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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

¿Que es la Inteligencia Artificial?

Es una área de la ciencia bastante nueva (1956)
Su objetivo son las capacidades que consideramos Inteligentes
Las aproximaciones siguen diferentes puntos de vista
Sus influencias son diversas (Filosofía, Matemática, Psicología,
Biología)
Involucra una gran cantidad de áreas tanto genéricas (aprendizaje,
percepción, resolución de problemas) como específicas (jugar al
ajedrez, diagnosticar enfermedades, conducir coches, ...)

c b e a (LSI-FIB-UPC)

Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Definición de la IA
Sistemas que actúan como humanos

Sistemas que piensan como humanos

“El estudio de como hacer computadoras
que hagan cosas que, de momento, la
gente hace mejor” (Rich y Knight, 1991)

“El esfuerzo por hacer a las computadoras pensar ... máquinas con mentes en
el sentido amplio y literal” (Haugeland,
1985)

“Un campo de estudio que busca explicar
y emular el comportamiento inteligente
en términos de procesos computacionales” (Schalkoff, 1990)

“El estudio de las facultades mentales a través del estudio de modelos
computacionales” (Charniak y McDermott, 1985)

Sistemas que actúan racionalmente

Sistemas que piensan racionalmente

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Sistemas que actúan como humanos

El modelo es el hombre, el objetivo es construir un sistema que pase
por humano.
Test de Turing: Si un sistema lo pasa es inteligente (?)
Capacidades necesarias: Procesamiento del Lenguaje Natural,
Representación del conocimiento, Razonamiento, Aprendizaje.
No es el objetivo primordial de la IA pasar el test
La interacción de programas con personas hace que sea necesario que
estos actúen como humanos

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

El test de Turing

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Sistemas que piensan como humanos

El modelo es el funcionamiento de la mente humana
Intentamos establecer una teoría sobre el funcionamiento de la mente
(experimentación psicológica)
A partir de la teoría podemos establecer modelos computacionales
Ciencias Cognitivas

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Sistemas que piensan racionalmente

La leyes del pensamiento racional se fundamentan en la lógica
La lógica formal está en la base de los programas inteligentes
(Logicismo)
Se presentan dos obstáculos:
Es muy difícil formalizar el conocimiento
Hay un gran salto entre la capacidad teórica de la lógica y su
realización práctica

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

Sistemas que actúan racionalmente

Actuar racionalmente significa conseguir unos objetivos dadas unas
creencias
El paradigma es el agente
Un agente percibe y actúa, siempre según el entorno en el que está
situado
Las capacidades necesarias coinciden con las del test de turing:
Procesamiento del Lenguaje Natural, Representación del
conocimiento, Razonamiento, Aprendizaje, Percepción.
Su visión es mas general, no centrada en el modelo humano.

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

¿Es la IA posible?

La posibilidad de la inteligencia artificial plantea problemas filosóficos
complejos
¿Las maquinas pensantes poseen consciencia?
La habitación china, (Searle, 1980)
¿Es la inteligencia una propiedad emergente de los elementos
biológicos que la producen?
No hay una conclusión definitiva

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Introducción

La habitación china

+
+

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+

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−>

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial - Filosofía
¿Son posibles las inteligencias mecánicas?

Aristóteles

Llull

Leyes que gobiernan el pensamiento
(lógica)

Las acciones se basan en la conexión
entre conocimiento y objetivos

Descartes

Conocimiento = Teorías lógicas El conocimiento es fruto de la percepción
(Inducción)

Aristóteles
c b e a (LSI-FIB-UPC)

Leibniz

La mente está ligada al mundo físico

Russell
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Hume

Bacon

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial - Matemática
Matemática

Lógica

Boole

Frege

¿Cuales son las reglas del

Complejidad

Gödel

Turing

¿Qué es computable?

razonamiento?

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Probabilidad

Fermat Bernoulli Bayes
¿Como razonar con incertidumbre?

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Introducción a la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial (III)
Economía
¿Como debemos tomar decisiones ...
que nos beneficien?
en contra de competidores?
cuando el beneficio no es inmediato?

Teoría de la decisión/Teoría de juegos/Investigación operativa
Neurociencia
¿Como procesa el cerebro la información?
Neuronas/Especialización del cerebro
Psicología
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Psicología cognitiva/ciencias cognitivas: Teorías sobre la conducta,
bases del comportamiento racional
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Introducción a la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial

Bases de la Inteligencia Artificial (IV)
Computación
Para la existencia de la IA es necesario un mecanismo para soportarlo
(Hardware)
También son necesarias herramientas para desarrollar programas de IA
Teoría de control/Cibernética
Construcción de sistemas autónomos
Lingüística
Chomsky: Representación del conocimiento, gramática de la lengua
Lingüística computacional

