Inteligência Artificial

Apresentação em tema: "Inteligência Artificial"— Transcrição da apresentação:

1 Inteligência Artificial
João Bosco da Mota Alves CPGCC/UFSC Outubro/2000

2 Inteligência Artificial
Introdução Agentes Inteligentes Busca Métodos de Busca com Informação Jogos Lógica Lógica de Primeira Ordem CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

3 Inteligência Artificial
Construindo bases de Conhecimento Sistemas de raciocínio lógico Planejamento Sistemas com incerteza Aprendizado em rede neuronais Processamento de linguagem natural CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

4 Inteligência Artificial
Fundamentos Filosóficos Inteligência Artificial: presente e Futuro CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

5 João Bosco da Mota Alves
Livro texto RUSSEL, S. e NORVIG, P. Artificial Intelligence: A Modern Approach, Prentice Hall, 1995 CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

6 Bibliografia Suplementar
RICH, E e KNIGHT, K Inteligência Artificial, 2.ed, Makron Books do Brasil, São Paulo, 1994 RICH, E Inteligência Artificial, 2.ed, McGraw-Hill, Rio de Janeiro, 1988 WISTON, P. H Inteligência Artificial, Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 1987 CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

7 Bibliografia Suplementar
ARARIBOIA, G Inteligência Artificial -Um Curso Prático, Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 1989 LEVINE, R., DRANG, D. e EDELSON, B. Inteligência Artificial e Sistemas Especialistas, McGraw-Hill, São Paulo, 1988 CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

8 Bibliografia Suplementar
KVITCA, A. M. Resolucion de Problemas con Inteligencia Artificial, EBAI ed.1988 BARR, A., COHEN, A. e FEIGENBAUM, E The Handbook of Artificial Intelligence, M Kaufmann, 1981 CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

9 João Bosco da Mota Alves
Abordagem Unificada Inteligência Artificial (IA) como estudo, projeto e construção de agentes que - Estejam inseridos em um ambiente - Percebam esse ambiente - Atuem nesse ambiente Qualquer ambiente: abstrato, real, virtual, etc. CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Introdução IA busca Entender entidades inteligentes Construir entidades inteligentes Questão: Como é possível para um cérebro lento e pequeno, biológico ou eletrônico, perceber, entender, predizer e manipular um mundo muito mais amplo e complexo do que ele? CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

11 João Bosco da Mota Alves
O Papel da IA Construir artefatos contendo essas propriedades Difícil é, mas, ao contrário de Viajar mais rápido que a luz, e Construir dispositivos anti-gravidade Tem-se fortes evidências que existe solução para esse problema  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

12 João Bosco da Mota Alves
Introdução Formalmente a área foi criada em 1956 quando o nome foi cunhado (Simon, Newell) Há 2000 anos, filósofos tentam compreender como funcionam o ver, apreender, recordar e raciocinar? Nos anos 50 passou-se à prática com a criação do computador CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

13 João Bosco da Mota Alves
O que é IA? Importante ter-se claros e precisos, os objetivos, como nos ensina a História da Ciência Definições de IA (8 textos recentes) Variando (definições) em 2 dimensões Processos de pensamento e raciocínio Comportamento CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

14 João Bosco da Mota Alves
Dimensões de IA CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

15 João Bosco da Mota Alves
Dimensões de IA CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

16 Sistemas que pensam como os humanos
O novo esforço excitante de fazer os computadores pensar ...maquinas com mentes, no sentido completo e literal (Haugeland, 1985) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

17 Sistemas que pensam como os humanos
[A automação de] atividades que associamos com o pensamento humano, atividades como tomada de decisão, resolução de problemas, aprendizado... (Bellman, 1978) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

18 Sistemas que pensam racionalmente
O estudo das faculdades mentais através de modelos computacionais (Charniak e Mcdermott, 1985)  Leia CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

19 Sistemas que pensam racionalmente
O estudo das operações que fazem possível perceber, raciocinar e atuar (Wiston, 1992) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

20 Sistemas que atuam como humanos
A arte de criar máquinas que realizam funções que requerem inteligência quando realizadas por humanos ( Kurzweil, 1990) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

