Inteligência Artificial

Prof. Paulo Martins Engel

Apresentação da disciplina

Conceitos básicos

Informática

UFRGS Prof. Paulo Martins Engel

2

Objetivos

• Apresentar uma visão geral da Inteligência

Artificial, com ênfase na utilidade e

aplicação das diferentes abordagens de

solução de problemas.

Informática

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Programa da Disciplina

1. Introdução1. Aplicações da IA

2. Histórico

3. Definição

2. Busca e métodos de resolução de problemas1. Busca em espaço de estados, busca cega, busca heurística

2. Redução de problemas

3. Jogos1. Busca competitiva e Minimax

2. Busca com chance e aperfeiçoamentos da busca

4. Representação de conhecimento1. Representações no nível do conhecimento e no nível

simbólico

2. Representações baseadas em lógica e raciocínio automático

3. Regras de produção, frames, árvores de decisão

4. Engenharia de conhecimento e sistemas de conhecimento

5. Aprendizagem de Máquina1. Aprendizado indutivo

2. Raciocínio baseado em casos

3. Aprendizado bayesiano

4. Redes neurais

5. Data mining

6. Algoritmos genéticos

6. Outras abordagens de IA1. Lógica fuzzy e sistemas fuzzy

2. IA distribuída e sistemas multiagentes

3. Robótica e percepção

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Livros

• RUSSEL S., NORVIG, P. Inteligência Artificial. Editora Campus, 2004.

• LUGER, G. F. Inteligência Artificial: Estruturas e Estratégias para a

Solução de Problemas Complexos. Bookman, Porto Alegre, 2004.

• RICH, E. KNIGHT, K. Inteligência Artificial. Makron Books, 1994

• WINSTON, Patrick H. Artificial Intelligence (3rd Ed). Reading, Mass.,

Addison-Wesley, 1993.

• NILSSON, Nils. Artificial Intelligence: A New Synthesis. Morgan

Kaufmann, 1998.

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Avaliação

• Duas provas

• Trabalhos extra-classe

– Desenvolvimento de um jogo

– Trabalho de aprendizagem de máquina

Informações Úteis

• Prof. Engel– engel@inf.ufrgs.br

– Ramal: 6829

• Laboratório de Inteligência Artificial Conexionista– http://www.inf.ufrgs.br/~engel

Usem o mail!!

Introdução à Inteligência Artificial

• Para que serve?

• O que é Inteligência Artificial (IA)

• Breve histórico

• Principais áreas de atuação da IA

Mais de dez anos de desenvolvimento de jogos nas mais diversas plataformas digitais.

Success Criteria Increase

The Impact of Personalization on Web Businesses

2 - 5%

4 - 15%

300%

Conversion of Browsers

Average Transaction Size

Email Campaigns Response

Solução de problemas baseada em casos

www.treetools.com.br

Outras

http://www.treetools.com.br/tti/

Descoberta de Conhecimento e Mineração de Dados

Problema no mundo empresarial:

• Enormes volumes de dados, dificuldade de análise dessas informações

• Contradição:

grande quantidade de informações x dificuldade na tomada de decisão

• Informações vitais para a tomada de decisão estão armazenadas em milhares de tabelas diferentes...

• Capacidade de armazenar informação excede a capacidade de recuperá-la

2

Robos

http://www.dmoz.org/Computers/Artificial_Intelligence/Companies/

Catálogo de Empresas de IA

Introdução à Inteligência Artificial

• Para que serve?

• O que é Inteligência Artificial (IA)

• Breve histórico

• Principais áreas de atuação da IA

O que é Inteligência Artificial?

Inteligência (Aurélio):

- faculdade de aprender ou compreender

- qualidade ou capacidade de compreender e adaptar-se facilmente- destreza mental; habilidade- psicol. capacidade de resolver situaçõesproblemáticas novas mediante reestruturação dosdados perceptivos

Artificial (Aurélio):- produzido pela arte ou pela indústria; não natural.

O teste de Turing (1950)

Um avaliador dialoga com um computador e com umapessoa, através de um terminal, mas sem saberquem é a pessoa e quem é o computador.

Se o avaliador não conseguir distinguir um do outro, amáquina é considerada inteligente.

Eliza

• Weizenbaum, J., "ELIZA - A computer program for the study of natural language communication between man and machine", Communications of the ACM 9(1), 1966.

• Desenvolvido no MIT no período 1964-1966

Eliza

Boa noite, como vai você? Por favor, fale-me do seu problema.

O meu problema é Inteligência Artificial.

O seu problema é Inteligência Artificial - isto é interessante.

Bem, eu sonho muito com IA.

Fale-me mais sobre o seu sonho.