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Áreas de trabajo de la IA

Áreas de trabajo de la IA

Áreas Básicas
Representación del conocimiento
Resolución de problemas, Búsqueda

Áreas Específicas
Planificación de tareas
Tratamiento del Lenguaje Natural
Razonamiento Automático
Sistemas Basados en el Conocimiento
Percepción
Aprendizaje Automático
Agentes autónomos

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14 / 20
Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Robots autónomos

navegación autónoma

tecnologías asistivas

tareas complejas (visión, planificación, coordinación, tiempo real, ...)
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Introducción a la Inteligencia Artificial

Curso 2011/2012

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Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Reconocimiento de imágenes

caras

imágenes médicas

reconocimento de escritura

reconocimento de objetos

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Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Juegos de ordenador

Búsqueda de caminos

Estrategia

Coordinacion, cooperación, aprendizaje, adaptación, ...
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Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Aparatos Electrónicos

Aspiradores inteligentes

Cámaras con reconocimento facial

Electrodomésticos con control inteligente
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Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Interficies Inteligentes/Recomendación/Personalización

Ambient Intelligence
c b e a (LSI-FIB-UPC)

Recomendación/Personalización

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Áreas de trabajo de la IA

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

Sistemas de Diagnóstico/Control/Diseño/Planificación

Medicina

Logística

Manufactura Inteligente

Procesos industriales

Diseño industrial

Procesos complejos

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  • 2. Introducción a la Inteligencia Artificial Introducción Definición de la IA Sistemas que actúan como humanos Sistemas que piensan como humanos “El estudio de como hacer computadoras que hagan cosas que, de momento, la gente hace mejor” (Rich y Knight, 1991) “El esfuerzo por hacer a las computadoras pensar ... máquinas con mentes en el sentido amplio y literal” (Haugeland, 1985) “Un campo de estudio que busca explicar y emular el comportamiento inteligente en términos de procesos computacionales” (Schalkoff, 1990) “El estudio de las facultades mentales a través del estudio de modelos computacionales” (Charniak y McDermott, 1985) Sistemas que actúan racionalmente Sistemas que piensan racionalmente c b e a (LSI-FIB-UPC) Introducción a la Inteligencia Artificial Curso 2011/2012 2 / 20
  • 3. Introducción a la Inteligencia Artificial Introducción Sistemas que actúan como humanos El modelo es el hombre, el objetivo es construir un sistema que pase por humano. Test de Turing: Si un sistema lo pasa es inteligente (?) Capacidades necesarias: Procesamiento del Lenguaje Natural, Representación del conocimiento, Razonamiento, Aprendizaje. No es el objetivo primordial de la IA pasar el test La interacción de programas con personas hace que sea necesario que estos actúen como humanos c b e a (LSI-FIB-UPC) Introducción a la Inteligencia Artificial Curso 2011/2012 3 / 20
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  • 6. Introducción a la Inteligencia Artificial Introducción Sistemas que piensan racionalmente La leyes del pensamiento racional se fundamentan en la lógica La lógica formal está en la base de los programas inteligentes (Logicismo) Se presentan dos obstáculos: Es muy difícil formalizar el conocimiento Hay un gran salto entre la capacidad teórica de la lógica y su realización práctica c b e a (LSI-FIB-UPC) Introducción a la Inteligencia Artificial Curso 2011/2012 6 / 20
  • 7. Introducción a la Inteligencia Artificial Introducción Sistemas que actúan racionalmente Actuar racionalmente significa conseguir unos objetivos dadas unas creencias El paradigma es el agente Un agente percibe y actúa, siempre según el entorno en el que está situado Las capacidades necesarias coinciden con las del test de turing: Procesamiento del Lenguaje Natural, Representación del conocimiento, Razonamiento, Aprendizaje, Percepción. Su visión es mas general, no centrada en el modelo humano. c b e a (LSI-FIB-UPC) Introducción a la Inteligencia Artificial Curso 2011/2012 7 / 20
  • 8. Introducción a la Inteligencia Artificial Introducción ¿Es la IA posible? La posibilidad de la inteligencia artificial plantea problemas filosóficos complejos ¿Las maquinas pensantes poseen consciencia? La habitación china, (Searle, 1980) ¿Es la inteligencia una propiedad emergente de los elementos biológicos que la producen? No hay una conclusión definitiva c b e a (LSI-FIB-UPC) Introducción a la Inteligencia Artificial Curso 2011/2012 8 / 20
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  • 14. Áreas de trabajo de la IA Áreas de trabajo de la IA Áreas Básicas Representación del conocimiento Resolución de problemas, Búsqueda Áreas Específicas Planificación de tareas Tratamiento del Lenguaje Natural Razonamiento Automático Sistemas Basados en el Conocimiento Percepción Aprendizaje Automático Agentes autónomos c b e a (LSI-FIB-UPC) Introducción a la Inteligencia Artificial Curso 2011/2012 14 / 20
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