sistemas inteligentes introduce a la ia

8/3/2019 Sistemas Inteligentes Introduce a La IA

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Introduccin a la InteligenciaArtificial

Mg. Samuel Oporto Daz

INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y

ROBTICA


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Mapa Conceptual del Curso

SistemasInteligentes

Conocimiento

Complejidad

Agentes Diseo deAgentes

Agentes de

Bsqueda

Otros tipos

de agentes

AgentesMviles
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Tabla de ContenidoObjetivos

1. Inteligencia1. Inteligencia2. El Cerebro Humano

2. Inteligencia Artificial

1. Definicin del concepto IA2. Test de Turing3. Modelo Cognoscitivo4. Pensamiento Racional5. Actuacin Racional

3. Inteligencia Artificial?4. Tcnicas de la IA

Bibliografa
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1. Objetivos1. Exponer el conceptos inteligencia natural

2. Presentar las caractersticas del cerebro humano.3. Exponer los aspectos de la inteligencia natural.4. Identificar los aspectos de la inteligencia artificial segn la

definicin del AIMA5. Preguntar si es posible la IA6. Presentar las tcnicas de la IA


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1.1. INTELIGENCIA


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Inteligencia? Es la facultad que tienen las

personas de conocer, analizar,comprender situaciones. Es un conjunto de habilidades,

destrezas y experiencias sobre ciertodominio.

Es la capacidad de resolverproblemas.

tienen inteligencia los animales?el libre albedro es inteligencia?la conciencia de si mismo es inteligencia?


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Ejercicio 1 Diga el orden en que se puede clasificar la inteligencia

de los siguientes animales. Argumente su respuesta.1. Chimpanc2. Gorila3. Mono4. Perro5. Gato6. Loro

7. Delfn8. Pollo


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Signos de Inteligencia Aprender de la experiencia

Encontrar sentido a mensajes ambiguos

Responder rpidamente a situacionesnuevas.

Entender e inferir en forma racional. Aplicar conocimiento para manipular el

medio que nos rodea.

Aplicar y adquirir conocimiento nuevo.

Pensar y razonar.


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Ejercicio 2 Diga cul es el valor de A y B, si se cumple la siguiente

operacin:

Diga el valor de A, B y C si se cumple la siguienteoperacin:

A B +

B A

1 A 0

A B +

B A

1 B 0

A B C +

C B AX X X


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Ejercicio 3. Anagramas Con las mismas letras de cada una de estas palabras, sin

obviar ni repetir ninguna de ellas, forme otras tres quepertenecen al mismo tema.

ORCULICORDCAUADGONTIRAUL

EL COMERCIO lunes 1 de agosto 2005, pgina C8


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Aspectos de la Inteligencia Natural1. Percepcin

2. Aprendizaje3. Memoria y Asociacin4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Imaginacin o Creatividad8. Conciencia

9. Comunicacin

Cules de estas facultades no pueden tener los animales?Cules de estas facultades no lo pueden tener las mquinas?


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Aspectos de la InteligenciaINTELIGENCIA HUMANA

1. Percepcin2. Aprendizaje3. Memoria y asociacin4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Creatividad e imaginacin

8. Conciencia9. Comunicacin

INTELIGENCIA ARTIFICIAL

1. Percepcin2. Aprendizaje3. Memoria y asociacin4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Creatividad e imaginacin

8. Conciencia9. Comunicacin


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Ejercicio 4En qu se diferencian los siguientes conceptos:

1. Percepcin y aprendizaje, cul es primero?2. Aprendizaje y memoria, se puede memorizar sin aprender?3. Memoria y comportamiento,4. Memoria y asociacin, [a b; a b ]5. Percepcin y comunicacin.


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Ejercicio 5 Indicar qu facultades que no correspondan a la

inteligencia natural.1. Aprender por prueba y error.2. Mover las extremidades.3. Responder rpidamente a situaciones aprendidas

previamente.4. Encontrar el sentido a mensajes ambiguos.5. Girar la cabeza hacia la fuente de un sonido

persistente.6. Corta un trozo de papel.7. Retirar el brazo ante un pinchazo.


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Ejercicio 6 Donde se genera la inteligencia?

Donde se almacenan los datos? Cmo se procesa la informacin? Cmo se inicia una nueva accin? Cmo se inicia un nuevo pensamiento?


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1.2 EL CEREBRO HUMANO


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Neuronas

Cmo funciona ?

Olor

Color

Sabor

Sonido

Tersura

Conexiones


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Sensores humanosSonido 102 Hz, 104 Hz

Color 1015 Hz

Sabor es una onda?

