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22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Centro de Engenharia de Sistemas Inteligentes Eng. Bruno Campagnolo de Paula

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Apresentação em tema: "22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Centro de Engenharia de Sistemas Inteligentes Eng. Bruno Campagnolo de Paula"— Transcrição da apresentação:

1 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Centro de Engenharia de Sistemas Inteligentes Eng. Bruno Campagnolo de Paula TECPAR / CESI Curitiba – Paraná - Brasil Inteligência Artificial e Suas Aplicações A experiência do TECPAR

2 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Mostrar que o desenvolvimento de aplicações em IA é diferente da computação tradicional; Contextualização da IA em geral; Tendências de mercado e oportunidades na área de IA; Apresentação do trabalho do CESI; Aplicações nas áreas de: –Engenharia do Conhecimento; –Inteligência Artificial Distribuída; –Bioinformática; –IA aplicada a jogos (Game AI); –Robótica. 2 Objetivo e sumário

3 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Empresa pública vinculada à Secretaria de Estado da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior. É uma instituição de pesquisa, desenvolvimento, produção e prestação de serviços. ( est. 1940). Missão: Realizar pesquisa, desenvolvimento e inovação, contribuindo para a sustentabilidade tecnológica e social do país. TECPAR - Instituto de Tecnologia do Paraná 3

4 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 4 Objetivo: Desenvolver projetos de P&D em Inteligência Artificial, orientados para aplicações industriais, tecnológicas e científicas complexas. Também desenvolver projetos de Inovação Tecnológica na Agropecuária. CESI – Centro de Engenharia de Sistemas Inteligentes

5 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 5 Inteligência Artificial

6 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO - Não existe uma definição geral e completa para o que seja inteligência; - É possível avaliar se algum sistema (natural ou artificial) é ou não inteligente; - É possível determinar atributos para que um sistema seja considerado inteligente. O que é Inteligência? 6

7 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Parte das Ciências da Computação que busca simular ou emular o comportamento humano inteligente em termos de processos computacionais. [Schalkoff, 1990] Definição de Inteligência Artificial 7

8 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 8 Classificação [Russel & Norvig 1995] Classificação dos Sistemas Inteligentes Classificação dos Sistemas Inteligentes

9 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 9 Ambiente Objetivos Planejamento e Tomada de Decisões ConhecimentoMemória Percepções Ações Agente Inteligente Agente Inteligente

10 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Evolução da Inteligência Artificial 10

11 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Evolução da Inteligência Artificial 11

12 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Computação convencional Inteligência Artificial numéricasimbólica proceduraldeclarativa algorítmicaheurística Diferenças da Computação Convencional 12

13 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 13 - Engenharia do conhecimento; - Processamento de linguagem natural; - Aprendizado automático; - Sistemas difusos; - Tutores inteligentes; - Planejamento automático; -Inteligência Artificial Distribuída / Sistemas Multi- Agentes; Subdivisões da Inteligência Artificial - Computação evolutiva; - Raciocínio de senso comum; - Raciocínio Baseado em Casos; - Mecanismos de memória; - Mecanismos da afetividade; - Robótica & visão artificial; - Redes neurais; - Game AI; - IA em Bioinformática....

14 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 14 -Engenharia, robótica, matemática; -Aero-espacial, militar; -Indústria; -Telecomunicações; -Arquitetura, direito, comércio, finanças, bolsa de valores; -Medicina, biologia (biologia molecular - bioinformática); -Educação, jogos/entretenimento, literatura; -Gestão da informação, interface humano/máquina; -Produção agropecuária. Aplicações de Inteligência Artificial...

15 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO A IA está cada vez mais próxima das pessoas comuns! 15

16 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 16 SISTEMAS BASEADOS EM CONHECIMENTO Sistemas Especialistas SISTEMAS BASEADOS EM CONHECIMENTO Sistemas Especialistas

17 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 17 Sistema desenvolvido, a partir do conhecimento de um especialista humano, com o objetivo de apresentar a mesma performance desse especialista na solução de problemas em um domínio específico. Características ideais de um SE: - Conhecimento específico do domínio; - Técnicas de busca; - Análise heurística; - Processamento simbólico; - Capacidade de explicar seu raciocínio. Sistemas especialistas

18 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 18 O conhecimento do especialista

19 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 19 Arquitetura básica de um Sistema Especialista - Fatos - Informações - Conclusões Memória de longo prazo (domínio do problema) Estratégia de raciocínio Memória de curto prazo (fatos e conclusões)

20 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 20 Vantagens -Preservação e distribuição do conhecimento e de soluções valiosas; -Obrigatoriedade de reunião de especialistas para criar definições de comum acordo; -Esclarecimento e explicitação de pontos de vista e experiências; Desvantagens -Tempo de desenvolvimento elevado; -Participação constante do especialista; -Sistema sem fim; Riscos -Expectativa exagerada; -Falta de compreensão real do problema; -Conflitos entre especialistas; -Conhecimento em formação.