21 Sistemas que atuam como humanos
O estudo de como fazer os computadores fazer coisas nas quais, no momento, as pessoas são melhores ( Rich e Knight, 1991) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

22 Sistemas que atuam racionalmente
Um campo de estudo que tenta explicar e emular comportamento inteligente em termos de processo computacionais (Schalkoff, 1990) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

23 Sistemas que atuam racionalmente
O ramo da ciência da computação que está preocupada com a automação do comportamento inteligente (Luger e Stubblefield, 1993) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Atuam como humanos Teste de Turing (1950) Computador com as seguintes capacidades: processamento de linguagem natural representação de conhecimento raciocínio automático aprendizado de máquina  Teste total de Turing CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

25 João Bosco da Mota Alves
Pensam como humanos Abordagem cognitiva Para dizer que um programa pensa como humanos, precisa-se saber como os humanos pensam Isso pode ser feito de duas formas Introspeção (captura do próprio pensamento) Experimentos psicológicos  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Abordagem cognitiva O campo interdisciplinar da Ciência Cognitiva une Modelos de computação da IA Técnicas experimentais da psicologia Como trabalha a mente humana: tentar construir teorias precisas e testáveis Técnicas de IA  Cognição humana CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Pensam racionalmente Abordagem das Leis do Pensamento Aristóteles: primeiro filósofo a estudar Pensamento correto (raciocínio irrefutável) Silogismos (padrões de argumentos: levam a conclusões corretas se premissas corretas) Lógica CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Pensam racionalmente Tradição logicista, dentro da IA, ajuda a construir Sistemas Inteligentes Obstáculos desta abordagem Dificuldade de formalizar conhecimento (em especial, quando se tem incerteza) Diferença entre teoria e prática (devido, principalmente, à complexidade) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Trabalho 01 Use suas próprias palavras para descrever, suscintamente Sistemas que atuam como humanos Sistemas que pensam como humanos Sistemas que atuam racionalmente Sistemas que pensam racionalmente Fale sobre os quebra-cabeças de Kuhn, suscintamente CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Atuam racionalmente Abordagem de agentes racionais Atuar racionalmente Alcançar seus objetivos de acordo com as suas convicções  Mais Inferência Apenas parte de ser um agente racional Não é única forma de atuar racionalmente CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Atuam racionalmente Leis do pensamento: ênfase é a inferência correta Inferência em agentes racionais Apenas parte: agir racionalmente, às vezes, é raciocinar para concluir-se que uma ação leva a um objetivo; só, então, agir de acordo com essa conclusão Mas agir racionalmente nem sempre exige inferência: ação involuntária Involuntária pode ser ação mais rápida CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

32 Reforçando Nosso objetivo Sistemas que pensam como humanos
Sistemas que pensam racionalmente Sistemas que atuam como humanos Sistemas que atuam racionalmente CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

33 Filosofia (428 AC - Presente)
Dualismo (Descartes ) Materialismo (Leibniz ) Empirismo (Bacon ) Indução (Hume ) Positivismo lógico (Russell ) Teoria da confirmação (Carnap) Análise de meios-fins (Newell e Simon) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Matemática Algoritmos (al-Khowarazmi) Teoria de incompletude (Gödel) Intratabilidade Redução(Dantzig) NP-completo (Cook 1971) Teoria da decisão (von Neumann 1944) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Psicologia Psicologia científica (Helmholtz ) Behavorismo (Waston ) Psicologia cognitiva (James ) CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Computação Alan Turing (1940) Z-3 / 1o computador Programável ( Konrad Zuse 1941) ABC - IOWA St. Univ. ( ) MARK I, II, III - Haward ENIAC EDVAC IBM 701 CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

37 João Bosco da Mota Alves
Lingüística Comportamento Verbal (Skinner) Estruturas Sintáticas (Chomsky) Representação de Conhecimento Processamento de linguagem Natural CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