Olor es una reaccin qumica?

Tersura es una onda?

104 Hz

102

Hz


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Ejercicio 7Diga qu perciben los siguientes sensores:

Existen sensores para medir?:

Tersura de un objeto. El sabor de una sustancia. El olor de una sustancia

1. Fotodiodo2. Giroscopio3. Micrfono4. Sonar5. Termistor6. Voltmetro

1. Distancia2. Luz3. Orientacin4. Sonido5. Temperatura6. Voltaje


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adaptabilidad

aprendizaje continuo

distribucin del procesamiento y del almacenamiento alta redundancia plasticidad (creacin/modificacin de sinapsis). tolerante a fallas

10 a 100 billones de neuronas, cada una conectado a otras10.000 neuronas Los humanos pierden aprox.. 1000 neuronas por da.

Caractersticas del Sistema Nervioso


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AprendizajePatrones de actividad.

sta forma de aprendizaje es la que explica la memoria decorto plazo.

Cambios fsicos y qumicos en las neuronas.

En este aprendizaje se modifican las conexiones entreunidades haciendo que grupos de neuronas se vuelvanms o menos eficientes para excitar o inhibir a otrasneuronas.

Explica la memoria de largo plazo.

Creacin de nuevas conexiones. En este aprendizaje se crean nuevas conexiones.


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Ejercicio 8 Cmo se puede medir el aprendizaje?

Medir la capacidad de memoria es medir la capacidad deaprendizaje?

Memorizar el captulo 1 de AIMA implica que se aprendiel captulo?

Leer esta transparencia es suficiente para aprender losconceptos de la inteligencia artificial?

qu falta?


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Aprendizaje El aprendizaje es un proceso por el cual el individuo cambia

de actitud. Es un proceso unido a la experiencia. El proceso fundamental del aprendizaje es la imitacin, es

decir la repeticin de un proceso observado.

El aprendizaje se define tcnicamente como un cambiorelativamente estable en la conducta del sujeto comoresultado de la experiencia, producidos a travs delestablecimiento de asociaciones entre estmulos y

respuestas mediante la prctica en un nivel elemental


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Ejercicio 9

1. Conoce algn sistema quememorice datos?

2. Conoce algn sistema queaprenda comportamientos(es decir acciones)?

Extendiendo la definicin de

aprendizaje, diga si los sistemas deinformacin tienen capacidad dememorizar o de aprender.Explique su respuesta con un

ejemplo.


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2. INTELIGENCIA ARTIFICIAL


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Inteligencia Artificial Naci en 1943 cuando Warren McCulloch y Walter Pitts

propusieron un modelo de neurona del cerebro humano yanimal.

Es una ciencia que intenta la creacin de programas para

mquinas que imiten el comportamiento y la comprensinhumana, que sea capaz de aprender, reconocer y pensar.


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Inteligencia Artificial Ciencia. arte, religin?

Intento. se lograr alguna vez? Crear programas para mquinas. software o hardware? Imitar. simulacin o imitacin? Comportamiento. comportamiento == accin? Comprensin. compresin == pensamiento? Humano. cmo piensan o actan los humanos? Capacidad de aprender. memorizar o aprender?

Capacidad de reconocer. igual o parecido? Capacidad de pensar. lgica?


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Objetivos de la Inteligencia Artificial Es la comprensin de nosotros mismos como entidades

inteligentes Es la construccinde entidades inteligentes artificiales. Es el arte de crear mquinas que realizan funciones que

requieren inteligencia cuando dichas funciones son

realizadas por el hombre. Es el estudio de cmo hacer que los ordenadores ejecuten

cosas que, por el momento, los seres humanos lo hacemosmejor.

Hace uso intensivo del software y algoritmos.


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Inteligencia Artificial

Es la construccin de algoritmos para imitarel comportamiento y el razonamiento delos humanos.

Observar que la definicin no menciona el hardware.El hardware es administrado finalmente por el software


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Motivacin para la investigacin en IA La IA es una de las disciplinas ms nuevas (inici

formalmente en 1956).

A diferencia de otros campos de estudio donde todo estdescubierto (como la fsica o las matemticas), la IA tienemuchas reas con grandes oportunidad para lainvestigacin e innovacin.


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Alcance de la IA La IA abarca desde reas generales (percepcin,

razonamiento lgico) hasta especficas (ajedrez, teoremas,etc.)

Permite automatizar el trabajo intelectual a cientficos de

otras reas.

Ofrece a los cientficos de IA el aplicarla en cualquier readonde se aplique el intelecto humano.


