Inteligencia Artificial

Despertar del sueño booleanoEgdares Futch H.

Qué dicen los expertos sobre IA

El arte de crear máquinas con capacidad de realizar funciones que realizadas por personas requieren de inteligencia. (Kurzweil, 1990). El estudio de cómo lograr que las computadoras realicen tareas que por el momento, los humanos hacen mejor. (Rich, Knight, 1991). La rama de la ciencia de la computación que se ocupa de la automatización de la conducta inteligente (Luger y Stubblefield, 1993). Un campo de estudio que se enfoca a la explicación y emulación de la conducta inteligente en función de procesos computacionales (Schalkoff, 1990).

Qué dice el Web sobre la IA

IA es la reproducción de los métodos de razonamiento o intuición humanosUsar modelos computacionales para simular comportamiento (humano) y procesos inteligentesIA es el estudio de las facultades mentales a través del uso de métodos computacionales

Comportamientointeligente

Humanos

Computadora

¿ Qué es la IA ?

Disciplina que sistematiza y automatiza tareas intelectuales

para crear máquinas que:

Actúen como humanos

Actúen racionalmente

Piensen como humanos

Piensen racionalmente

Actuar como humanos

IA es el arte de crear máquinas que realicen funciones que requieren de inteligencia cuando la realizan humanosMetodología: Elija una tarea intelectual en la que los humanos son mejores y ponga a una computadora a hacerloTest de Turing

•Demostrar un teorema•Jugar ajedrez•Planear operación•Diagnosticar enfermedad•Navegar en el edificio

El caso del Ajedrez

Pro: “Decir que Deep Blue no piensa realmente sobre el

ajedrez es como decir que un avión realmente no vuela porque no aletea” – Drew McDermott

Contra: “El ajedrez es la Drosophila de la IA. Si los geneticistas

se hubieran empeñado de esa manera, tendríamos ahora moscas muy rápidas” – John McCarty

Autista vs. Sentido común

Pensar como humanos

La forma en la que la computadora hace sus funciones importaComparación de los pasos para hacer un razonamientoCiencias cognoscitivas teorías verificables de la mente humana

Pero, ¿queremos duplicar las imperfecciones humanas?

Pensar y actuar racionalmente

Siempre tomar la mejor decisión con lo que se tenga a mano (tiempo, conocimiento, recursos)Conocimiento perfecto, recursos ilimitados razonamiento lógicoConocimiento imperfecto, recursos limitados racionalidad limitada

•Conexión a la economía, investigación de operaciones, y teoría de control•Pero ignora el rol de la conciencia, emociones, miedos, etc.

Pensar (meditación de Feynman)

Todos conocemos la mente humana porque tenemos unaPensar no requiere instrucciones “Pensar no es más que hablarse a sí

mismo” dijo Richard. John contestó: “Trata de pensar en un engranaje…cómo te lo contaste?”

Algunas características Frontera entre programación tradicional e IA

La IA es programación Frontera se mueve: cuando algo funciona ya no es IA La IA se ocupa de aquellos problemas para los que no existen

soluciones algorítmicas satisfactorias y de aquellos que requieren el manejo explícito del conocimiento

La IA se ocupa de tareas que, de momento, la gente realiza mejor Técnicas de la Inteligencia Artificial

Métodos generales de la computación+ técnicas específicas Enfoque algorítmico clásico da por hecho que se dispone de toda la

información necesaria para llegar a una solución óptima del problema abordado

En Inteligencia Artificial, las decisiones se basan en un conocimiento parcial que no garantiza encontrar el óptimo

La inteligencia consiste precisamente en saber sacar el máximo provecho a la información disponible para tratar de obtener el resultado deseado e.d compromiso entre exhaustividad del análisis y calidad del resultado

Las técnicas computacionales desarrolladas dentro de este marco metodológico son llamadas heurísticas

Algo de historia

1956: Se inventa el término “Inteligencia Artificial” en Darthmouth para diferenciarlo de la cibernética y de la teoría de autómataPeríodo inicial (50’s a finales de los 60’s): Principios básicos y generalidades Solución de problemas generales Demostración de teoremas Juegos Cálculo formal

ResultadosFalta de éxito en la resolución de problemas significativosExito por las contribuciones a la comprensión de la resolución de problemas:

