Inteligencia Artificial

Inteligencia Artificial
I – Introducción a la IA
Fundamentos
Dr. Edgard Iván Benítez Guerrero
cursofei@gmail.com
Dr. Edgard I. Benítez G.
Inteligencia Artificial
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1. Fundamentos
Definiciones de IA
Contribuciones de otras áreas a la IA
Breve historia de la IA
Estado del arte
Dr. Edgard I. Benítez G.
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Definiciones de IA
Sistemas que piensan como humanos
El nuevo y excitante esfuerzo de hacer que
las computadoras piensen.. máquinas con
mentes, en el más amplio sentido literal
(Haugeland, 1985)
La automatización de actividades que
vinculamos con procesos de pensamiento
humano, actividades como la toma de
decisiones, resolución de problemas,
aprendizaje… (Bellman, 1978)
Sistemas que actúan como humanos
Sistemas que piensan racionalmente
El estudio de las facultades mentales
mediante el uso de modelos computacionales
(Charniak y McDermott, 1985)
El estudio de los cálculos que hacen posible
percibir, razonar y actuar (Winston, 1992)
Sistemas que actúan racionalmente
El arte de desarrollar máquinas con capacidad
para realizar funciones que cuando son
realizadas por personas requieren de
inteligencia (Kurzweil, 1990)
La Inteligencia Computacional es el estudio
del diseño de agentes inteligentes (Poole et
al, 1998)
El estudio de cómo lograr que las
computadoras realicen tareas que, por el
momento, los humanos hacen mejor (Rich y
Knight, 1991)
IA … está relacionada con conductas
inteligentes en artefactos (Nilson, 1998)
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Comportamiento humano:
Prueba de Turing
Prueba propuesta por Alan Turing (1950) para
proporcionar una definición operacional y satisfactoria
de inteligencia
Una sistema supera la prueba si un evaluador humano
no es capaz de distinguir si las respuestas a una serie
de preguntas planteadas son de una persona o no
Prueba aún vigente en la actualidad
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Pensar como un humano:
el enfoque del modelo cognitivo
Teniendo una teoría de cómo trabaja la mente, ésta se
podrá expresar en la forma de un programa computacional
Si los datos de entrada/salida del programa y los tiempos
de reacción son similares a los de un humano, existirá
evidencia de que los mecanismos del programa se pueden
comparar a los que utiliza un humano
Newell y Simon (1961) siguieron este enfoque en su
Sistema de Resolución General de Problemas
En
la
ciencia
cognitiva
convergen
modelos
computacionales de IA y técnicas de psicología intentando
elaborar teorías sobre el funcionamiento de la mente
humana
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Pensamiento racional: el enfoque de las leyes del
pensamiento
Enfoque basado en los trabajos sobre lógica del
filósofo griego Aristóteles
Intenta codificar los procesos de razonamiento
mediante esquemas de argumentación con las que se
llega a conclusiones correctas si se parte de premisas
correctas (silogismos)
Ejemplo: Sócrates es hombre; todos los hombres son
mortales; por lo tanto Sócrates es mortal
Razonadores automáticos (1965)
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Actuar de forma racional: el enfoque del agente
racional
Un agente es algo que razona
Agente informático vs programa convencional:
Dotados de controles autónomos
Perciben su entorno
Persisten durante un periodo de tiempo prolongado
Se adaptan a cambios
Capaces de alcanzar objetivos diferentes
Agente racional: aquel que actúa con la intención de
alcanzar el mejor resultado o, cuando hay
incertidumbre, el mejor resultado esperado.
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Disciplinas que han contribuido a la IA
Filosofía
¿Se pueden utilizar reglas formales para extraer
conclusiones válidas?
¿Cómo se genera la inteligencia mental a partir de un
cerebro físico?
¿De dónde viene el conocimiento?
¿Cómo se pasa del conocimiento a la acción?
Matemáticas
¿Qué reglas formales son las adecuadas para obtener
conclusiones válidas?
¿Qué se puede calcular?
¿Cómo razonamos con información incierta?
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Disciplinas que han contribuido a la IA
Economía
¿Cómo se debe llevar a cabo el proceso de toma de
decisiones para maximizar el rendimiento?
¿Cómo se deben llevar a cabo acciones cuando otros no
colaboran?
¿Cómo se deben llevar acciones cuando los resultados se
obtienen en un futuro lejano?
Neurociencia
¿Cómo procesa información el cerebro?
Psicología
¿Cómo piensan y actúan los humanos y los animales?
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Disciplinas que han contribuido a la IA
Ingeniería computacional
¿Cómo se puede construir una computadora eficiente?
Teoría de control y cibernética
¿Cómo pueden los artefactos operar bajo su propio control?
Lingüística
¿Cómo está relacionado el lenguaje con el pensamiento?
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Contribuciones de otras áreas a la IA
Filosofía
Matemáticas
Economía
Neurociencias
Psicología
Computación
Control
Lingüística
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Lógica, métodos de razonamiento, fundamentos
del aprendizaje, lenguaje, racionalidad
Representaciones formales y algoritmos de
prueba,
(in)decidibilidad,
(in)tratabilidad,
probabilidad
Utilidad, teoría de decisiones
Substrato físico de actividades mentales
Fenómeno de percepción y control motriz,
técnicas experimentales
Construcción de computadoras veloces
Sistemas que maximizan una función objetivo a
lo largo del tiempo
Representación del conocimiento, gramática
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Breve historia de la IA
1943:
1950:
1956:
1950-60s
1965
1966—73
1969—79
1980-1986-1987-1995--
Primeros modelos de redes neuronales (McCulloch & Pitts)
Turing y su prueba en "Computing Machinery and Intelligence"
Reunión de Dartmouth: término de “Inteligencia Artificial” adoptado
Primeros programas de IA, incluyendo el juego de damas de Samuel
y el Logic Theorist de Newell & Simon
Algoritmo de Robinson para razonamiento lógico
La IA descrubre la complejidad computacional. La investigación en
redes neuronales casi desaparece
Inicios del desarrollo de los sistemas basados en conocimiento
La IA se convierte en industria
Las redes neuronales regresan
La IA se convierte en ciencia
Surgimiento de los agentes inteligentes
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Estado del arte
Deep Blue derrotó al campeón mundial de ajedrez Garry Kasparov in 1997
Se probó una conjetura matemática (la conjetura de Robbins) que no había
sida resuelta en décadas
No hands cruzó los Estados Unidos (manejando autónomamente el 98% del
tiempo de Pittsburgh a San Diego)
Durante la guerra del Golfo Pérsico, las fuerzas armadas de Estados Unidos
utilizaron un programa de IA para planeación y calendarización logística que
involucró a 50,000 vehículos, carga, y personas
El programa de planeación autónoma de la NASA controló la calendarización
de operaciones en las naves espaciales
El sistema Proverb resuelve crucigramas mejor que humanos
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