Sistemas Inteligentes en Ingenieria

Antonio Morán, Ph.D.

El Ser Humano es Inteligente

Tiene Capacidad Para:AprenderRazonar

IntuirMejorar

Es Capaz de Trabajar en Forma Autónoma

Diseño de Sistemas Inteligentes

Sistema Inteligente

Autónomo Hace su trabajo por si solo.Conoce objetivos. Los consigue.

AprendeAprende de la experiencia.Mejora cada vez.No repite errores.

Adaptivo Se adapta a situaciones diferentes.Responde en situaciones no previstas

Robusto Buena perfomance aun si cambian las condiciones

Inteligencia Artificial y Sistemas Inteligentes

Como representar artificialmente la inteligencia

del ser humano

Máquinas InteligentesMateriales InteligentesSoftware Inteligente

Anestesista en Operación

Presión arterial

Nivel adrenalina

Cantidad anestesia

Anestesista en Operación

Presión arterial

Nivel adrenalina

Cantidad anestesia

SistemaSuministroAutomáticoAnestesia

Suministro de Insulina

Paciente

Inyección de insulina cada

6 horas

Suministro de Insulina

Nivel Glucosa

Nivel adrenalina

Cantidad Insulina

SistemaSuministroAutomático

Insulina

Robot Inteligente

Diseño de Sistemas Inteligentes

Redes Neuronales

Lógica Difusa

Algoritmos Genéticos

Redes Neuronales

Sistemas con capacidad para estimar funciones no-lineales de varias entradas y varias salidas

usando datos de entrada y salida

Procesamiento No-LinealProcesamiento Paralelo

Auto-ajuste en Tiempo RealCapacidad para OptimizarCapacidad para Aprender

Pedro

PedroCerebro

y = Φ(x)

DosCerebro

y = (x)

Redes Neuronales

IngenieríaProcesamiento de señales, imágenes

Economía

Medicina

Modelamiento y control de sistemasDiagnósticos

Detección de fallasReconocimiento de patrones

PronósticosEstimaciones

Predictor de Petróleo en Pozos

Suelo

400 m

50 m

Predictor de Petróleo

Pozo 1 42 55 14 2 56 42 12 1 1

..

..

Tem Hum Ca Su Tem Hum Ca Su Petróleo

Pozo 2 39 62 20 4 54 40 18 1 0

Pozo 3 33 31 36 1 51 40 31 2 0

Pozo 50 45 51 19 5 60 48 21 3 1

..Predictor de

Petróleo

Análisis de Riesgo en Entidades Finacieras

Persona 1 Persona 2 Persona 3

Edad 39 35 40Ingres/mes 2000 2500 1800Esposa (trabaja) 1 0 0Número de hijos 1 2 3Casa propia 0 1 1 Casa (lugar) 2 3 1Carro (año) 1998 1988 2000

Pagó préstamo 1 0 1

Análisis de Riesgo en Entidades Finacieras

Estimador de RiesgoData

1.00.70.50.2

Función matematica de varias entradas y una salida

Red Neuronal

Tipos de Redes Neuronales

Código de una persona

Cara de la persona

y = Φ(x)

Matriz de 20x20

0101001101Diez dígitos

Código de una persona

Cara de la persona

y = Φ(x)

0101001101

0000000010……

1100101

Vector de 10 x 1

Vector de 400 x 1

Red Neuronal

Entrenamiento de la Red Neuronal

Inicio

Después de 1,000 etapas

Después de 10,000 etapas

¿Qué es el Entrenamiento?

x

y

x

y

y = ax + b

y = ax + bx + c2

Sistema de Reconocimiento de Números

Matriz de 9 x 6

Sistema de Reconocimiento de Números

9 x 6 = 54

Entradas 10 Salidas

1000000000

0100000000

0010000000

0000000001

…

Sistema de Reconocimiento de Números

0100000000

Reconocimiento de 100% en datos de entrenamiento

Reconocimiento de 88% en datos de validación

Detección de Anomalías Cardiacas

Detección de Anomalías Cardiacas

Normal

Fibrilosis auricular

Fibrilosis ventricular

Quistemia

Red Neuronal

620Entradas

4 Salidas

1000

0100

0010

0001

620 puntos de un periodo

Validación con Señales Cardiacas Ruidosas

Red Neuronal

620Entradas

4 Salidas

1000

0100

0010

0001

Reconocimiento al 90% en señales de ruido bajo y medio

Reconocimiento al 70% en señales de ruido alto

Detección y Diagnóstico de Enfermedades

Imagen

Compresora de Imágenes Neuronal

Imagen

Compresora de Imágenes Neuronal

Lima Miami

Compresor Expansor

Aplicaciones de Redes Neuronales en Robot Móviles

Auto-Conducción de Vehículos

Auto-Posicionamiento y Esquivameinto de Obstáculos

Automóvil que se Conduce Solo

Robots en Minería

Robots en Minería

Autoconducción de Vehículos

Autoconducción de Vehículos

Vehículoxy

x*y*

Estructura de Control

Trayectorias con Neuro-Control

Trayectorias con Neuro-Control

Robot Móvil que Esquiva Obstáculos

Posición Inicial

Posición FinalObstáculos

Robot móvil que esquiva obstáculos

Gracias por su atención !

amoran@ieee.org