38 João Bosco da Mota Alves
Trabalho 02 Faça um resumo dos principais (na sua opinião) assuntos tratados no capítulo 1, em relação à área de IA, ressaltando Novos conceitos adquiridos Crítica aos conceitos adquiridos Se há possibilidade de usar IA em seu trabalho na área de educação Entrega na segunda, 16/10/2000 CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Leia Damásio, Antonio. O Mistério da Consciência Rio de Janeiro, Civilização Brasileira,  Voltar CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Teste total de Turing Computador com as seguintes capacidades: processamento de linguagem natural representação de conhecimento raciocínio automático aprendizado de máquina Visão por computador Robótica  Voltar CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Modelagem cognitiva Tendo-se teoria precisa o suficientemente, pode vir a ser possivel expressá-la como um programa de computador Se entrada/saída e tempo equivalem-se aos dos humanos, há evidência que alguns dos mecanismos do programa podem estar operando nos humanos  Voltar CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Não confundir Interdisciplinaridade Multidisciplinaridade Transdisciplinaridade Centro de Estudos Transdisciplinares da USP pode esclarecer melhor Carta de Transdisciplinaridade  Voltar CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Silogismo Sócrates é um homem Todo homem é mortal Logo, Sócrates é mortal Essas Leis do Pensamento, supôs-se, governavam a operação da mente E deram início ao campo da Lógica, no livro Órganon, de Aristóteles CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

44 João Bosco da Mota Alves
Leia Thomas Kuhn, em seu livro Estrutura das Revoluções Científicas, coloca a ciência como a tentativa de solução de quebra-cabeças E, para ser quebra-cabeça, o problema tem que ter, pelo menos, uma solução  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Thomas Kuhn Resolver um problema da pesquisa normal é alcançar o resultado antecipado de uma nova maneira Isso requer a solução de todo o tipo de complexos quebra-cabeças, conceituais instrumentais e matemáticos O indivíduo que é bem sucedido nessa tarefa prova que é um perito na resolução de quebra-cabeças  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Thomas Kuhn O desafio apresentado pelo quebra-cabeça constitui uma parte importante da motivação do cientista (...) Quebra-cabeça indica, no sentido corriqueiro em que empregamos o termo, aquela categoria particular de problemas que servem para testar nossa engenhosidade ou habilidade na resolução de problemas  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Thomas Kuhn (...) O critério sobre a qualidade de um bom quebra-cabeça nada tem a ver com o fato do resultado ser interessante ou importante Em geral, problemas realmente importantes não são quebra-cabeças (cura do câncer ou uma paz duradoura), em grande parte porque talvez não tenham nenhuma solução possível  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

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Thomas Kuhn Kuhn afirma, ainda, que o valor intrínseco não é critério para um quebra-cabeça Já a certeza de que este possui uma solução pode ser considerada como tal Uma dissertação de mestrado, como qualquer pesquisa, é um quebra-cabeça  Voltar Atenção CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

49 João Bosco da Mota Alves
Agentes racionais Um agente é, apenas, algo que percebe e age Pode ser uso incomum, mas você conseguirá usá-lo Nessa abrdagem, AI estuda e constroi agentes racionais  Voltar CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

50 João Bosco da Mota Alves
Agentes racionais MS Encarta 2000 Ação involuntária Reflexos ativam músculos em situações onde o cérebro demoraria muito tempo para responder  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

51 João Bosco da Mota Alves
Agentes racionais Todas as habilidades exigidas para o teste de Turing permitem ações racionais Precisa-se dessas habilidades para Representar conhecimento Raciocinar sobre o mesmo para tomar-se boas decisões em uma grande variedade de situações  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

52 João Bosco da Mota Alves
Agentes racionais Estudar IA como agentes racionais tem duas vantagens É mais geral que as Leis do Pensamento (inferência é apenas um mecanismo para racionalidade; não é uma necessidade) É mais responsável cientificamente que as abordagens baseadas no comportamento humano (longo e desconhecido, hoje, processo de evolução)  Mais CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves

53 João Bosco da Mota Alves
Agentes racionais Portanto, este curso, segue o livro texto Concentrar-se-á nos princípios gerais de agentes racionais E em componentes para construí-los Agir adequadamente quando não há tempo para todos os cálculos e raciocínios que se gostaria  Voltar CPGCC / CTC / UFSC João Bosco da Mota Alves