IFE 115: INFORMÁTICA BÁSICA

PTEG-I-3-VISITA 4-EXPO Inteligencia artificial.

Lic. Marcio Rodas

Inteligencia Artificial

11. Inteligencia artificial

Inteligencia y máquina Percepción Razonamiento Áreas adicionales de investigación Redes neuronales Robótica Consideración de la consecuencia

En esta exposición vamos a explorar la rama de las Ciencias de la computación conocida como inteligencia artificial.

Introducción

Es el campo de la ciencia de la computación que trata de construir máquinas autónomas, máquinas que sean capaces de llevar a cabo tareas complejas sin intervención humana

Concepto

Inteligencia y máquinaPara centrar nuestro análisis, comenzaremos considerando el concepto

de agente y los tipos de comportamiento inteligentes que un agente puede exhibir.• Agente InteligenteUn agente es un dispositivo que responder a estímulos procedentes de

su entorno.La mayor partes de los agentes disponen de sensores que les permite

recibir datos de su entorno;

• Método de InvestigaciónEste campo esta avanzando en dos direcciones distintas. Una línea de

avance es la ingenieril, en la que los investigadores están tratando de desarrollar sistemas que exhiban un comportamiento inteligente.

La otra línea de avance es la teoría en la que los investigadores tratan de desarrollar una comprensión computacional de la inteligencia animal y especialmente de la inteligencia humana.

PercepciónVamos a explorar dos áreas de investigación que demostrado ser

especialmente complicadas: la comprensión de las imágenes y del lenguaje.

1. Compresión de las imágenesLa tarea de comprender imágenes genéricas suele abordarse mediante

un proceso de dos pasos: 1) Procesamiento de imágenes, que hace referencia a la tarea de identificar las características de la imágenes. 2) Analisis de imágenes, hace referencia a la tarea de comprender lo que esas características significa.

2. Procesamiento del lenguajeSe construyen a partir de primitivas bien diseñas, de modo que cada

sentencia tiene una única estructura gramatical y un único significado. Por el contrario, una sentencia en un lenguaje natural puede tener múltiples significado, dependiendo el significado del contexto o incluso de la manera en que sea comunicada

• En el leguaje natural se requieren por tanto varios niveles de análisis.1) Análisis sintáctico: Simplemente identifica el papel gramatical de cada palabra2) Análisis semántico: tiene la tarea de identificar el papel semítico cada palabra

de la frase3) Análisis contextual: en este nivel cuando se incluye en el proceso de comprecion

el contexto de la frase.• Otra área de investigación en el procesamiento de lenguaje natural es el que se

refiere a documentos complejos en lugar de frases individuales. en este caso los problemas caen dentro de dos categorías distintas: recuperación de información y extracción de información.

Razonamiento•Sistema de producción.Esta formado por tres componentes principales:1.Un conjunto de estado, Cada estado es una situación que puede presentarse dentro del entorno de aplicación concreto en el que nos encontremos. 2.Un conjunto de producciones (reglas o movimientos).Una producción es una operación que puede realizarse en el entorno de aplicación con el fin de pasar de un estado a otro.3.Un sistema de control, esta compuesto de la lógica que resuelve el problema de pasar del estado inicial al estado objetivo.

Hoy en día esos sistemas de razonamiento que a menudo se implementan en leguaje de programación lógica, constituye vertebral de la mayoría de los sistemas expertos que son paquetes de software diseñados para simular el razonamiento de tipo causa-efecto.

•Arboles de búsquedasEsta compuesto por aquella parte del grafos de estados que ha sido explorada por el sistema de control. El nodo raíz del árbol de búsqueda será el estado inicial y los hijos de cada nodo son aquellos estados que resultan alcanzable a partir del padre aplicando una producción. Cada arco entre distintos nodos de un árbol de búsqueda representara la aplicación que única producción y cada ruta que va desde la raíz a una hoja representa una ruta entre los correspondientes estado del grafo de estado.

