PDF de programación - Inteligencia Artificial

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial
© Fernando Berzal, [email protected]
© Fernando Berzal,
[email protected]

Temario
Temario

Sistemas Inteligentes de Gestión:
Sistemas Inteligentes de Gestión:
Inteligencia Artificial y Sistemas Expertos
Inteligencia Artificial y Sistemas Expertos

 Introducción a la Inteligencia Artificial
Introducción a la Inteligencia Artificial

 Búsqueda en I.A.
Búsqueda en I.A.

 Sistemas expertos basados en reglas: CLIPS
Sistemas expertos basados en reglas: CLIPS

 Lógica en I.A.
Lógica en I.A.

 PROLOG
PROLOG

11

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

 Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial
Historia
 Historia
 Definiciones
Definiciones
 Aplicaciones
Aplicaciones
Sistemas expertos
 Sistemas expertos
 Historia
Historia
Estructura de un sistema experto
 Estructura de un sistema experto
 Características de un sistema experto
Características de un sistema experto
Mecanismos de representación del conocimiento
 Mecanismos de representación del conocimiento
Métodos de razonamiento
 Métodos de razonamiento
 Sistemas expertos basados en reglas (S.E.B.R.)
Sistemas expertos basados en reglas (S.E.B.R.)
Motor de inferencia
 Motor de inferencia
 Encadenamiento hacia adelante y hacia atrás
Encadenamiento hacia adelante y hacia atrás

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Historia
Historia

1943 Circuitos booleanos como modelos del cerebro
1943
Circuitos booleanos como modelos del cerebro
McCulloch
McCulloch & & PittsPitts: “: “A logical calculus of the ideas immanent in nervous
A logical calculus of the ideas immanent in nervous
activity.” Bulletin of Mathematical Biophysics, 5:115--133.
activity.” Bulletin of Mathematical Biophysics, 5:115
133.

1950
1950 Test de

Test de Turing
Turing
Alan M. Turing: “Computing Machinery and Intelligence", Mind LIX (236):
Alan M.
Turing: “Computing Machinery and Intelligence", Mind LIX (236):
433433––460, doi:10.1093/mind/LIX.236.433
460, doi:10.1093/mind/LIX.236.433

1956 “Inteligencia Artificial”
1956
“Inteligencia Artificial”
Dartmouth Summer Research Conference on Artificial Intelligence
Dartmouth Summer Research Conference on Artificial Intelligence
(John McCarthy, Marvin
(John McCarthy, Marvin Minsky
Ray Ray Solomonoff
Herbert Simon & Allen Newell)
Herbert Simon & Allen Newell)

Trenchard More, Arthur Samuel,
More, Arthur Samuel,

Minsky, Nathaniel Rochester, Claude Shannon,
, Nathaniel Rochester, Claude Shannon,

Solomonoff, Oliver Selfridge,

, Oliver Selfridge, Trenchard

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Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Historia
Historia

1950s
1950s
 Primeros programas con IA:
Primeros programas con IA:
LT [LT [Logic

Logic Theorist

Theorist], GPS [General

], GPS [General Problem

Problem Solver

Solver]…]…

1965
1965
1965
1965
 Algoritmo para razonamiento lógico de Robinson.
Algoritmo para razonamiento lógico de Robinson.
19661966--7373
Estudios sobre la complejidad computacional.
 Estudios sobre la complejidad computacional.
 La investigación en redes neuronales casi desaparece.
La investigación en redes neuronales casi desaparece.
19691969--79 79
Primeros sistemas basados en el conocimiento:
 Primeros sistemas basados en el conocimiento:
DENDRAL, MYCIN, PROSPECTOR…
DENDRAL, MYCIN, PROSPECTOR…

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Historia
Historia
Años 80
Años 80

 Industria de la I.A. (boom de los sistemas expertos)
Industria de la I.A. (boom de los sistemas expertos)

Poco después: El invierno de la I.A.
 Poco después: El invierno de la I.A.
Poco después: El invierno de la I.A.
Poco después: El invierno de la I.A.

 Modelo conexionista: “

backpropagation” (1986)
Modelo conexionista: “backpropagation
” (1986)
Las redes neuronales retoman su popularidad.
Las redes neuronales retoman su popularidad.

 Aplicaciones, p.ej. SAT

Aplicaciones, p.ej. SAT solvers
satisfacción de restricciones), modelos ocultos de
satisfacción de restricciones), modelos ocultos de
Markov (procesamiento del lenguaje natural)
Markov
(procesamiento del lenguaje natural)

solvers (problemas de
(problemas de

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55

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Historia
Historia
Años 90
Años 90

 Knowledge

& Data Mining
Mining

Knowledge Discovery
KDD workshop, Detroit, MI, August 20thth, 1989.
KDD workshop, Detroit, MI, August 20
KDD workshop, Detroit, MI, August 20
KDD workshop, Detroit, MI, August 20 , 1989.
, 1989.
, 1989.

Discovery & Data

 “Business rule

“Business rule engines
engines””
(versión moderna de los sistemas expertos de los 80)
(versión moderna de los sistemas expertos de los 80)

 Agentes inteligentes
Agentes inteligentes

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

¿Qué significa ser “inteligente”?
¿Qué significa ser “inteligente”?

