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Inteligência Artificial
Alex F. V. Machado
Conjunto de técnicas para construir máquinas “inteligentes”, capazes de resolver problemas complexos. Nilson
Tecnologia de Processamento da Informação que envolve �processos de raciocínio, aprendizado e percepção. Winston
Ramo da Informática que tenta simular comportamentos �humanos inteligentes. Luger e Stubble
O que é Inteligência Artificial?
Áreas de Apoio para IA
FIFA SoccerThe Sims
Produção de jogos e histórias interativas
• Como modelar o ambiente físico e o comportamento/personalidade dos personagens?
• Como permitir uma boa interação com usuário?
HAZBOT: ambientes com atmosfera inflamável
Controle de robôs
• Como obter navegação segura e eficiente, estabilidade, manipulação fina e versátil?
• E no caso de ambientes dinâmicos e imprevisíveis?
Automação de sistemas complexos
• Como modelar os componentes do sistema e dar-lhes autonomia?
• Como assegurar uma boa comunicação e coordenação entre estes componentes?
Busca de informação na Web
• Como localizar a informação relevante?
Previsão
• Como prever o valor do dólar (ou o clima) amanhã?• Que dados são relevantes? Há comportamentos
recorrentes?
Detecção de Intrusão e Filtragem de Spam
• Como saber se uma mensagem é lixo ou de fato interessa?
• Como saber se um dado comportamento de usuário é suspeito e com lidar com isto?
• Como brecar o carro sem as rodas deslizarem em função da velocidade, atrito, etc.?
• Como focar a câmera em função de luminosidade, distância, etc.?• Como ajustar a temperatura da água em relação da quantidade de
roupa, fluxo de água, etc.?
Sistemas de Controle
Interface
• Como dar ao usuário a ajudar de que ele precisa?• Como interagir (e quem sabe navegar na web) com
celular sem ter de digitar (hands-free)?
O que estes problemas têm em comum?
• Grande complexidade (número, variedade e natureza das tarefas)
• Não há “solução algorítmica”, mas existe conhecimento
• Modelagem do comportamento de um ser inteligente (conhecimento, aprendizagem, iniciativa, etc.)
Computadores fazem arte ...... artistas fazem dinheiro?
• Faturamento da indústria da IA:– 2002: $11.9 bilhões– taxa de crescimento anual: 12.2%– projeção para 2007: $21.2 bilhões– fonte: www.aaai.org/AITopics/html/stats.html
• Empresas especializadas em IA:– http://dmoz.org/Computers/Artificial_Intelligence/Companies/
• Grandes empresas desenvolvendo e utilizando IA:– IBM, HP, Sun, Microsoft, Unisys, Google, Amazon.com, ...
• Grandes empresas utilizando IA:– www.businessweek.com/bw50/content/mar2003/a3826072.htm– Wal-Mart, Abbot Labs, US Bancorp, LucasArts, ...
• Órgãos governamentais utilizando IA:– US National Security Agency– Detran do Pernambuco ... não usa não
Pluridisciplinaridade da IA
• Busca heurística• Representação do conhecimento e Raciocínio automático• Planejamento • Aprendizagem e Aquisição de Conhecimento• Sistemas Multi-Agente• Reconhecimento de Padrões
Problemas • Jogos• Sistemas Especialistas• Percepção Computacional
• Visão• Processamento de Voz• Integração de Sensores
• Processamento de Linguagem Natural• Robótica
• Navegação• Manipulação
Aplicações
• Classificação• Previsão• Monitoramento• Diagnóstico e Interpretação• Conserto• Escalonamento• Alocação• Filtragem• Descoberta• Design• Controle• Simulação
Tarefas
•Filosofia•Matemática
• Lógica• Proba. e Estat.• Cálculo
• Pesquisa Operacional• Economia• Sociologia• Lingüística• Psicologia• Biologia• Automação e Controle• Computação tradicional
Inspiração
Definições da IAMáquina que realiza tarefa:tarefa: Pela qual não existe algoritmo conhecido ou prático No entanto efetuada com alto desempenho por humanos
Máquina que utiliza técnicastécnicas desenvolvidas em pesquisa de IA
Algum problema?
Abstrações de IA
+ P(A|B)
X
AlgoritmoProblema
O que é um agente?Definição geral mínima
• Qualquer entidade (humano, animal, robô, software):– Imersa ou situada em um ambiente ambiente (físico, virtual/simulado) e que,
– Percebe esse ambiente através de sensoressensores (olhos, câmera, socket)
– Age sobre esse ambiente através de atuadoresatuadores (mãos, roda, socket)
– Possui objetivos própriosobjetivos próprios, i.e., estados do ambientes preferidos (explícitos ou implícitos)
– Escolha suas ações em função das suas percepções para atingir seus objetivos
• Ciclo de processamento:– Percebe P
– Interpreta suas percepções I = f(P)
– Escolha suas ações A = g(I,O) para atingir objetivos O
– Executa A
O que é um agente?
Raciocínio
AgenteAgente
Am
bie
nte
Sensores
Atuadores
Objetivos
Interpretaçãodas percepções:
I = f(P)
Escolhadas ações:A = g(I,O)
A
P 1. Percepções ambientais
2. Percepções comunicativas
1. Ações de alterações ambientais
2. Ações perceptivas3. Ações comunicativas
Agentes no mapa da computação
InteligênciaArtificial
Engenhariade Software
SistemasDistribuídos
Agentes
Agente x Objeto• Intencionalidade:
– Encapsula objetivos própriosobjetivos próprios (mesmo que implicitamente) além de dados e métodos
• Autonomia de decisãoAutonomia de decisão– Pode iniciar ação da sua própria
iniciativa para satisfazer seus objetivos (pro-atividade)
– Pode negar-se a um pedido de ação da parte de outro agente (negociação)
• Entrada e saída mais complexa: sensores e atuadores
• Continuidade temporal: sempre monitorando o ambiente
• Granularidade maior:– Encapsula código do tamanho de
um pacote ou componente– Composto de vários objetos quando
implementado no paradigma OO
• Sem objetivo próprio
• Sem autonomia de decisão:– Executa apenas quando invocado
por outros objetos– Executa sempre que invocado por
outros objetos
• Entrada e saída: parâmetros e resultado de métodos
• Descontinuidade temporal: ativo apenas durante invocação dos seus métodos