Este documento trata sobre sistemas expertos. Explica que los sistemas expertos son aplicaciones informáticas capaces de resolver problemas que requieren un gran conocimiento sobre un tema específico. Describe algunos de los primeros sistemas expertos creados en las décadas de 1960 y 1970, y explica las clasificaciones y componentes básicos de los sistemas expertos.

1. Ingeniería Industrial
“Automatización de procesos industriales”
“Nuevas tecnologías”
Secuencia: 7IM2
Presentado por:
“4 Dx´s”
Profesor:
Noviembre 23 del 2011
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA
DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y
ADMINISTRATIVAS
LA TÉCNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA

2. Antecedentes
Simon
Newell
En los sesenta estas mentes
crearon un solucionador
general de problemas al
que nombraron GPS.
DOMINIO
ESPECIFICO
RAZONAMIENTO
MUY CERCANO
AL HUMANO

3. En 1965, Feigenbaum creo el primer SE , cual contenía una base
de conocimiento minuciosa, y la cual consistía en detectar
estructura químicas moleculares a partir de un análisis
espectrografico.
Posteriormente surgió MYCIN el cual consistía en un análisis de
diagnostico de infecciones de la sangre.

4.  Es una aplicación informática
capaz de solucionar un conjunto
de problemas que exigen un
gran conocimiento sobre un
determinado tema.
 Con los sistema expertos se
busca una mejor calidad y
rapidez en las respuestas dando
asi lugar a una mejora de la
productividad.

5.  Para que un S. E. sea una herramienta efectiva, los usuarios deben
interactuar de forma fácil, reuniendo 2 capacidades para poder
cumplirlo.
 Explicar sus razonamientos o base del conocimiento:
los sistemas expertos se deben realizar siguiendo ciertas reglas o
pasos comprensibles.

6.  Adquisición de nuevos conocimientos o integrador del sistema:
Son mecanismos de razonamiento que sirven para modificar los
conocimientos anteriores.

7. Clasificación
de los S.E.
Tipos de S.E.
Redes
Reglas
Casos
Es primordial elegir el correcto sistema experto para que su
funcionamiento, desempeño y aplicación sea la correcta.

8. Reglas previamente
establecidas:
Trabajan mediante la
aplicación de reglas,
comparación de
resultados y
aplicación de las
nuevas reglas basadas
en situación
modificada.
Basados en casos:
Es el proceso de
solucionar nuevos
problemas basándose
en las soluciones de
problemas anteriores.
Redes Bayesianas:
Se trata de un modelo
probabilístico que
relaciona un conjunto
de variables aleatorias
mediante un grafo
dirigido.
Clasificación de los SE

9. Arquitectura
básica de SE

10. SISTEMA CLASICO SISTEMA EXPERTO
Conocimiento y procesamiento
combinados en un programa.
Base de conocimiento separada del
mecanismo de procesamiento.
No contiene errores. Puede cometer errores.
No da explicaciones los datos solo se usan
o escriben.
Una parte del sistema experto la forma el
modulo de explicación .
Los cambios son tediosos. Los cambios en las reglas son fáciles.
El sistema solo opera completa. El sistema puede funcionar con pocas
reglas.
Se ejecuta paso a paso. La ejecución utiliza heurística y lógica.
Necesita información completa para
operar.
Puede operar con información
incompleta.
Representa y usa datos. Representa y usa conocimiento.
Experto VS Clásico

11. Categoría Tipo de problema Uso
Interpretación Decidir situaciones a partir de datos
observados.
Análisis de imágenes, reconocimiento del
habla y inversiones financieras.
Diagnostico Deducir fallos a partir de sus efectos. Diagnostico medico, detección de fallos en
electrónica.
Predicción Inferir posibles consecuencias a partir
de una situación.
Predicción meteorológica, previsión del
trafico y evolución de la bolsa.
Diseño Configurar objetos bajo ciertas
especificaciones .
Diseño de circuitos, automóviles y
edificios, etc.
Planificación Desarrollar planes para lograr metas. Programación de proyectos e inversiones
, planificación militar.
Monitorización
o supervisión
Controlar situaciones donde planes
vulnerables.
Control de centrales nucleares y factorías
químicas.
Depuración Prescribir remedios para
funcionamientos erróneos.
Desarrollo de software y circuitos
electrónicos
Reparación Efectuar lo necesario para hacer una
corrección .
Reparar sistemas informáticos ,
automóviles etc.
Instrucción Diagnostico, depuración y corrección de
una conducta.
Corrección de errores y enseñanza.
Control Mantener un sistema por un camino
previamente trazado, interpreta, predice
y supervisa una conducta.
Estrategia militar y control de trafico
aéreo.
Enseñanza Recoger el conocimiento y mostrarlo. Aprendizaje de experiencia.

