Introduccin a la Inteligencia Artificial
Mapa del Curso
Sistemas Inteligentes
Reconocimiento de Patrones
Agentes Inteligentes
Visin Artificial
Redes neuronales
Tabla de Contenido Inteligencia natural
El cerebro humano
Inteligencia artificial. Tcnicas de la inteligencia artificial
Definicin de la Inteligencia artificial Racionalidad Test de Touring Modelo cognoscitivo Pensamiento racional Actual racional
Objetivos1. Exponer el conceptos inteligencia natural2. 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
INTELIGENCIA NATURAL
Inteligencia Natural Es la facultad que tienen las personas
de conocer, analizar, comprendersituaciones.
Es un conjunto de habilidades,destrezas y experiencias sobre ciertodominio.
Es la capacidad de resolver problemas.
Inteligencia Natural El libre albedro es inteligencia?
la conciencia de si mismo esinteligencia?
Qu genera la inteligencia?
Cmo de puede caracterizar lainteligencia?
Los animales tienen inteligencia?
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. Loro7. Delfn8. Pollo
Signos de Inteligencia Aprender de la experiencia Encontrar sentido a mensajes ambiguos Responder rpidamente a situaciones
nuevas.
Entender e inferir en forma racional. Aplicar conocimiento para manipular el
medio que nos rodea. Aplicar y adquirir conocimiento nuevo. Pensar y razonar.
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
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
Relacin con el medio ambiente
Razonamiento
Percepcin
Memoria
Aprendizaje
Medio
am
biente
Abstraccin
Imaginacin
Creatividad
Conciencia
Libre albedrio
Solucin de problemas
Actuacin
Aspectos de la Inteligencia Natural1. Percepcin2. Memoria y Asociacin3. Aprendizaje4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Imaginacin o Creatividad8. Conciencia9. Comunicacin
Cules de estas facultades no pueden tener los animales?Cules de estas facultades no lo pueden tener las mquinas?
Aspectos de la InteligenciaINTELIGENCIA HUMANA1. Percepcin2. Memoria y asociacin3. Aprendizaje4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Creatividad e imaginacin8. Conciencia9. Comunicacin
INTELIGENCIA ARTIFICIAL1. Percepcin2. Memoria y asociacin3. Aprendizaje4. El pensamiento abstracto.5. Razonamiento6. Solucin de problemas7. Creatividad e imaginacin8. Conciencia9. Comunicacin
Ejercicio 4 Bajo los conceptos presentados, seria posible la
inteligencia en las mquinas?
Argumente su respuesta
EL CEREBRO HUMANO
Cerebro Humano 1011 Neuronas
(procesadores) Poder desconocido 1000 10000
conexiones por neurona
Capacidad basada en las conexiones.
Cada neurona es muy compleja.
Almacenamiento redundante.
No binario, no estable y no asncrono.
Caractersticas del Sistema Nervioso 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 otras 10.000 neuronas
Los humanos pierden aprox.. 1000 neuronas por da.
Neuronas
Cmo funciona ?
Olor
Color
Sabor
Sonido
Tersura
Conexiones
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
Ejercicio 5Diga 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
INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Objetivos de la Inteligencia Artificial Es la comprensin de nosotros mismos como entidades
inteligentes Es la construccin de entidades inteligentes artificiales. Es el arte de crear mquinas que realizan funciones que
requieren inteligencia cuando dichas funciones sonrealizadas por el hombre.
Es el estudio de cmo hacer que los ordenadores ejecutencosas que, por el momento, los seres humanos lohacemos mejor.
Hace uso intensivo del software y algoritmos.
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.
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 deotras reas.
Ofrece a los cientficos de IA el aplicarla en cualquier readonde se aplique el intelecto humano.
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 paramquinas que imiten el comportamiento y la comprensinhumana, que sea capaz de aprender, reconocer y pensar.
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?
Inteligencia Artificial Es la construccin de algoritmos para imitar el
comportamiento y el razonamiento de los humanos.
Observar que la definicin no menciona el hardware.El hardware es administrado finalmente por el software
Ejercicio 6 Presente ejemplos de aplicaciones de la inteligencia
artificial y diga que aspecto humano est imitando.
