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Ángel García Olaya agolaya@inf.uc3m.es

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

5

Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)

Sistemas Inteligentes

IA: robots

6

Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)

Sistemas Inteligentes

IA: robots

7

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

11

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

13

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

14

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

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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

29

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

13

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

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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

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

12

3 2

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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)

Sistemas Inteligentes

Ejemplo

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1

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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

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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

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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

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Congreso de Inteligencia Artificial (CODIA 2014)

Sistemas Inteligentes

Ejemplo

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9 8

11

10

12

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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