12. Diagnostico
Pronostico
PlanificaciónReparación
Instrucción
Aplicación

13. Permanencia
Duplicación
Bajo costoFiabilidad
Entornos
peligrosos
Ventajas

14. Sentido común
Lenguaje
Flexibilidad
Perspectiva
global
Conocimiento
no
estructurado
Limitaciones

16. INTELIGENCIA
ARTIFICIAL
Se denomina IA a las inteligencias no naturales de las ciencias de la
Computación en agentes racionales no vivos. John McCarthy, acuñó
el término en 1956, la definió: "Es la ciencia e ingeniería de hacer
máquinas inteligentes, especialmente programas de cómputo
inteligentes.“
La inteligencia artificial es la disciplina que se encarga de construir
procesos que al ser ejecutados sobre una arquitectura física producen
acciones o resultados que maximizan una medida de rendimiento
determinada, basándose en la secuencia de entradas percibidas y en el
conocimiento almacenado en tal arquitectura.

17. Existen distintos tipos de conocimiento y medios de representación
del conocimiento y varios tipos de procesos válidos para obtener
resultados racionales, que determinan el tipo de agente inteligente.
De más simples a más complejos, los cinco principales tipos de
procesos son:
Ejecución de una respuesta predeterminada por cada entrada (análogas
a actos reflejos en seres vivos).
Búsqueda del estado requerido en el conjunto de los estados
producidos por las acciones posibles.
Algoritmos genéticos (análogo al proceso de evolución de las cadenas
de ADN).
Redes neuronales artificiales (análogo al funcionamiento físico del
cerebro de animales y humanos).
Razonamiento mediante una lógica formal (análogo al pensamiento
abstracto humano).

18. También existen distintos tipos de percepciones y acciones, pueden
ser obtenidas y producidas, respectivamente por sensores físicos y
sensores mecánicos en máquinas, pulsos eléctricos u ópticos en
computadoras, tanto como por entradas y salidas de bits de un
software y su entorno software.

19. Los sistemas de IA actualmente son parte de la rutina en
campos como:
•.
economía
•.
medicina
Videojuegos

20. •.
Ingeniería y
milicia
•.
Aplicaciones
de software
•.
Juegos de
estrategia por
computadora

21. La IA se divide
en dos escuelas
de pensamiento
La inteligencia
artificial
convencional
La inteligencia
computacional

22. Inteligencia artificial
convencional
• Está basada en el análisis formal
y estadístico del comportamiento
humano ante diferentes
problemas:
• Razonamiento basado en casos
• Sistemas expertos
• Redes bayesianas
• Inteligencia artificial basada en
comportamientos
Inteligencia computacional
• La Inteligencia Computacional
(también conocida como IA sub-
simbólica-inductiva) implica
desarrollo o aprendizaje
interactivo (por ejemplo,
modificaciones interactivas de los
parámetros en sistemas
conexionistas). El aprendizaje se
realiza basándose en datos
empíricos.

23. El concepto de IA es aún demasiado difuso. Contextualizando, y
teniendo en cuenta un punto de vista científico, podríamos
englobar a esta ciencia como la encargada de imitar una persona,
y no su cuerpo, sino imitar al cerebro, en todas sus funciones,
existentes en el humano o inventadas sobre el desarrollo de una
máquina inteligente.
A veces, aplicando la definición de Inteligencia Artificial, se piensa
en máquinas inteligentes sin sentimientos, que «obstaculizan»
encontrar la mejor solución a un problema dado. Muchos
pensamos en dispositivos artificiales capaces de concluir miles de
premisas a partir de otras premisas dadas, sin que ningún tipo de
emoción tenga la opción de obstaculizar dicha labor.
La inteligencia artificial y los
sentimientos

24. Particularmente para los robots móviles, es necesario que cuenten
con algo similar a las emociones con el objeto de saber –en cada
instante y como mínimo– qué hacer a continuación [Pinker, 2001, p.
481].
Al tener «sentimientos» y, al menos potencialmente,
«motivaciones», podrán actuar de acuerdo con sus «intenciones. Así,
se podría equipar a un robot con dispositivos que controlen su medio
interno; por ejemplo, que «sientan hambre» al detectar que su nivel
de energía está descendiendo o que «sientan miedo» cuando aquel
esté demasiado bajo.

