PDF de programación - IA introducción

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

¿Que es la Inteligencia Artificial?

Es una área de la ciencia bastante nueva (1956)
Su objetivo son las capacidades que consideramos Inteligentes
Las aproximaciones siguen diferentes puntos de vista
Sus influencias son diversas (Filosofía, Matemática, Psicología,
Biología)
Involucra una gran cantidad de áreas tanto genéricas (aprendizaje,
percepción, resolución de problemas) como específicas (jugar al
ajedrez, diagnosticar enfermedades, conducir coches, ...)

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

1 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Definición de la IA

Sistemas que actúan como humanos

Sistemas que piensan como humanos

“El estudio de como hacer computadoras
que hagan cosas que, de momento, la
gente hace mejor” (Rich y Knight, 1991)

“El esfuerzo por hacer a las computado-
ras pensar ... máquinas con mentes en
el sentido amplio y literal” (Haugeland,
1985)

“Un campo de estudio que busca explicar
y emular el comportamiento inteligente
en términos de procesos computaciona-
les” (Schalkoff, 1990)

“El estudio de las facultades menta-
les a través del estudio de modelos
computacionales” (Charniak y McDer-
mott, 1985)

Sistemas que actúan racionalmente

Sistemas que piensan racionalmente

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

2 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Sistemas que actúan como humanos

El modelo es el hombre, el objetivo es construir un sistema que pase
por humano.
Test de Turing: Si un sistema lo pasa es inteligente (?)
Capacidades necesarias: Procesamiento del Lenguaje Natural,
Representación del conocimiento, Razonamiento, Aprendizaje.
No es el objetivo primordial de la IA pasar el test
La interacción de programas con personas hace que sea necesario que
estos actúen como humanos

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

3 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

El test de Turing

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

4 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Sistemas que piensan como humanos

El modelo es el funcionamiento de la mente humana
Intentamos establecer una teoría sobre el funcionamiento de la mente
(experimentación psicológica)
A partir de la teoría podemos establecer modelos computacionales
Ciencias Cognitivas

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

5 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Sistemas que piensan racionalmente

La leyes del pensamiento racional se fundamentan en la lógica
La lógica formal está en la base de los programas inteligentes
(Logicismo)
Se presentan dos obstáculos:

Es muy difícil formalizar el conocimiento
Hay un gran salto entre la capacidad teórica de la lógica y su
realización práctica

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

6 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Sistemas que actúan racionalmente

Actuar racionalmente significa conseguir unos objetivos dadas unas
creencias
El paradigma es el agente
Un agente percibe y actúa, siempre según el entorno en el que está
situado
Las capacidades necesarias coinciden con las del test de turing:
Procesamiento del Lenguaje Natural, Representación del
conocimiento, Razonamiento, Aprendizaje, Percepción.
Su visión es mas general, no centrada en el modelo humano.

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

7 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

¿Es la IA posible?

La posibilidad de la inteligencia artificial plantea problemas filosóficos
complejos
¿Las maquinas pensantes poseen consciencia?
La habitación china, (Searle, 1980)
¿Es la inteligencia una propiedad emergente de los elementos
biológicos que la producen?
No hay una conclusión definitiva

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

8 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

La habitación china

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

9 / 20

+−> +−> +−> Introducción a la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial - Filosofía

¿Son posibles las inteligencias mecánicas?

Aristóteles

Llull

Leyes que gobiernan el pensamiento
(lógica)

Descartes

Leibniz

La mente está ligada al mundo físico

Las acciones se basan en la conexión
entre conocimiento y objetivos

Conocimiento = Teorías lógicas

El conocimiento es fruto de la percepción
(Inducción)

Aristóteles

Russell

Hume

Bacon

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

10 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial - Matemática

Matemática

Lógica

Complejidad

Probabilidad

Boole

Frege

Gödel Turing

¿Cuales son las reglas del
razonamiento?

¿Qué es computable?

Fermat Bernoulli Bayes
¿Como razonar con incerti-
dumbre?

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

11 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial (III)

Economía

¿Como debemos tomar decisiones ...

que nos beneficien?
en contra de competidores?
cuando el beneficio no es inmediato?

Teoría de la decisión/Teoría de juegos/Investigación operativa

Neurociencia

¿Como procesa el cerebro la información?
Neuronas/Especialización del cerebro

Psicología

¿Como piensan y actúan las personas?
Psicología cognitiva/ciencias cognitivas: Teorías sobre la conducta,
bases del comportamiento racional

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

12 / 20

Introducción a la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial (IV)

Computación

Para la existencia de la IA es necesario un mecanismo para soportarlo
(Hardware)
También son necesarias herramientas para desarrollar programas de IA

Teoría de control/Cibernética

Construcción de sistemas autónomos

Lingüística

Chomsky: Representación del conocimiento, gramática de la lengua
Lingüística computacional

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

13 / 20

Áreas de trabajo de la IA

Áreas de trabajo de la IA

Áreas Básicas

Representación del conocimiento
Resolución de problemas, Búsqueda

Áreas Específicas

Planificación de tareas
Tratamiento del Lenguaje Natural
Razonamiento Automático
Sistemas Basados en el Conocimiento
Percepción
Aprendizaje Automático
Agentes autónomos

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

14 / 20

Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Robots autónomos

navegación autónoma

tecnologías asistivas

tareas complejas (visión, planificación, coordinación, tiempo real, ...)

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

15 / 20

Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Reconocimiento de imágenes

caras

imágenes médicas

reconocimento de escritura

reconocimento de objetos

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

16 / 20

Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Juegos de ordenador

Búsqueda de caminos

Estrategia

Coordinacion, cooperación, aprendizaje, adaptación, ...

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

17 / 20

Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Aparatos Electrónicos

Aspiradores inteligentes

Cámaras con reconocimento facial

Electrodomésticos con control inteligente

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

18 / 20

Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Interficies Inteligentes/Recomendación/Personalización

Ambient Intelligence

Recomendación/Personalización

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

19 / 20

Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Sistemas de Diagnóstico/Control/Diseño/Planificación

Medicina

Logística

Manufactura Inteligente

Procesos industriales

Diseño industrial

Procesos complejos

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

20 / 20