•HeurísticaEs un valor cuantitativo asociado con cada estado; con ese valor se intenta medir la distancia que hay entre ese estado y el objeto mas próximado. En cierto sentido nuestro heurístico es una medida de coste previsto.

Un heurístico debe tener dos característica.a)En 1er lugar debe ser una estimación razonable de la cantidad de trabajo restante en la solución si se llegase a alcanzar el estado asociado.b)En 2do lugar el heurístico debe ser fácil de calcular. Quiere decir que su uso debe darnos la posibilidad de beneficiar el proceso de búsqueda en el lugar de entorpecerlo

Áreas adicionales de investigación

• Representación y manipulación del conocimientoTécnica Conocimiento de mundo real.Técnica metarazonamiento lo que quiere decir razonamiento acerca

del razonamiento

• AprendizajeEs una manera de clasificar las soluciones para el problema de aprendizaje en

que una computadora es según nivel de intervención humana requerido:En el 1er nivel el aprendizaje por imitación, en el que una persona

demuestra directamente los pasos que componen una tarea y la computadora se limita a anotar los pasos.

En el 2do nivel se encuentra el aprendizaje mediante entrenamiento supervisado , una persona persona identifica la respuestas correcta para una serie de ejemplo y luego el agente generaliza a partir de esos ejemplos.

En el 3er nivel el aprendizaje por refuerzo, en ese tipo aprendizaje al agente se le proporciona una regla general para que juzgue por si mismo si ha tenido éxito oh a fallado a la hora de realizar una tarea, durante un proceso de prueba y error.

• Algoritmos genéticosel algoritmo permite encontrar la solución optima a mucho problemas de búsqueda; sin embargo, existe mucho problema que son demasiado complejos para poder resolver mediante esas técnica de búsqueda. Para este tipo de problemas en ocasiones puede descubrirse una solución mediante un proceso evolutivo que implica múltiples generaciones de soluciones de prueba. Esta estrategia es la base de lo que se le denomina Algoritmo genético.

Un algoritmo genético comienza generando un conjunto aleatoria de soluciones de pruebas .

Redes neuronales artificiales• Propiedad básicasLas redes neuronales artificiales proporcionan un modelo de procesamiento por

computadoras que simula las redes de neuronas de los sistemas biológicos de los seres vivos.

Una neurona en una red neuronal artificial es una unidad software que imita a una neurona biológica.

• Entrenamiento con las redes neuronales artificialesUna de las características importantes de las redes neuronales artificiales es que no

se programan en el sentido tradicional, sino en lugar de ello se la entrenan. Es decir el programador no determina los valores de los pesos necesario para resolver un problema concreto y luego insertar esos valores en la red.• Memoria asociativaEs la extracción de información que esta asociada o relacionada con la información

que ese momento tenemos entre mano.

RobóticaLa robótica es el estudio de los agentes físicos autónomos que se

comportan de manera inteligente. Al igual que cualquier agente los robot deben ser capaces de percibir, razonar y actuar dentro de su entorno.

A pesar de los grandes avances en el campo de los manipuladores y de la locomoción, la mayoría de los robots todavía no son muy autónomo.

Consideración de las consecuencia • Algunas personas miran los avances tecnológico como un regalo para

la humanidad, pero otras personas miran este fenómeno como una maldición que quita empleo a los ciudadanos y canaliza la riqueza hacia aquellos que disponen del poder.• Ya hemos comenzado a ver como la capacidad intelectual de los seres

humanos se ve desafiada por las maquinas en una serie de campos especifico, las maquinas son capaces de derrotar a los jugadores expertos de ajedrez entre otro. ¿Cómo se vera afectada la autoestima de una persona al verse desplazada por las maquinas en un numero cada vez mayor.

Bibliografía

• Introducción a la Computación 11ª. Edición J. Glenn Brookshear