25. Esto es fundamental tanto para tomar decisiones como para conservar su propia
integridad y seguridad. La retroalimentación en sistemas está particularmente
desarrollada en cibernética, por ejemplo en el cambio de dirección y velocidad
autónomo de un misil, utilizando como parámetro la posición en cada instante en
relación al objetivo que debe alcanzar.

26. Desafíos técnicos del futuro

27. Conclusiones
La inteligencia artificial ha venido a impactar directamente a la
sociedad, ya que uno de los objetivos principales es poder imitar al
cerebro humano, esto es, que los robots puedan poder imitar a un ser
humano y pueda tener sentimientos igual que los siente el ser humano.
Una de las ventajas que podemos en la inteligencia artificial es que en
un futuro si se logra que un robot que imite a un ser humano pueda
ayudar y a contribuir en la solución de problemas presentados a la vida
diaria en cualquier ámbito de la vida, pero también sería una desventaja
que el ser humano se vería desplazado por máquinas y no llegar a ser útil
en los trabajos porque se van a preferir a máquinas.

29. NANOTECNOLOGIA

30.  Es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al
control y manipulación de la materia a una escala
menor que un micrómetro, es decir, a nivel de
átomos y moléculas (nano materiales)
 Los nano materiales son materiales con
propiedades morfológicas más pequeñas que una
décima de micrómetro en al menos una
dimensión

31.  Nano es un prefijo griego que indica una medida
(10-9 = 0,000 000 001), no un objeto; de manera
que la nanotecnología se caracteriza por ser un
campo esencialmente multidisciplinar, y
cohesionado exclusivamente por la escala de la
materia con la que trabaja

32. DEFINICION
 La nanotecnología es el estudio, diseño,
creación, síntesis, manipulación y aplicación
de materiales, aparatos y sistemas
funcionales a través del control de la materia
a nano escala, y la explotación de fenómenos
y propiedades de la materia a nano escala.

33.  Científicos utilizan la
nanotecnología para crear
materiales, aparatos y
sistemas novedosos y poco
costosos con propiedades
únicas. La nanotecnología
promete soluciones
vanguardistas y más
eficientes para los
problemas ambientales, así
como muchos otros
enfrentados por la
humanidad

34. HISTORIA
 El ganador del premio Nobel de Física (1965),
Richard Feynman fue el primero en hacer
referencia a las posibilidades de la
nanociencia y la nanotecnología en el célebre
discurso que dio en el Caltech (Instituto
Tecnológico de California) el 29 de diciembre
de 1959 titulado En el fondo hay espacio de
sobra (There's Plenty of Room at the Bottom).

35.  Otras personas de esta área fueron Rosalind
Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick
quienes propusieron que el ADN era la molécula
principal que jugaba un papel clave en la
regulación de todos los procesos del organismo
y de aquí se tomó la importancia de las
moléculas como determinantes en los procesos
de la vida

36.  Pero estos conocimientos fueron más allá, ya que
con esto se pudo modificar la estructura de las
moléculas como es el caso de los polímeros o
plásticos que hoy en día encontramos en
nuestros hogares. Pero hay que decir que a este
tipo de moléculas se les puede considerar
“grandes”.

37.  Algunos países en vías de desarrollo ya destinan
importantes recursos a la investigación en
nanotecnología. La nanomedicina es una de las
áreas que más puede contribuir al avance
sostenible delTercer Mundo

38.  Lo que se pretende es que las empresas
pertenecientes a sectores tradicionales
incorporen y apliquen la nanotectologia en sus
procesos con el fin de contribuir a la
sostenibilidad del empleo.

39.  Unas 300 empresas tienen el término “nano” en
su nombre, aunque todavía hay muy pocos
productos en el mercado.
 Actualmente la cifra en uso cotidiano es del
0,1 %. Con la ayuda de programas de acceso a la
nanotecnologia se prevé que en 2014 sea del
15 % en el uso y la producción manufacturera.

40. ENSAMBLAJE INTERDISCIPLINARIO
 La característica fundamental de
nanotecnología es que constituye un ensamblaje
interdisciplinar de varios campos de las ciencias
naturales que están altamente especializados.
 Por tanto, los físicos juegan un importante rol no
sólo en la construcción del microscopio usado
para investigar tales fenómenos sino también
sobre todas las leyes de la mecánica cuántica.