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2.1. DEFINICIN DEL

CONCEPTO DE INTELIGENCIAARTIFICIAL


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Proceso de Razonamiento yComportamiento

Razonar Actuar?

Actuar Razonar?

Razonamiento (Lgica) razonamiento para llegar a conclusiones.Comportamiento (Accin) acciones para llegar a objetivos.


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Categoras para las definiciones de IA

Sistemas quepiensan

comohumanos

Sistemas quepiensan

racionalmente

Pensamiento

Humano Racional


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Sistemas queactan como

humanos

Sistemas queactan

racionalmente(idealmente)

Comportamiento

(actuacin)

Humano Racional


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Qu es la Inteligencia Artificial?La interesante tarea de lograr que

las computadoras piensen...

Mquinas con mente, en su amplio

sentido literal (Haugeland, 1985)

El arte de crear mquinas con

capacidad de realizar funciones que

realizadas por personas requieren

inteligencia (Kurzweil, 1990)

La automatizacin de actividades

que vinculamos con procesos de

pensamiento humano, actividades

tales como la toma de decisiones,

resolucin de problemas,

aprendizaje... (Bellman, 1978)

El estudio de cmo lograr que las

computadores realicen tareas que,por el momento, los humanos hacen

mejor (Rich y Knight, 1991)

El estudio de las facultades

mentales mediante el uso de

modelos computacionales

(Carniak y McDermott, 1985)

El estudio de los clculos que

permiten percibir, razonar y actuar

(Winston, 1992)

Un campo de estudio que se enfoca en

la explicacin y emulacin de la

conducta inteligente en funcin de

procesos computacionales (Schalkoff,

1990).

La rama de la ciencia de la computacin

que se ocupa de la automatizacin de la

conducta inteligente (Luger y

Stubblefield, 1993).


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Sistemas que

piensan como

humanos

Sistemas que

piensan

racionalmente

(idealmente)

Sistemas que

actan como

humanos

Sistemas que

actan

racionalmente

(idealmente)

Pensamiento

Comportamiento(actuacin)

Humano Racional

1

2 3

4

Razonamiento (Lgica) razonamiento para llegar a conclusiones.Comportamiento (Accin) acciones para llegar a objetivos.


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2.2. TEST DE TURING

Sistemas que

piensan como

humanos

Sistemas que

piensan

racionalmente

(idealmente)


humanos

Sistemas que

actan

racionalmente

(idealmente)

Pensamiento


Humano Racional

1

2 3

4
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Actuar como humano:La prueba de Turing

Propuesto por Alan Turing (1950).

Turing defini la conducta inteligente como la capacidadde lograr eficiencia humana en todas las actividadescognoscitivas, suficiente para engaar a un evaluador.


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1. Test de TuringEscenario: dos sereshumanos y un ordenador;

uno de los seres humanos, elinterrogador, debe averiguarcul de los otros dosparticipantes es el ordenador;el interrogador puedepreguntar cualquier cosa, sin

importar el tema o laprofundidad, y al ordenadorse le permite hacer todo loposible por provocar laerrnea identificacin. El serhumano participante debe,sin embargo, responder

siempre verazmente a lascuestiones que se leformulen.

http://cogsci.ucsd.edu/~asaygin/tt/ttest.html


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1. La prueba de Turing Para que una computadora pase la prueba de Turing, debe

por lo menos: Procesar lenguaje natural Representar el conocimiento Razonar automticamente

Auto aprender

Para la prueba total de Turing, la computadora debe tener Vista

Robtica


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Ejercicio 11 Cmo se puede inhabilitar la prueba de turing?

Qu preguntas se puede hacer a una persona de talforma que se pueda diferenciar de un computador?

Qu preguntas se puede hacer a un computador de talforma que se pueda diferenciar de una persona?


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2.3. MODELO COGNOSCITIVO

Sistemas que

piensan como

humanos

Sistemas que

piensan

racionalmente

(idealmente)


humanos

Sistemas que

actan

racionalmente

(idealmente)

Pensamiento


Humano Racional

1

2 3

4


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Pensar como humano:El modelo cognoscitivo

Primero habra que definirse cmo piensan los humanos?.Lo hacen mediante Introspeccin

Experimentos psicolgicos GPS (General Problem Solver), de Newell y Simon (1961)

vs. Wang (1960). La ciencia cognoscitiva usa modelos de IA y experimentos

psicolgicos. Aportaciones:

Visin, lenguaje natural, aprendizaje


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2.4. PENSAMIENTORACIONAL

Sistemas que

piensan como

humanos

Sistemas que

piensan

racionalmente

(idealmente)


humanos

Sistemas que

actan

racionalmente

(idealmente)

Pensamiento


Humano Racional

1

2 3

4


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Pensar racionalmente:Las leyes del pensamiento

Aristteles intent codificar la manera correcta de pensar(silogismos). De ah surge la lgica.