Ejercicio 7 Puede pensar realmente un sistema de 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?
TCNICAS DE LA IA
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)
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
RACIONALIDAD
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 lajerarqua ms alta dentro de un grupo de alternativasfactibles.
Racionalidad Est referida a la decisin 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 mentalmentedesequilibrados.
RACIONALIDAD DECISIONES
RACIONALIDAD OMNICENCIA
Racionalidad Limitada Actuar racionalmente cuando no se dispone de tiempo
para efectuar los clculos para tomar una decisin.
Ejercicio 8Diga que hara en los siguientes casos:1. Tiene una pregunta con dos alternativas y no sabe la
respuesta. qu alternativa marca?
2. Ve a su enamorada besndose con una persona. Quhace?
3. Est en la orilla de la playa y viene una ola muy grande.Qu hace?
4. Est caminando y se aparecen 3 delincuentes armados yle solicitan dinero. Qu decisin toma en ese momento?
DEFINICIN DEL CONCEPTO DE
INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Proceso de Razonamiento y Comportamiento
Razonar Actuar?
Actuar Razonar?
Razonamiento (Lgica) razonamiento para llegar a conclusiones.Comportamiento (Accin) acciones para llegar a objetivos.
Categoras para las definiciones de IA
Sistemas que piensan como humanos
Sistemas que piensan racionalmente
Pensamiento
Humano Racional
Categoras para las definiciones de IA
Sistemas que actan como humanos
Sistemas que actan racionalmente (idealmente)
Comportamiento(actuacin)
Humano Racional
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 a 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).
Categoras para las definiciones de IA
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.
TEST DE TURING
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
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.
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, sinimportar el tema o laprofundidad, y al ordenadorse le permite hacer todo loposible por provocar laerrnea identificacin. El serhumano participante debe,sin embargo, respondersiempre verazmente a lascuestiones que se leformulen.
http://cogsci.ucsd.edu/~asaygin/tt/ttest.html
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
Ejercicio 9 Qu actividades son fciles para los humanos pero difcil
para los computadores? Qu actividades son fciles para las mquinas pero
difciles para los humanos?
Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart
Prueba de Turing pblica y automtica para diferenciar a mquinas y humanos
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29
31 37 41 43 47 53 59 61 67 71
73 79 83 89 97 101 103 107 109 113
127 131 137 139 149 151 157 163 167 173
179 181 191 193 197 199 211 223 227 229
233 239 241 251 257 263 269 271 277 281
283 293 307 311 313 317 331 337 347 349
353 359 367 373 379 383 389 397 401 409
419 421 431 433 439 443 449 457 461 463
467 479 487 491 499 503 509 521 523 541
547 557 563 569 571 577 587 593 599 601
607 613 617 619 631 641 643 647 653 659
661 673 677 683 691 701 709 719 727 733
739 743 751 757 761 769 773 787 797 809
811 821 823 827 829 839 853 857 859 863
877 881 883 887 907 911 919 929 937 941
Ejercicio 10 Esta prueba es til si se sabe en qu son buenos los
humanos y las computadoras.
A qu conclusin se puede llegar entonces?
MODELO COGNOSCITIVO
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
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 experimentospsicolgicos.
Aportaciones: Visin, lenguaje natural, aprendizaje
PENSAMIENTO RACIONAL
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
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 sistemas
inteligentes basados en la lgica. Problemas: pasar conocimiento informal e incierto en
trminos lgicos formales y realizar la solucin tericaobtenida en la prctica.
Representacin del conocimiento imprecisoVersus
Notacin Lgica
Lgica fuzzy(1968)
Lgica Lgica proposicional
Lgica de predicados
Lgica difusa
Lgica temporal
ACTUACIN RACIONAL
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
Actuar racionalmente: El agente racional Actuar racionalmente es hacerlo de tal manera que se
logran 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 inferenciaslgicas (ejemplo, reflejos).
Agente El agente es un concepto lgico usado para crear
programas de software con caractersticas inteligentes.
Bibliografa Artificial Intelligence: A Modern Approach
Stuart Russell & Peter NorvingPrentice Hall, 1995Capitulo 1
PREGUNTAS