41.  Alcanzar la estructura del material deseado y las
configuraciones de ciertos átomos hacen jugar a
la química un papel importante
 La ciencia ha alcanzado un punto en el que las
fronteras que separan las diferentes disciplinas
han empezado a diluirse, y es precisamente por
esa razón por la que la nanotecnología también
se refiere a ser una tecnología convergente.

42. NANOTECNOLOGÍA AVANZADA
 La nanotecnología avanzada, a veces
también llamada fabricación molecular, es un
término dado al concepto de ingeniería de
nanosistemas (máquinas a escala
nanométrica) operando a escala molecular

43.  Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del
grafito (compuesto por carbono,
principalmente) de la mina del lápiz podemos
hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si
reubicamos los átomos de la arena (compuesta
básicamente por sílice) y agregamos algunos
elementos extras se hacen los chips de un
ordenador.

44.  Se tiene la esperanza que los desarrollos en
nanotecnología harán posible su construcción a
través de algunos significados más cortos,
quizás usando principios biomiméticos
 "Biomimesis" es el término más utilizado en
literatura científica e ingeniería para hacer
referencia al proceso de entender y aplicar a
problemas humanos, soluciones procedentes de
la naturaleza en forma de principios biológicos,
biomateriales, o de cualquier otra índole.

45. FUTURAS APLICACIONES
 Las quince aplicaciones más prometedoras de
la nanotecnología son:
1. Almacenamiento, producción y conversión
de energía.
2. Armamento y sistemas de defensa.
3. Producción agrícola.
4. Tratamiento y remediación de aguas.
5. Diagnóstico y cribaje de enfermedades

46.  6. Sistemas de administración de fármacos.
 7. Procesamiento de alimentos.
 8. Remediación de la contaminación atmosférica.
 9. Construcción.
 10. Monitorización de la salud.
 11. Detección y control de plagas.

47.  12. Control de desnutrición en lugares pobres.
 13. Informática.
 14. Alimentos transgénicos.
 15. Cambios térmicos moleculares
(Nanotermología).

48.  Existe un gran consenso en que la
nanotecnología nos llevará a una segunda
revolución industrial en el siglo XXI tal como
anunció hace unos años, Charles Vest (ex-
presidente del MIT)
 Supondrá numerosos avances para muchas
industrias y nuevos materiales con propiedades
extraordinarias (desarrollar materiales más
fuertes que el acero pero con solamente diez por
ciento el peso)

49.  Nuevas aplicaciones informáticas con
componentes increíblemente más rápidos o
sensores moleculares capaces de detectar y
destruir células cancerígenas en las partes más
delicadas del cuerpo humano como el cerebro,
entre otras muchas aplicaciones.

50.  En México la nanotecnología también se ha
ganado un espacio, existen alrededor de 250
especialistas interesados en el desarrollo de la
nanociencia y nanotecnología. Se han creado
redes de investigación en las que participan
instituciones nacionales e internacionales
 Corroborando así la importancia de la ciencia en
México, que aunque aun no logra el desarrollo
óptimo, esta avanzando poco a poco, tratando
de salir del rezago tecnológico en el que México
se encuentra situado.

51. APLICACIONES ACTUALES
 Nuevos robots de tamaño similar al de un par
de dados pueden montar microcircuitos,
poner inyecciones a células individuales y
explorar el mundo a escala molecular.

52.  El trabajo podría finalmente desembocar en
equipos de robots de este tipo que
automatizarían el trabajo a escala molecular,
primero en el montaje de prototipos y proyectos
de investigación y, posteriormente, en
aplicaciones industriales, como las pruebas de
fármacos o la elaboración de sistemas
electrónicos de consumo

53.  El objetivo de este proyecto era desarrollar
varios robots pequeños, cada uno de ellos
equipado con una herramienta especializada, y
demostrar que los robots podían trabajar en
equipo para completar una tarea que un solo
robot trabajando en solitario no podría realizar.