21 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Ciclo de desenvolvimento de SEs 21

22 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Processo complexo e longo de extração do conhecimento (experiência) de um especialista humano em determinado domínio. (crítico para o sucesso do projeto !!) Aquisição do Conhecimento 22

23 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 23 SE E ENTÃO Um dos primeiros e mais tradicionais modelos de representação do conhecimento; Bom nível de representação, simples, de fácil aprendizagem, porém pouco flexível. Modelo mais usado na construção de sistemas especialistas. Representação do Conhecimento em Regras de Produção Representação do Conhecimento em Regras de Produção 23

24 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 24 Inputs { VazaoInj :Vazao total da agua de injecao Particulas :Numero de particulas em suspensao O2galv :Teor de oxigenio [ON]-line medido por par galvanico CorrLPR :Taxa de corrosao medida por LPR CorrRE :Taxa de corrosao medida por resstencia eletrica O2memb :Teor de oxigenio [ON]-line medido por membrana DeltaP :Perda de carga nos filtros BseqO2 :Bomba de injecao de sequestrante de oxigenio [ON]-[OFF] If VazaoInj >= [VazaoMin] Then Planta operando If VazaoInj < [VazaoMin] Then PLANTA FORA DE OPERACAO If Planta operando and PV12 = [OFF] Then Planta injetando If Planta operando and PV12 = [ON] Then PLANTA EM RECIRCULACAO If Planta operando and Planta com problemas de corrosao and Desaeradora dentro dos parametros operacionais and BseqO2 = [OFF] Then Sequestrante de Oxigenio Alarme amarelo and BOMBA DE INJECAO DE SEQUESTRANTE DESLIGADA and RELIGAR bomba de injecao de sequestrante de Oxigenio LABEL rec.injex.oxigenio "RELIGAR bomba de injecao de sequestrante de Oxigenio" 24

25 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 25

26 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Regras não são a única forma de representar o conhecimento! 26 Tabelas

27 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Regras não são a única forma de representar o conhecimento! 27 Mapas mentais Tendência!

28 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Sistemas Especialistas para monitoramento de processos e controle da deterioração de equipamentos ST-Monitor - Sistema especialista para o monitoramento e controle da corrosão em sistemas de topo de unidades de destilação de petróleo (REPAR, 1994/2000/2007/2011). Estudo de caso: PETROBRAS 28

29 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 29 Inteligência Artificial ?? na cadeia do leite ?!? Sistema Inteligente para apoio à cadeia produtiva do leite

30 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 30 Projeto GALAXIS Sistema Inteligente para apoio à cadeia produtiva do leite Objetivo geral: Desenvolver um sistema inteligente, a partir de técnicas de Engenharia do Conhecimento (Inteligência Artificial), para análise de dados e orientação aos produtores envolvidos na cadeia do leite.

31 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 31 Diagrama básico do sistema proposto:

32 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 32 Pesquisa TECPAR Sistemas Especialistas Noctua Ferramenta Colaborativa para Construção de Conhecimento e Auxiliar Instigador Pesquisa TECPAR Sistemas Especialistas Noctua Ferramenta Colaborativa para Construção de Conhecimento e Auxiliar Instigador

33 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 33 Regras Hiperglossário Etiquetas ? QuestionamentosMensagens Instantâneas ! Comentários Imagens Especialista(s) Engenheiro(s) do Conhecimento Histórico Perfis Noctua

34 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 34 Catalisador em Ação Se motor tenta pegar motor está recebendo combustível Então problema é vela Regra X Se motor não tenta pegar luzes acendem Então problema é motor de partida Regra Y Perfil ? Questionamentos Etiquetas Regras (LUGER, 2004)

35 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 35 Catalisador em Ação Se luzes acendem (regra Y) motor está recebendo combustível (regra X) Então ??? Regra ? Senhor Especialista, dadas essas condições, existe uma conclusão possível?

