2. O que são Agentes Inteligentes?O que são Agentes Inteligentes?
Agentes de software (softbots) ou robôs físicos
Com inteligência artificial embutida
Então:
O que é inteligência artificial?
O que são agentes de software?
Resposta: guiada pelas aplicações práticas ...
4. ... e de hoje... e de hoje
Agriculture, Natural Resource Management, and the Environment
Architecture & Design
Art
Artificial Noses
Astronomy & Space Exploration
Assistive Technologies
Banking, Finance & Investing
Bioinformatics
Business & Manufacturing
Drama, Fiction, Poetry, Storytelling & Machine Writing
Earth & Atmospheric Sciences
Engineering
Filtering
Fraud Detection & Prevention
Hazards & Disasters
Information Retrieval & Extraction
Law
Law Enforcement & Public Safety
Libraries
Marketing, Customer Relations & E-Commerce
Medicine
Military
Music
Networks - including Maintenance,
Security & Intrusion Detection
Politics & Foreign Relations
Public Health & Welfare
Scientific Discovery
Social Science
Sports
Telecommunications
Transportation & Shipping
Video Games, Toys. Robotic Pets &
Domínios de aplicações da IA na página da AAAI:
www.aaai.org/AITopics/html/applications.html
5. Aplicações da IA:Aplicações da IA:
automação de sistemas complexosautomação de sistemas complexos
Como modelar os componentes do sistema e dar-lhes
autonomia?
Como assegurar uma boa comunicação e coordenação entre
estes componentes?
6. 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 em da quantidade de roupa, fluxo
de água, etc.?
Aplicações da IA: sistemas de controleAplicações da IA: sistemas de controle
7. Agora é Lula !Agora é Lula !
Aplicações da IA: previsãoAplicações da IA: previsão
Como prever o valor do dólar (ou o clima) amanhã?
Que dados são relevantes? Há comportamentos recorrentes?
8. Aplicações da IA para a própria computaçãoAplicações da IA para a própria computação
Internet e Web
Redes e Sistemas Distribuídos
Banco de dados
Engenharia de software
Hardware (projeto e análise)
Robótica
Interfaces
Computação Gráfica
Jogos
Etc.
Visão moderna da IA:
Maior valor agregada quando
embutida com resto da
computação
MIT AI Lab & CIn-UFPE
9. HAZBOT: ambientes com
atmosfera inflamável
Aplicações da IA: controle de robôsAplicações da IA: controle de robôs
Como obter navegação segura e eficiente, manipulação fina e
versátil, autonomia?
E no caso de ambientes dinâmicos e imprevisíveis?
10. FIFA SoccerThe Sims
Aplicações da IA: simulações e jogosAplicações da IA: simulações e jogos
Como modelar o ambiente físico e o
comportamento/personalidade dos personagens?
Como permitir interação interessante com o usuário?
11. Aplicações da IA: recomendação de produtosAplicações da IA: recomendação de produtos
Como fazer recomendações personalizadas de produtos?
Como modelar os perfis dos compradores?
12. Aplicações da IA: busca de informação na webAplicações da IA: busca de informação na web
Como localizar a informação relevante?
13. Aplicações da IA: detecção de intrusãoAplicações da IA: detecção de intrusão
e filtragem de spame 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?
14. Aplicações da IA: interfaces amigáveisAplicações da IA: interfaces amigáveis
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)?
15. Computadores fazem arte ...Computadores fazem arte ...
... artistas fazem dinheiro?... 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
16. Pluridisciplinaridade da IAPluridisciplinaridade 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
17. Máquina que age racionalmente:age racionalmente:
Agente racional,
i.e., que escolha ações que maximizam
chances do ambiente ficar em estados
que satisfazem objetivos
Teoria da decisão,
otimização, economia
Atos reflexos
Máquina que raciocinaraciocina
racionalmente:racionalmente:
Lógica, Probabilidades
P(A|B)
Definições da IADefinições da IA
Máquina que ageage humanamentehumanamente::
Teste de Turing
??
Máquina que raciocinaraciocina
humanamente:humanamente:
Modelagem cognitiva
18. Definições da IADefinições da IA
Máquina 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
19. InteligênciaInteligência ArtificialArtificial x Inteligênciax Inteligência ComputacionalComputacional
Desenvolver sistemas que realiza
tarefas:tarefas:
Pela qual não existe algoritmo
conhecido ou prático
No entanto efetuada com
desempenho por humanos
Usando qualquer técnica:qualquer técnica:
Simbólica
Lógica, Regras, Objetos
Numérica
Híbrida simbólica-numérica
Desenvolver sistemas que realiza
tarefas:
Pela qual não existe algoritmo
conhecido ou prático
No entanto efetuada com
desempenho por humanos
Usando apenas técnicas numéricasapenas técnicas numéricas de IA:
Redes neurais
Redes Bayesianas
Probabilidades e estatística
Sistemas nebulosos
Algoritmos genéticos
Formigas
Híbrida numérica-numérica
20. O que é um agente?O que é um agente?
Definição geral mínimaDefinição geral mínima
Qualquer entidade (humano, animal, robô, software):
Imersa ou situada em um ambienteambiente (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