Os computadores me dominam.

O que isto sugere a você?

O que você acha?

A minha opinião não importa. O que você acha?

A minha mãe acha que estou pirando.

Fale-me mais sobre a sua família.

......

Definições de IA

“O uso de programas de computador e

técnicas de programação para

clarificar os princípios da inteligência

em geral e do pensamento humano em

particular”

Herbert Simon

Definições de IA

“É a ciência de fazer com quemáquinas façam coisas querequereriam inteligência se feitaspelos homens”

Marvin Minsky:

Vôo artificial x IA

Algumas características dos primórdios do vôoartificial são: Todos concordavam que se o homem voasse seria imitando

os pássaros

Vôo através de asas fixadas aos braços

Uma patente de uma “roupa de vôo” recoberta de penas foirequerida no fim do século passado

Vôo com máquinas baseadas no bater de asas ainda eradiscutido em revistas de aeronáutica no início deste século

Teste de Turing

• Qualquer assunto de conversação

• Experiência mal concebida: depende demais da subjetividade de julgamento do juiz

• Objetivo duvidoso, pois existem diversas formas de inteligência

• Depende da cultura.

• Uma pessoa de cálculos mentais muito rápidos, por exemplo, poderia ser tomada por um computador

Teste de Turing

• Falha de querer medir a inteligência tomando a

inteligência humana como modelo. Não admite a

existência de inteligências mais fracas, diferentes ou

mesmo superiores à humana.

• Atualmente, os pesquisadores rejeitam o objetivo do

teste de Turing e se preocupam principalmente dos

mecanismos que formam a base da inteligência, seja

ela humana, animal, informática ou extraterrestre.

• O teste de Turing deve ir para os museus de ciências,

como as imitações dos pássaros foram abandonadas

pelos pioneiros da aviação.

Inteligência Artificial

"Inteligência Artificial é a capacidade

de uma máquina de realizar funções

que se fossem realizadas pelo ser

humano seriam consideradas

inteligentes.”

McCarty, 1956

Similaridade

Mente

Organismo Arquitetura

Programas

• percepção do espaço e dos objetos que o rodeiam.

• organização;

• controle;

• adaptação;

• fala;

• linguagem natural;

• compreensão;

• raciocínio;

• tomada de decisão;

• verificação de resultado;

• aprendizado;

• não determinismo;

Róbotica

Processamento de

Linguagem Natural

Processamento de

Conhecimento

Funções

Sistemas de IA

• Realizam processamento simbólico

– Símbolo é um padrão ou um sinal gráfico que

pode ser manipulado por um interpretador

segundo seu significado. Tem coluna vertebral?

Alimenta-se somente de vegetais?

Alimenta os filhotes com leite?

Possui penas?

Tem esqueleto externo?

A

B DC

Sistemas de IA

• Tratamento de problemas que não possuem soluções algorítmicas

• Solução de problemas que dependem de informação simbólica

• Processamento flexível, métodos de solução adaptáveis

• Soluções por busca (geração e teste) informada

Busca algorítmica Busca por Geração e Teste

- Exaustiva - - Informada -

Introdução à Inteligência Artificial

• Para que serve?

• O que é Inteligência Artificial (IA)

• Breve histórico

• Principais áreas de atuação da IA

Histórico da IA

• 1956: workshop em Dartmonth: Simon, Minsky, McCarthy, Newell

• 1956-1970: tentativa de programas universais

• 1970 - 1980: sucesso dos primeiros sistemas especialistas: Mycin, Dendral, ...

• 1985 Primeiro sistema comercial

– pesquisa: IA distribuída, case-based reasoning,algoritmos genéticos, “renascer” das redesneurais, ...

– uso da IA em larga escala nas empresas

Introdução à Inteligência Artificial

• Para que serve?

• O que é Inteligência Artificial (IA)

• Breve histórico

• Principais áreas de atuação da IA

Áreas de atuação da IA

• Resolução de problemas: jogos, sistemas multiagentes

• Conhecimento e raciocínio: Engenharia do Conhecimento e Ontologias

• Conhecimento e raciocínio incertos: sistemas fuzzy e Raciocínio Probabilístico

• Aprendizagem de Máquina: mineração de dados

• Comunicação e linguagem :Processamento de linguagem natural

• Inteligência Computacional : Redes Neurais, Swarm Intelligence, Computacao evolutiva

Abordagens da IA

• Conexionista

• Reproduz o cérebro

• Redes Neurais

• Psicológica

• Reproduz a mente

• Sistemas simbólicos

• Lógica

• Reproduz a inteligência racional

• Sistemas simbólicos lógicos, sistemas especialistas