36 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 36 TECPAR/CESI, ICC/IBMP, PUCPR, UP (Portugal) Inteligência Artificial aplicada em Bioinformática TECPAR/CESI, ICC/IBMP, PUCPR, UP (Portugal) Inteligência Artificial aplicada em Bioinformática

37 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Aplicação de Inductive Logic Programming em Bioinformática Descoberta de padrões em dados provenientes de microarranjos de DNA do Tripanossoma Cruzi; A partir de um grupo de genes, gerar regras a partir de parâmetros externos à expressão gênica; 37 REGRAS

38 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 38 Pesquisa TECPAR, UTFPR, PUCPR e UTC/França CSCW-SD - Plataforma de Apoio ao Trabalho Colaborativo no Desenvolvimento de Software por Equipes Pequenas Inteligência Artificial Distribuída Sistemas MultiAgentes Pesquisa TECPAR, UTFPR, PUCPR e UTC/França CSCW-SD - Plataforma de Apoio ao Trabalho Colaborativo no Desenvolvimento de Software por Equipes Pequenas Inteligência Artificial Distribuída Sistemas MultiAgentes

39 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 39 CSCW-SD (plataforma OMAS) Agente Assistente Pessoal

40 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 40 Pesquisa TECPAR Robótica Pesquisa em sensores e atuadores Pesquisa TECPAR Robótica Pesquisa em sensores e atuadores

41 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Sensores e atuadores são essenciais em IA Industrial; Robôs móveis e estáticos (video); Projetos na área de eletrônica embarcada (digital e analógica) Controle de motores; Consciência espacial (sensores híbridos); Dispositivos eletrônicos livres (Arduino). Dispositivos abertos e híbridos (Kinect / Sifteos). Robótica

42 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 42 Projetor de Luz Infravermelha (invisível) Câmera RGB (comum) Câmera infravermelha Conjunto de microfones Motor Kinect

43 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 43 Kinect Tendência!

44 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 44 Sifteo Cubes Tendência!

45 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 45 Pesquisa TECPAR GameAI Inteligência Artificial aplicada em Jogos Pesquisa TECPAR GameAI Inteligência Artificial aplicada em Jogos

46 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 46 Multi-Moo Jogo sério para difusão de boas práticas de produção agropecuária; Preocupação com higiene e saúde do rebanho; Aplicação de planejamento baseado em casos para povoar o ambiente do jogo com agentes com comportamento similar ao humano; Em um jogo, a ilusão da inteligência é mais importante que a inteligência; Protótipo Web estará acessível em: Versão física (minigame real) está sendo trabalhada para uso em eventos;

47 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Multi-Moo Ve 47

48 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 48 Outros projetos, tendências e oportunidades Outros projetos, tendências e oportunidades Melhoramento de algoritmos de busca ou de cálculo usando uma arquitetura paralelizada; Sistema inteligente de gestão integrada de alarmes e diagnóstico de falhas em redes de telecomunicações (COPEL); Estudos de novas possibilidades de sensores e atuadores.

49 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 49 + Tendências a se observar! Interfaces com integração entre Duas ou mais telas Computação invisível e mais próxima do dia a dia Integração entre homem e máquina

50 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 50 Luger, G.F. Inteligência Artificial: estruturas e estratégias para a solução de problemas complexos (4 edição). Bookman, Russell, S., Norvig, P. Artificial Intelligence: A modern approach. Prentice Hall, (2a. edição 2002) (1a. edição em português 2004) Bittencourt, G. Inteligência Artificial: Ferramentas e teorias (2a. edição). Editora da UFSC, Florianópolis, Rezende, S.O. Sistemas Inteligentes – Fundamentos e aplicações. Manole, São Paulo, Schalkoff, R.J. Artificial Intelligence: An engineering approach. McGraw- Hill, Singapore, IEEE-CS AITopics Para saber mais

51 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO Campos, M.M., Saito, K. Sistemas Inteligentes em Controle e Automação de Processos. Ed. Ciência Moderna / Petrobras. Rio de Janeiro, 2004 Para saber mais

52 22 / Agosto / 2011 VIII SEMINFO 52 Eng. Bruno Campagnolo de CESI – Divisão de Inteligência Artificial TECPAR - Instituto de Tecnologia do Paraná Curitiba Paraná Brasil


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