La tradicin logicista de IA trata de hacer sistemasinteligentes basados en la lgica.

Problemas: pasar conocimiento informal e incierto entrminos lgicos formales y realizar la solucin tericaobtenida en la prctica.

Representacin del conocimiento imprecisoVersus

Notacin Lgica

Lgica fuzzy(1968)


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2.5. ACTUACIN RACIONAL

Sistemas que

piensan como

humanos

Sistemas que

piensan

racionalmente

(idealmente)


humanos

Sistemas que

actan

racionalmente

(idealmente)

Pensamiento


Humano Racional

1

2 3

4


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Racionalidad La racionalidad se entiende referida a la accin y designa

aquel tipo de accin configurada de forma que permitaobtener ciertos objetivos predefinidos.

La racionalidad consiste en la inteligente persecucin defines mediante acciones adecuadas.

Un agente racional es aquel que saca el mximo provecho(objetivo, meta) de una dada situacin (restricciones).

Actuar racionalmente significa elegir una alternativa con la jerarqua ms alta dentro de un grupo de alternativasfactibles.


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Racionalidad Est referida a la decisin a tomar, dado que no

necesariamente se dispone de toda la informacin.

La racionalidad est referida al logro del objetivo planteadominimizando las desviaciones.

Esta relacionada a la conducta, pero no significa que loshumanos sean irracionales o mentalmente desequilibrados.

RACIONALIDAD DECISIONES

RACIONALIDAD OMNICENCIA


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Ejercicio 12Diga que hara en los siguientes casos:

1. Cmo llegara a visitar en el menor tiempo posible todaslas capitales de departamento del Per.

2. Tiene una pregunta con dos alternativas y no sabe larespuesta. qu alternativa marca?

3. Est manejando su automvil a 80 k/m y repentinamentese cruza una persona. (usted logra ver a la persona a 5metros de distancia).

4. Ve a su enamorada besndose con su mejor amigo.

5. Est en la orilla de la playa y viene una ola muy grande.6. Est caminando y se aparecen 3 delincuentes armados y

le solicitan dinero.

R i lid d Li i d


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Racionalidad Limitada Actuar racionalmente cuando no se dispone de tiempo para

efectuar los clculos para tomar una decisin.

Ej i i 13


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Ejercicio 13 Estas trabajando en una empresa distribuidora de

alimentos y te asignan la tarea de entregar un paquete acada uno de 100 clientes. Cunto tiempo tomaras en decidir en qu orden visitar a

los clientes?

Se intenta minimizar la distancia recorrida en cada viaje.

100 * 99 * 98 * 97 * . * 1 = 100!

A t i l t


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Actuar racionalmente:El agente racional

Actuar racionalmente es hacerlo de tal manera que selogran los objetivos deseados.

Un agente es algo que percibe y acta. De acuerdo a esto,

la IA es el estudio y construccin de agentes racionales. Actuar racionalmente no implica slo actuar por inferencias

lgicas (ejemplo, reflejos).


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3. INTELIGENCIAARTIFICIAL?

I t li i A tifi i l?


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Inteligencia Artificial? Puede pensar realmente un sistema inteligente artificial

dentro de una computadora?

Tiene realmente libre albedro?

Puede llegar a reemplazar al ser humano?

Hasta que punto puede un sistema ser inteligente?


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4. TCNICAS DE LA IA

T i d l IA


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Tcnicas de la IA

Sistemas Basados en Conocimiento. Visin Computacional Procesamiento de Voz y Lenguaje Natural Lgica Difusa

Redes Neuronales Computacin Evolutiva Sistemas Multiagente Robtica

Aprendizaje Mecnico. Tcnicas Heursticas (recocido simulado)

M d l I i d l N t l


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Modelos Inspirados en la Naturaleza Neuronas Red Neuronal

Evolucin Natural Algoritmo gentico Experiencia Sistema Experto Razonamiento Lgica Difusa Enfriamiento de metales Recocido Simulado Hormigas Colonia de Hormigas

Bibli f


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Bibliografa Artificial Intelligence: A Modern Approach

Stuart Russell & Peter NorvingPrentice Hall, 1995Capitulo 1

sistemas inteligentes introduce a la ia

Documents