21. O que é um agente?O que é um agente?
Raciocínio
AgenteAgente
Ambiente
Sensores
Atuadores
Objetivos
Interpretação
das percepções:
I = f(P)
Escolha
das ações:
A = g(I,O)
A
P 1. Percepções ambientais
2. Própriocepções
3. Percepções comunicativas
1. Ações de alterações
ambientais
2. Ações perceptivas
3. Ações comunicativas
22. Agentes no mapa da computaçãoAgentes no mapa da computação
Inteligência
Artificial
Engenharia
de Software
Sistemas
Distribuídos
Agentes
23. Agente x ObjetoAgente 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
25. Agente InteligenteAgente Inteligente xx Softbot “burro”Softbot “burro”Ambiente
Sensores
Atuadores
Objetivos
Interpretação das percepções: I = f(P)
Escolha das ações: A = g(I,O)
Processamento
Convencional
Processamento
Convencional
IA
IA
26. Agente Inteligente x Sistema de IA ClássicaAgente Inteligente x Sistema de IA Clássica
Ambiente
Sensores
Atuadores
Objetivos
Interpretação
das percepções
Escolha
das ações
IA
IA
Agente SituadoAgente Situado
Raciocínio
Dados de
Entrada
Dados de
Saída
Objetivos
SistemaSistema
InteligenteInteligente
Não SituadoNão Situado
IA
27. O que é um agente? Outras propriedadesO que é um agente? Outras propriedades
freqüentemente associadasfreqüentemente associadas
Autonomia de raciocínio:Autonomia de raciocínio:
Requer IA, máquina de inferência e base de conhecimento
Chave para: sistemas especialistas embutidos, controle, robótica,
jogos, agentes na internet ...
Adaptabilidade:Adaptabilidade:
Requer IA, aprendizagem de máquina
Chave para: agentes na internet, interfaces amigáveis ...
Sociabilidade:Sociabilidade:
Requer IA + técnicas avançadas de sistemas distribuídos:
Protocolos padrões de comunicação, cooperação, negociação
Raciocínio autônomo sobre crenças e confiabilidade
Arquiteturas de interação social entre agentes
Chave para: simulação multi-agente, comercio eletrônico, ...
28. O que é um agente? Outras propriedadesO que é um agente? Outras propriedades
freqüentemente associadasfreqüentemente associadas
Personalidade:Personalidade:
Requer IA, modelagem de atitudes e emoções
Chave para: entretenimento digital, realidade virtual, interfaces
amigáveis ...
Continuidade temporal e persistência:Continuidade temporal e persistência:
Requer interface com sistema operacional e banco de dados
Chave para: filtragem, monitoramento, controle, ...
Mobilidade:Mobilidade:
Requer:
Interface com rede
Protocolos de segurança
Suporte a código móvel
Chave para: agentes de exploração da internet, ...
29. Porque usar a metáfora de agentes?Porque usar a metáfora de agentes?
3. Fornece visão unificadora das várias
sub-áreas da IA
4. Ajuda a embutir a IA em sistemas
computacionais tradicionais
5. Permite tratar melhor a interação com ambiente
6. Permite tratamento natural da IA distribuída
1. Livro-texto de IA mais didático e mais moderno
2. Fornece metodologias de desenvolvimento de
sistemas inteligentes estendendo as de
engenharia de software
30. Agentes: metodologia de desenvolvimentoAgentes: metodologia de desenvolvimento
Decompõe problema em:
percepções, ações, objetivos e ambiente (e outros agentes)
Decompõe tipo de conhecimento em:
Quais são as propriedades relevantes do mundo?
Como o mundo evolui?
Como identificar os estados desejáveis do mundo?
Como interpretar suas percepções?
Quais as conseqüências de suas ações no mundo?
Como medir o sucesso de suas ações?
Como avaliar seus próprios conhecimentos?
Indica arquitetura e método de resolução de problema
31. Pergunta cautelosamente evitada até agoraPergunta cautelosamente evitada até agora
O que é inteligência ?O que é inteligência ?
Quem é mais inteligente?Quem é mais inteligente?
Seu médico ou sua
empregada doméstica?
Seu advogado ou sua
criança de 1 ano?
Kasparov ou
Ronaldinho?
Dica: baseia sua
resposta sobre os
sucessos da IA nos
último 40 anos
1997:
2 x 1
2050?
2 x 1
33. Experimento do Robô Multi-HumanoExperimento do Robô Multi-Humano
Robô simulado por 4 humanos:
1 Cérebro (1 pessoa), raciocinador
2 Braços (1 por pessoa = 2 pessoas), atuadores
1 sistema de visão (1 pessoa), sensor
34. Robô Multi-Humano: regras do jogoRobô Multi-Humano: regras do jogo
BraçosBraços
não podem ver
não devem ouvir o que diz o sistema de
visão
tem tato pouco refinado
podem responder apenas sim ou não ao
cérebro
seguem instruções do cérebro
Sistema de visãoSistema de visão
não pode fornecer informação sem ter
sido claramente perguntado pelo
cérebro
pode distinguir diferentes objetos e
estimar distâncias
pode mover-se de forma a dar
informações visuais a partir de
diferentes ângulos
CérebroCérebro
não pode ver
fala com todas as partes do robô
controla os braços indicando
ângulos de giro
deslocamento em uma direção e
distância dadas
força a aplicar
pode fazer perguntas aos braços e
sistema de visão
pode pedir para o sistema de visão se
deslocar para obter outros ângulos de
visão
pode desenhar ambiente em uma folha
de papel
Voluntários?Voluntários?
Braços e olhos saem da sala...
Cérebro recebe a tarefa
35. Robô Multi-Humano: algumas conclusõesRobô Multi-Humano: algumas conclusões
Um modelo do mundo
é imprescindível e econômico (resume todo o ocorrido)
dá suporte ao raciocínio
Conhecimento prévio do mundo é importante
Coordenar diferentes sistemas é complicado
A percepção e a execução são imperfeitas
Feedback visual e de força são imprescindíveis
No mundo real é mais complicado
tem muito conhecimento implícito
A maioria dos sistemas de visão não são móveis
...