54.  La industria nanotecnológica ha comprendido
que es más fácil y barato sacar de la naturaleza
materiales autorreplicantes que construir robots
mecánicos autorreplicantes.
 En su lógica, es mejor reemplazar a las máquinas
con organismos vivos, en vez de máquinas que
los imiten

56. INTRODUCCION A CIM
En los últimos años los fabricantes han centrado sus esfuerzos en encontrar una
forma de aumentar la productividad por medio del uso y aprovechamiento de la
nueva tecnología de cómputo; sin embargo, esto no sólo se logra gracias a la
aplicación de la tecnología únicamente, sino que existen diferentes elementos que al
unirlos permiten una verdadera integración.
La industria está encontrando que en la actualidad la integración de todas las áreas
de la empresa es su Opción más viable estratégicamente hablando para incrementar
su productividad y crear una empresa más competitiva. Este proceso de integración
se basa en el modelo de manufactura integrada

57.  La manufactura integrada por computadora consiste en la automatización
del proceso completo de manufactura mediante el uso de computadoras.
 CIM” ( por sus siglas en el ingles), el cual significa “manufactura integrada
por computadora” no es una mera computarización de la operación o de
las operaciones de la fabrica; es algo completamente nuevo que aprovecha
el poder de la computadora para realizar las funciones de la fabrica de una
manera más efectiva que nunca.
CIM

58.  El diseño de un sistema (CIM) significa la aplicación de las teorías de
sistemas a las empresas de manufactura, significa ver a la organización
como unidad con ciertas entradas y ciertas salidas deseables, así como el
diseño de sistemas basados en computadora e integrados por personas
para lograr que las entradas se transformen en salidas.
CIM

59. La transformación de una compañía de manufactura, cuya automatización
sea parcial, en una con manufactura integrada por computadora, es una
tarea compleja y difícil. Los retos tecnológicos son los problemas menores;
en general, estos lo pueden resolver profesionales competentes con
presupuestos apropiados.
CIM

60. Las plantas basadas en los sistemas (CIM) pueden, por lo tanto, operar de
manera rebatible con factores de carga mucho menores que las planta
Convencionales. En consecuencia, en tiempos económicos difíciles, las plantas
basadas en los sistemas (CIM) seguirán operando después de que las plantas
Convencionales hayan parado. La meta del “lote de tamaño unitario” como
mínimo rentable, se puede lograr con la manufactura integrada por
computadora, pero no sin ella.
CIM

61. Son muchos los beneficios de sistema (CIM), siendo el factor económico el
más evidente, una fabrica basada en un sistema (CIM) y bien diseñada,
puede alcanzar su punto de equilibrio de aproximadamente un 30% de su
capacidad de operación, mientras que una planta convencional lo alcanza,
en el mejor de los casos, entre el 50% de su capacidad de operación.
CIM

62. Las plantas basadas en los sistemas (CIM) pueden, por lo tanto, operar de
manera rebatible con factores de carga mucho menores que las planta
Convencionales. En consecuencia, en tiempos económicos difíciles, las
plantas basadas en los sistemas (CIM) seguirán operando después de que
las plantas Convencionales hayan parado. La meta del “lote de tamaño
unitario” como mínimo rentable, se puede lograr con la manufactura
integrada por computadora, pero no sin ella.
CIM

63. La automatización total abre perspectivas de flexibilidad que no se pueden
lograr en la manufactura convencional; por lo tanto, las fabricas basadas en
el sistema (CIM) responden con mayor rapidez que las convencionales a
las cambiantes necesidades del mercado.
CIM

64. Los inconvenientes de la manufactura integrada por computadora resultan
muy evidentes; ¿que hacer con los trabajadores incapacitados por vejez?
¿Cómo volver a capacitar al personal de la fabrica? ¿Cómo reestructurar la
fabrica para explotar los beneficios del sistema (CIM)? y ¿como tratar con
la complejidad tecnología adicional? La falta de un crecimiento explosivo
en el uso del sistema, (CIM) no se debe a una relación de costo-beneficio
deficientes, sino la incapacidad de la administración para verse así misma
como una fabrica automatizada.
CIM

65.  Los beneficios que promete el sistema (CIM)
 CUADRO PANORAMICO
 Una instalación de sistema (CIM) debe ser monolítica o por lo
menos parecerlo. Sin embargo, debido a la evolución histórica de la
manufactura, un sistema (CIM) sin arreglo es casi imposible. Más
aun en la transición de una fábrica existente una automatización, es
un proceso que por fuerza debe continuare de forma gradual; por
lo tanto, resulta razonable estudiar los componentes del (CIM) de
manera individual, a sabiendas que su total eficacia será evidente
solo en conjunto.
CIM

66.  ALGUNAS DE LA TECNOLOGÍA DEL SISTEMA CIM INCLUYEN:
-Diseño asistido por computadora
-Control numérico
-Robótica
-Sistema experto
-Vehículo guiados automáticamente
-Análisis asistido por computadora
-Ensamble automático
-Redes de comunicación
-Censores remotos
-Instrumentación digital
CIM