YouTube.flv

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/ASIMOs%20new%20artificial%20intelligence.%20(ASIMO%20is%20learning!)%20-%20YouTube.flv



• Él termino “Inteligencia Artificial" fue acuñado formalmenteen 1956 durante la conferencia de Darthmounth.

• Los juegos matemáticos antiguos, como el de las Torres deHanói (hacia el 3000 a. C.), muestran el interés por la

búsqueda de un modo resolutor, capaz de ganar con losmínimos movimientos posibles.

Historia de la Inteligencia Artificial

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/Torres%20de%20hanoi.pdf



• Aristóteles (384-322 a. C.) fue el primero en describir unconjunto de reglas que describen una parte del funcionamientode la mente para obtener conclusiones racionales.

• Ctesibio de Alejandría (250 a. C.) construyó la primeramáquina autocontrolada, un regulador del flujo de agua(racional pero sin razonamiento).



• En 1936 Alan Turing diseña formalmente una Máquina un iversal que demuestra la viabilidad de un dispositivo físico paraimplementar cualquier cómputo formalmente definido.

• En 1943 Warren McCulloch y Walter Pitts presentaron sumodelo de Neuronas Artificiales.

• En 1958 John McCarthy desarrolla en el Instituto de Tecnología

de Massachusetts (MIT), el LISP, que fue el primer lenguaje paraprocesamiento simbólico.

• En 1959 Rosenblatt introduce el Perceptron.



• En los 60s, aparecen los Sistemas Expertos, que predicen laprobabilidad de una solución bajo un conjunto de condiciones. Por

ejemplo, DENDRAL, iniciado en 1965 el primer Sistema Experto,que asistía a los Químicos con las estructuras químicas complejas.

• En 1973 se crea PROLOG lenguaje de programación para IA.

• En 1997 Garry Kasparov, campeón mundial de ajedrez pierde

ante la computadora autónoma Deep Blue.



• En el año 2011 IBM desarrolló una supercomputadora

llamada Watson, la cual ganó una ronda de tres juegosseguidos de Jeopardy, venciendo a sus dos máximoscampeones, y ganando un premio de 1 millón de dólares queIBM luego donó a obras de caridad.

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Sistemas que actúan como humanos



El Test de Turing• Se denomina así en honor a su creador, el inglés Alan Turing.

• Se utiliza para verificar si existe intelecto en una computadora.

• Sus principios suponen que, si una computadora manifiestatotalmente cualidades de inteligencia, es porque es inteligente.

http://localhost/var/www/apps/conversion/Videos/Alan%20Turing.%20History%20Channel%20-%20YouTube.flv



• Prueba entre una computadora y un hombre, la máquina debehacerse pasar por un hombre sin que este último lo sepa.

• Se mantiene una conversación tipo Chat donde la máquinaintentará emular la inteligencia humana. Se determina que lacomputadora posee un nivel de inteligencia si la persona quemantuvo la conversación, no pudo resolver si habló con una

computadora o un humano.

http://localhost/var/www/apps/conversion/Videos/AI%20vs.%20AI.%20Two%20chatbots%20talking%20to%20each%20other%20-%20YouTube.mp4

http://zabaware.com/assistant/



Es la Inteligencia Artificial Posible?



La Habitación China y la Inteligencia Artificial

• La Habitación China es un experimento de Roger Penrose,que intenta rebatir la validez del Test de Turing, plantea queuna máquina es incapaz de llegar a pensar.

• Expone la diferencia que existe entre reconocer la sintaxis y

comprender la semántica, proponiendo que una habitacióncerrada con un mecanismo dotado de la cantidad suficiente dereglas puede hacerse pasar por una persona.

http://localhost/var/www/apps/conversion/Videos/the%20chinese%20room%20-%20YouTube.flv



Áreas de trabajo de la IA

1.- Áreas Básicas

- Representación del conocimiento- Resolución de problemas, Búsqueda

2.- Áreas Especificas

- Planificación de tareas- Tratamiento del Lenguaje Natural- Razonamiento Automático

- Sistemas Basados en el Conocimiento- Percepción- Aprendizaje Automático- Agentes Autónomos



Robots Autónomos

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/Robot%20That%20Can%20Learn,%20Think%20And%20Act%20By%20Itself



http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/ASIMOs%20new%20artificial%20intelligence.%20(ASIMO%20is%20learning!)%20-%20YouTube.flv



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Sistemas Expertos

“UN SISTEMA EXPERTO, puede definirse como un sistemainformático (hardware y software) que simula a los expertoshumanos en un área de especialización dada.”

Como tal, un sistema experto debería ser capaz de procesary memorizar información, aprender y razonar en situacionesdeterministas e inciertas, comunicar con los hombres y/uotros sistemas expertos, tomar decisiones apropiadas, yexplicar por qué se han tomado tales decisiones. Se puedepensar también en un sistema experto como un consultorque puede suministrar ayuda a (o en algunos casos sustituircompletamente) los expertos humanos con un gradorazonable de fiabilidad.



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Es un software que imita el comportamiento de un experto

humano en la solución de un problema. Pueden almacenarconocimientos de expertos para un campo determinado ysolucionar un problema mediante deducción lógica deconclusiones.