1. 1. papel de la búsqueda en la resolución de problemas

2. 2. papel clave del conocimiento en el control de la búsqueda (conclusión obtenida del fracaso de los sistemas por su carencia de conocimiento específico. P.e. sistemas de traducción con sólo reglas sintácticas básicas y diccionarios palabra a palabra)

Gran interés por los programas de juegos Es más fácil medir el éxito Reglas muy simples => parecía que se podía obviar

el problema del conocimiento: bastaba explorar el árbol de posibles movimientos conociendo sólo las reglas

Esta aproximación falla por el enorme número de posibilidades (del orden de 35100 para el ajedrez) => necesario conocimiento

Algo de historia

1969-1971: Shakey el robot (Fikes, Hart, Nilsson) Planificación basada en lógica (STRIPS)Planificación de movimiento (gráfica de visibilidad)Aprendizaje inductivo (PLANEX)Visión de computadora

Algo de historia

Período “Conocimiento es poder” (mitad de los 60’s a mitad de los 80’s): Enfoque en tareas limitadas que requerían

expertise Codificación de la expertise en forma de

reglas:If: carro tiene llantas de todo terreno and

4-wheel drive andbuena altura

Then: el carro puede ir a terrenos difíciles (0.8) Ingeniería de conocimiento Proyecto del computador de 5ta generación Sistema CYC (Lenat)

Algo de historia

La IA se convierte en una industria (80’s – presente): Sistemas expertos: Digital Equipment,

Teknowledge, Intellicorp, Du Pont, búsqueda de petróleo, …

Lisp machines: LMI, Symbolics, … Robótica: Machine Intelligence

Corporation, Adept, GMF (Fanuc), ABB, …

Reconocimiento de voz

Algo de historia

Retorno de las redes neurales, algoritmos genéticos, y vida artificial (80’s – 90’s)Mayor conexión con la economía, investigación de operaciones, y teoría de control (90’s – presente)IA se vueve menos filosófica, más técnica y orientada a la matemática

Predicciones y realidad

En los 60’s, un famoso profesor de AI de MIT dijo: “Al final del verano, habremos desarrollado un ojo electrónico”Aún hoy, aún no existe un sistema de visión por computadora capaz de entender escenas dinámicas complejasSin embargo, todos los días se realiza monitoreo de tráfico, reconocimiento facial, análisis de imágenes médicas, inspección de partes, etc. por computadora

Predicciones y realidad

En 1958, Herbert Simon (CMU) predijo que en 10 years una computadora sería campeón de ajedrezEsto fue cierto en 1998Hoy, computadoras son campeones mundiales en Damas, Otelo, y Ajedrez, pero no en Go

IA en acción

Un sistema para hacer demostraciones de teoremas en geometría elemental Euclideana (E. Gelernter) encontró una prueba brillante del Pons Asinorum

Se debió a comportamiento inteligente? Estaba esta prueba en el subconciente del programador? O estaba escondida en el código del programa?

Investigación moderna de IA

Centrada alrededor del concepto de agenteModelo que construye una mente en base a pequeñas partes (agentes) que no tienen inteligencia, pero que pueden realizar cosas simplesLa sociedad de la mente

Noción de un agenteNoción de un agente

entornoagente

?

sensores

manipuladoresApuntador láser

sonaresSensores táctiles

Noción de un AgenteNoción de un Agente

entornoagente

?

sensores

manipuladores

•Localidad de manipuladores/sensores•Modelado imperfecto•Limitaciones tiempo/recursos•Interacción secuencial

Ejemplo: Seguir un blancoEjemplo: Seguir un blanco

blancorobot

• El robot debe mantener el blanco a la vista• No se conoce de antemano el trayecto del blanco• El robot puede no conocer los obstáculos previamente• Se requieren decisiones rápidas

Temas de la investigación Temas de la investigación en IAen IA

Representando conocimiento

Usando conocimiento

Adquiriendo conocimiento

Solución de problemas: Búsquedas Satisfacción de reqs

Lógica e inferenciaPlanificaciónManejando incertidumbre

Búsqueda adversarial Decisiones en

incertidumbre probabilística

Redes de creencias (Bayes)

Aprendizaje inductivo

Muchas gracias!

efutch@yahoo.com