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Charla introductoria al curso abierto de Inteligencia Artificial mediante Dimdim.
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Edgar Altamirano - Nelson BecerraMéxico - Colombia
Introducción al Curso deInteligencia Artificial
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 2
Agentes de
Software
IA
Web
Inteligente
Incertidumbre
Imprecisión
Incompletitud
Solución
de
Problemas
RobóticaSistemas Basados
en Conocimientos
Representacióny
RazonamientoLenguajes de
Programación
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 3
Test de Turing
Procesar Lenguaje Natural Representar Conocimiento
Razonar Automáticamente Autoaprendizaje
Can machines think?
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 4
1. Agentes de Software
• Es un robot de software capaz de extraer información de su
medioambiente y utilizar su conocimiento del mundo para
actuar racionalmente de una manera significativa
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 5
El mundo de Wumpus
1. Agentes de Software
4
1
2
3
1 42 3
Percepciones:
BrisaHedorResplandorGolpeGrito
Acciones:
CaminarDispararAgarrar
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 6
¿De qué clase de problemas se ocupa la IA?
2. Solución de Problemas
1. Problemas complejos en los que se utiliza un algoritmo determinista que resuelve el problema.
2. Problemas complejos que se resuelven con la búsqueda de una solución desconocida.
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 7
Representación de problemas complejos mediante espacios de estados
Estado
Inicial
Estado
Meta
2. Solución de Problemas
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 8
2. Solución de Problemas
Espacio de estados en teoría de juegos
9!+1 = 362,880
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 9
Deep Blue vs Garry Kasparov (1997)
Deep Fritz vs Vladimir Kramnik (2006)
Deep Blue
• Algoritmos basados en fuerza bruta.
Procesa 200 millones de posiciones por
segundo
Deep Fritz
• Planear y elegir las jugadas aplicando
métodos de Inteligencia Artificial
• El árbol de juegos de
Deep Blue tendría 10120
posibles movimientos
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 10
Problemas complejos
2. Solución de Problemas
Diagnóstico médico
Asesoría de expertos
Activación de alarmas
Expertos en la Industria
Asesores legales
Terapeutas
…
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 11
3. Representación y Razonamiento
1. "Antonio estudia lo mismo que Juan"estudia( Juan, X ) estudia( Antonio, X )
2. "Juan estudia Informática"estudia(Juan,Informática)
¿Qué estudia Antonio?
Lógica Matemática
estudia(Juan,X) estudia(Antonio,X) estudia(Juan,Informática)
estudia(Antonio,Informática)
X ← Informática
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 12
hecho: A
R1: A C
R2: A H
R3: C D
R4: D E
R5: B F X
R6: D G B
R7: C F B
R8: A H D
R9: A C H B
R10: A B C H F
3. Representación y RazonamientoReglas IF-THEN-ELSE
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 13
3. Representación y Razonamiento
Redes Semánticas
animal
pájaro volar
albatros kiwiKim
es_un
moverseluz_del_día
activo_en
noche
caminar
café
Rosa
Alberto
es_un
es_un
es_un
es_un
es_un
activo_en
método_para
color
color
método_para
moverse
blanco_y_negro
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 14
Base de
Conocimientos
4. Sistemas basados en Conocimientos
Sistemas dotados de una experticidad específica y del saber cómo resolver problemas en un cierto dominio de conocimientos
SoluciónResolvedor
De
Problemas
Problema
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 15
Imprecisión
Incertidumbre
Incompletitud
5. I + I + I
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 16
5. Incertidumbre
Es la confianza que tenemos las personas en que algún evento determinado sea verdadero.
SI La cepa del organismo es gram-positivo
Y La morfología del organismo es coco
Y Los organismos crecen de forma entrelazada
ENTONCES
Hay evidencia sugerente (0.7) de que el organismo sea estreptococus
probabilidad Factor de confianza
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 17
5. Incertidumbre
Aproximaciones numéricas• Un solo valor
• Dos valores
• Conjuntos difusos
Aproximaciones simbólicas• Representación única
• Representaciones locales
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 18
¿Qué es un
Robot?
Robot industrial
“Es un manipulador
multifuncional
reprogramable diseñado
para mover objetos
mediante movimientos
programados”
6. Robótica
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 19
6. Beneficios de la Robótica
Nos libera de trabajos peligrosos, sucios y aburridos o repetitivos.
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 20
6. Configuración básica de un robot
• El Sistema Manipulador (acciones)Elementos rígidos, de agarre, motores
• El Sistema de ControlComputadora y lenguajes de programación
Planificar y controlar los movimientos
• Los Sistemas Sensitivos (percepciones)De contacto directo
Remotos: visión, sonido
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 21
¿Humanos? ¿Racionales?
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 22
6. Aprendizaje
Mejoramiento de la actuación basado en la
experiencia
Aprendizaje Computacional
• Mejoramiento de la tarea T
• Con respecto a una medida de actuación A
• Basado en la experiencia E
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 23
6. Aprendizaje en el juego de Damas
• Tarea T: Jugar damas
• Medida de actuación A: Porcentaje de juegos ganados contra otros oponentes
• Entrenamiento (experiencia) E: Prácticas de juegos contra sí mismo
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 24
6. Aprendiendo a reconocer palabras manuscritas
Tarea T: Reconocer y clasificar palabras manuscritas dentro de una imagen
Medida de actuación A: Porcentaje de palabras correctamente clasificadas
Entrenamiento (experiencia) E: Una base de datos con palabras manuscritas previamente clasificadas
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 25
Una neurona en un sistema biológico vivo
6. Aprendizaje: Redes Neuronales
100,000,000,000 neuronas
1,000,000,000,000,000 conexiones
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 26
Procesamiento de una neurona
6. Aprendizaje: Redes Neuronales
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 27
Tabla de Verdad para “AND”
6. Aprendizaje: Redes Neuronales
11
1.5
(0101) Y
(0011) X
Salida (0001)
X Y X Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Σ = 0*1 + 0*1 = 0 < 1.5 0Σ = 1*1 + 1*1 = 2 > 1.5 1
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 28
Red con una capa oculta
Capa de Entrada Capa Oculta Capa de Salida
Conexiones con Pesos
Vector de Entrada Vector de Salida
6. Aprendizaje: Redes Neuronales
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 29
6. Redes
Neuronales:
Reconocimiento
de Rostros
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 30
6. Aprendiendo a guiar un vehículo autónomo
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 31
7. Lenguajes de Programación
• Programación Lógica: PROLOG
• Programación Funcional: LISP
• Otros lenguajes: C, C++, JAVA, …
• Lenguajes Especializados: SE, Planeación,
Agentes de Software, Aprendizaje, …
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 32
7. Lenguajes de Programación: PROLOG
par([ ]).
par([Cabeza|Cola]) :- impar(Cola).
impar([ _ ]).
impar([Cabeza|Cola]) :- par(Cola).
?.- par([b,c,d]).
No
?.- impar([b,c,d]).
yes
El Futuro de la IA
• IA en tiempo real
• Incertidumbre, Imprecisión e Incompletitud
• Robótica: visión, PLN, Reconocimiento del habla, razonamiento y movilidad
• Web Inteligente: Agentes, Internet II, Comercio electrónico, transmisión de voz y video en tiempo real, Internet inalámbrico
• Artes, Computación afectiva, Mundos virtuales, Teoría de juegos, Realidad aumentada,…
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 34
8. Evolución de la Web
2010 Edgar Altamirano Carmona México - Colombia 35
Edgar Altamirano Carmona
http://aprenderelfuturo.blogspot.com
http://www.twitter.com/edgaraltamirano