“La inteligencia se puede definir como la capacidad de
“La inteligencia se puede definir como la capacidad de
“La inteligencia se puede definir como la capacidad de
“La inteligencia se puede definir como la capacidad de
resolver problemas o elaborar productos que sean
resolver problemas o elaborar productos que sean
valiosos en una o más culturas.”
valiosos en una o más culturas.”

---- Howard Gardner, Universidad de Harvard
Howard Gardner, Universidad de Harvard

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Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Definiciones de Inteligencia Artificial
Definiciones de Inteligencia Artificial

Sistemas que
Sistemas que

( piensan | actúan )
( piensan | actúan )
( piensan | actúan )
( piensan | actúan )

( racionalmente | como humanos )
( racionalmente | como humanos )

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Definiciones de Inteligencia Artificial:
Definiciones de Inteligencia Artificial:
Sistemas que piensan como humanos
Sistemas que piensan como humanos

“El nuevo y excitante esfuerzo de hacer que los
 “El nuevo y excitante esfuerzo de hacer que los
ordenadores piensen… máquinas con mentes en el
ordenadores piensen… máquinas con mentes en el
ordenadores piensen… máquinas con mentes en el
ordenadores piensen… máquinas con mentes en el
más amplio sentido literal” (
más amplio sentido literal” (Haugeland

Haugeland, 1985)
, 1985)

 “[La automatización de] actividades que vinculamos
“[La automatización de] actividades que vinculamos
con procesos de pensamiento humano, actividades
con procesos de pensamiento humano, actividades
como la toma de decisiones, resolución de problemas,
como la toma de decisiones, resolución de problemas,
aprendizaje…” (
aprendizaje…” (Bellman

Bellman, 1978)
, 1978)

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Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Definiciones de Inteligencia Artificial:
Definiciones de Inteligencia Artificial:
Sistemas que piensan racionalmente
Sistemas que piensan racionalmente

“El estudio de las facultades mentales mediante el uso
 “El estudio de las facultades mentales mediante el uso
de los modelos computacionales”
de los modelos computacionales”
de los modelos computacionales”
de los modelos computacionales”
((Charniak
Charniak & & McDermott

McDermott, 1985)
, 1985)

 “El estudio de cálculos que hacen posible percibir,
“El estudio de cálculos que hacen posible percibir,
razonar y actuar” (
razonar y actuar” (Winston

Winston, 1992)
, 1992)

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Definiciones de Inteligencia Artificial:
Definiciones de Inteligencia Artificial:
Sistemas que actúan como humanos
Sistemas que actúan como humanos

“El arte de desarrollar máquinas con capacidad para
 “El arte de desarrollar máquinas con capacidad para
realizar funciones que cuando son realizadas por
realizar funciones que cuando son realizadas por
realizar funciones que cuando son realizadas por
realizar funciones que cuando son realizadas por
Kurzweil, 1990)
personas requieren inteligencia” (
personas requieren inteligencia” (Kurzweil
, 1990)

 “El estudio de cómo lograr que los
“El estudio de cómo lograr que los
computadores realicen tareas que,
computadores realicen tareas que,
por el momento, los humanos hacen mejor”
por el momento, los humanos hacen mejor”
((RichRich & & Knight

Knight, 1991)
, 1991)

1010

1111

Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial

Definiciones de Inteligencia Artificial:
Definiciones de Inteligencia Artificial:
Sistemas que actúan racionalmente
Sistemas que actúan racionalmente

“La inteligencia computacional es el estudio del diseño
 “La inteligencia computacional es el estudio del diseño
de agentes inteligentes” (
de agentes inteligentes” (Poole
de agentes inteligentes” (
de agentes inteligentes” (Poole

Poole et al., 1998)
Poole et al., 1998)
et al., 1998)
et al., 1998)

“IA… está relacionada con conductas inteligentes en
 “IA… está relacionada con conductas inteligentes en
artefactos” (
artefactos” (Nilsson

Nilsson, 1998)
, 1998)

 “IA… construcción de agentes que se comportan
“IA… construcción de agentes que se comportan
racionalmente (dados los recursos disponibles)”
racionalmente (dados los recursos disponibles)”
(Russell &
(Russell & Norvig

Norvig, 1995)
, 1995)

Aplicaciones
Aplicaciones

Sistemas de planificación
Sistemas de planificación

Google
Google MapsMaps

1212

1313

Aplicaciones
Aplicaciones

Visión artificial
Visión artificial

UC Berkeley project
UC Berkeley
project
((funded
funded byby Caltrans
Caltrans))

Microsoft Kinect
Microsoft
Kinect

1414

Aplicaciones
Aplicaciones

Robótica
Robótica

Roomba © © iRobot
Roomba
iRobot

QRIO & AIBO © Sony
QRIO & AIBO © Sony

1515

Aplicaciones
Aplicaciones

Vehículos autónomos
Vehículos autónomos

Stanley
Stanley —— 2005 DARPA Grand

2005 DARPA Grand Challenge

Challenge Winner
Winner

Aplicaciones
Aplicaciones

Juegos
Juegos

IBM DeepDeep Blue, 1997
IBM
Blue, 1997

1616

1717

Aplicaciones
Aplicaciones

Juegos
Juegos

RoboCup
RoboCup

Aplicaciones
Aplicaciones

Reconocimiento de voz
Reconocimiento de voz

Android
Android Voice

Voice Search
Search

Kinec