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Introdução à Sistemas Inteligentes Geber Ramalho CIn-UFPE.

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Apresentação em tema: "Introdução à Sistemas Inteligentes Geber Ramalho CIn-UFPE."— Transcrição da apresentação:

1 Introdução à Sistemas Inteligentes Geber Ramalho CIn-UFPE

2 2 Pergunta O que é Inteligência Artificial? Qual é seu objetivo?

3 O que a mídia diz... MATRIX Blade Runner AI

4 O que a gente pensa... IA é o camarão da empada (da computação)

5 5 CIn-UFPE A IA que estudaremos é, portanto, aquela embutida em aplicações reais do seu cotidiano... O que é IA?  Agricultura  Negócios e finanças  Química  Comunicações  Comércio  Computação  Educação  Eletrônica  Engenharia  Meio ambiente  Geologia  Processamento de imagem  Direito  Indústria  Matemática  Medicina  Meteorologia  Militar  Sistemas de potência  Ciência  Tecnologia espacial  Transportes,... Internet Redes e Sistemas Distribuídos Banco de dados Engenharia de software Interfaces Robótica Jogos Hardware (projeto e análise) Etc.

6 6 CIn-UFPE 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?

7 7 CIn-UFPE 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?

8 8 CIn-UFPE Automação de sistemas complexos Como modelar os componentes do sistema e dar-lhes autonomia? Como assegurar uma boa comunicação e coordenação entre estes componentes?

9 9 CIn-UFPE Busca de informação na Web Como localizar a informação relevante?

10 10 CIn-UFPE Recomendação de produtos Como fazer recomendações personalizadas de produtos? Como modelar os perfis dos compradores?

11 11 CIn-UFPE Parreira de novo !!! Previsão Como prever o valor do dólar (ou o clima) amanhã? Que dados são relevantes? Há comportamentos recorrentes?

12 12 CIn-UFPE 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?

13 13 CIn-UFPE 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.? Sistemas de Controle

14 14 CIn-UFPE 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)?

15 15 CIn-UFPE 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.)

16 16 CIn-UFPE Inteligência Artificial (IA) Área da computação que, há décadas, lida com esses problemas. Objetivo construir (e aprender a construir) programas que, segundo critérios definidos, exibem um comportamento inteligente na realização de uma dada tarefa. Decomposta em várias sub-áreas representação do conhecimento, percepção, aprendizagem, processamento de linguagem natural, planejamento,... Interagindo com outras áreas Computação, sociologia, estatística, economia, psicologia, lingüística, lógica, educação,...

17 17 CIn-UFPE Inteligência Artificial A computação é uma ciência do artificial com processo de desenvolvimento empírico Ciências naturais x Ciências do artificial Aspecto mais marcante na IA... Como definir a IA: tarefas ou métodos? Tarefas são melhor realizadas por seres humanos que por máquinas...

18 18 CIn-UFPE Como a IA resolve estes problemas... Autonomia (raciocínio com conhecimento) Adaptabilidade e aprendizagem Comunicação, coordenação,... É preciso desenvolver software com novas “capacidades”... Estas capacidades se agrupam na noção de “Agente Inteligente”

19 sensores Agente atuadores a m b i e n t e Raciocinador modelo do ambiente O que é um agente? Agente é qualquer entidade que: percebe seu ambiente através de sensores (ex. câmeras, microfone, teclado, finger,...) age sobre ele através de atuadores (ex. vídeo, auto- falante, impressora, braços, ftp,...) Mapeamento: seqüência perceptiva => ação

20 20 CIn-UFPE Agente Racional Agente Racional: fazer a melhor coisa possível segue o princípio da racionalidade: dada uma seqüência perceptiva, o agente escolhe, segundo seus conhecimentos, as ações que satisfazem melhor seu objetivo. É uma metáfora de modelagem  assim como objetos, funções e procedimentos Racionalidade  Onisciência, limitações de: Sensores atuadores raciocinador (conhecimento, tempo, etc.) Agir para obter mais dados perceptivos é racional