Son aquellos programas que se realizan haciendo explicitoel conocimiento en ellos, que tienen información específicade un dominio concreto y que realizan una tarea relativa aeste dominio.

Programas que manipulan conocimiento codificado pararesolver problemas en un dominio especializado en undominio que generalmente requiere de experiencia humana.



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CARACTERÍSTICAS

SISTEMASEXPERTOS

1) Solucionan problemas aplicando suexperiencia de una forma eficaz,haciendo deducciones a partir de datosincompletos o inciertos.

2) Explican y justifican lo que están haciendo

3) Se comunican con otros expertos yadquieren nuevos conocimientos.

4) Reestructuran y reorganizan el conocimiento

5) Determinan cuando un problema está enel dominio de su experiencia.



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FUNCIÓN DE UN S.E

Aportar soluciones a problemas, como si de humanos se

tratara, es decir capaz de mostrar soluciones inteligentes.

Esto es posible gracias a que al sistema lo crean con

expertos (humanos), que intentan estructurar y formalizarconocimientos poniéndolos a disposición del sistema,para que este pueda resolver una función dentro delámbito del problema, de igual forma que lo hubiera hechoun experto.



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ARQUITECTURA BÁSICA



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ARQUITECTURA BÁSICA



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VENTAJAS DE UN S.E

El desarrollo o la adquisición de un sistema experto esgeneralmente caro, pero el mantenimiento y el costemarginal de su uso repetido es relativamente bajo.

Por otra parte, la ganancia en términos monetarios, tiempo,y precisión resultantes del uso de los sistemas expertos sonmuy altas, y la amortización es muy rápida. Sin embargo,antes de desarrollar o adquirir un sistema experto deberealizarse un análisis de factibilidad y de coste-beneficio.

Hay varias razones para utilizar sistemas expertos. Las másimportantes son:



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1. Con la ayuda de un sistema experto, personal con pocaexperiencia puede resolver problemas que requieren unconocimiento de experto. Esto es también importante encasos en los que hay pocos expertos humanos. Además, elnúmero de personas con acceso al conocimiento aumentacon el uso de sistemas expertos.

2. El conocimiento de varios expertos humanos puedecombinarse, lo que da lugar a sistemas expertos másfiables, ya que se obtiene un sistema experto que combinala sabiduría colectiva de varios expertos humanos en lugarde la de uno solo.

3. Los sistemas expertos pueden responder a preguntas yresolver problemas mucho más rápidamente que unexperto humano. Por ello, los sistemas son muy valiosos encasos en los que el tiempo de respuesta es crítico.



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LIMITACIONES DE LOS S.E.

Tenemos

1) Para actualizar se necesita dereprogramación de estos.

2) Elevado costo en dinero y tiempo.

3) Programas son poco flexibles acambios y de difícil acceso ainformación no estructurada.

4) Escasez de expertos humanos endeterminadas áreas

5) No se han desarrollado sistemas quesean capaces de resolver problemas demanera general.



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EJEMPLOS DE SISTEMA EXPERTO

Mycin (Sistema Experto para diagnósticos médicos)

MYCIN es un Sistema Experto para la realización dediagnósticos, iniciado pro Ed Feigenbaum y posteriormente

desarrollados por E.Shortliffe y sus colaboradores.Su función es la de aconsejar a los médicos en lainvestigación y determinación de diagnósticos en el campode las enfermedades infecciosas de la sangre. El sistemaMYCIN, al ser consultado por el médico, solicita primerodatos generales sobre el paciente: nombre, edad, síntomas,etc. Una vez conocida esta información por parte delsistema, el Sistema Experto plantea unas hipótesis. Parapoder verificarlas comprueba primero la exactitud de laspremisas de la regla.



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Esto se realiza mediante una búsqueda de enunciados

correspondientes en la base de conocimientos. Estosenunciados pueden a su vez estar de nuevo en la parte de

consulta de otra regla.

También lo realiza mediante determinadas preguntas alusuario. Aquí se hacen preguntas del tipo: ¿Se ha practicado

en el paciente algún tipo de intervención quirúrgica?

Con las respuestas que recibe, el MYCIN verifica o rechaza

las hipótesis planteadas. Una serie de tests han demostrado

que MYCIN trabaja igual de bien que un médico.



Es la INTELIGENCIA ARTIFICIALposible?

•

Las máquinas pensantes poseen consciencia?• Es la Inteligencia una propiedad emergente de loselementos biológicos que la producen?

• La posibilidad de la Inteligencia artificial planteaproblemas filosóficos complejos. Por lo tanto, paramuchos no hay una conclusión definitiva.



FORO DE DISCUSIÓN

El presente FORO de discusión tiene por finalidad darsu opinión con respecto a que si es posible laInteligencia Artificial.

•

Cada estudiante hará uso deun documento colocado en elaula Virtual.

• Debe leer y analizar la parte

2 y 5.• Luego colocar su opinión enel Aula Virtual.

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/Foro%20Inteligencia%20Artificial.pdf



ACCESO AL ENTORNO VIRTUAL PARA ELDESARROLLO DEL FORO DE DISCUSIÓN

Para acceder al Aula Virtual deberán realizar lossiguientes pasos:

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/Aula%20Virtual%20URP.pdf



MUCHAS GRACIAS PORSU ATENCIÓN

Email: [email protected]

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