21 21 CIn-UFPE Porque usar a Metáfora de Agentes? (1) Livro-texto de IA mais didático e mais moderno (2) Fornece visão unificadora das várias sub-áreas da IA (3) Fornece metodologias de desenvolvimento de sistemas inteligentes (4) Ajuda a embutir/integrar a IA em sistemas computacionais tradicionais (5) Permite tratar melhor a interação com ambiente (6) Permite tratamento natural da IA distribuída

22 22 CIn-UFPE (1) Livro texto Stuart J. Russell and Peter Norvig Artificial Intelligence: A Modern Approach (2nd Ed) (AIMA)

23 (1) Evolução da IA Pensando Agindo Humanamente Idealmente (racionalmente) “A automação de atividades que nós associamos com o pensamento humano (e.g., tomada de decisão, solução de problemas, aprendizagem, etc.)” (50-60) – Simon&Newell “A arte de criar máquinas que realizam funções que requerem inteligência quando realizadas por pessoas” (50-70) - Turing “O estudo das faculdades mentais através do uso de modelos computacionais” (60-70) - McCarthy “O ramo da Ciência da Computação que estuda a automação de comportamento inteligente” (1995) – Russel&Norvig

24 24 CIn-UFPE (2) visão unificadora da IA Exemplo: RoboCup planejamento, visão, raciocínio, coordenação, controle, comunicação, aprendizagem,...

25 25 CIn-UFPE (3) Metodologias 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

26 Agente de policia Ambiente Agente Raciocínio Conhecimento: - leis - comportamento dos indivíduos,... Objetivo: - fazer com que as leis sejam respeitadas Ações: - multar - apitar - parar,... ExecuçãoPercepção

27 27 CIn-UFPE (4) Embutir IA Agente = Objeto com autonomia e/ou adaptabilidade Agent-Oriented Programming Autonomia De decisão: comportamento pró-ativo (sem evocação)  ex. gerenciamento de disco De decisão: negociação (não reage à evocação)  do it for free x do it for money (ex. robocup) De raciocínio: programação declarativa  O que em vez de como: abstração (ex. robocup) Existem API’s de IA raciocínio, aprendizagem, comunicação,...

28 28 CIn-UFPE (5) Interação com o Ambiente Robocup: novo teste de Turing para a IA depois do xadrez? 1997: 2 x ?: 2 x 1

29 29 CIn-UFPE (6) Sistemas Multi-agentes Assim como a computação, existe a IA distribuída o que interessa é o comportamento emergente da interação Exemplo: patrulha multi-agente

30 30 CIn-UFPE IA nas Empresas Hoje Companhias Microsoft IBM Netscape Apple AltaVista Sun Sony Amazon.Com LucasArts Oracle Motorola Fujitsu Toshiba Nvidia Kinetix JVC Novell Lotus Symantec Sharp Casio Panasonic Mitsubishi Hitachi 3COM... mpany.html

31 31 CIn-UFPE E amanhã???? Com a computação ubíqua/pervarsiva Serviços sensíveis ao contexto e ao local Serviços personalizados Interfaces amigáveis (tradutores, linguagem natural,...) Mineração de dados...

32 32 CIn-UFPE Bibliografia Capítulo 1 e começo do capítulo 2 do AIMA Artigos de fundadores A. Turing. Computing Machinery and Intellgence. Mind, 59, pp , 1950 A. Newell and H. Simon. Computer science as empirical inquiry: Symbols and search. Communications of the ACM, 19(3): , Mar John McCarthy. What is Artificial Intelligence? formal.stanford.edu/jmc/whatisai/whatisai.htmlhttp://www- formal.stanford.edu/jmc/whatisai/whatisai.html Textos informais 1.Geber Ramalho. Eita! Deep Blue ganhou, e agora? Jornal do Comércio, 26/05/1997. Recife. 2.Geber Ramalho. Inteligência Artificial: ficção ou camarão? Jornal O Povo, 10/09/2001, Fortaleza. camarao.htmlhttp://www.di.ufpe.br/~glr/Publications/ficcao- camarao.html


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