Sistema de Apoio a Decisão com IA Prof. Arildo Dirceu Cordeiro. Dr. Departamento de Construção Civil Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Conceitos de Inteligência Artificial Whitby (1953/2004), define IA como: “O estudo do comportamento inteligente (em homens, animais e máquinas) e a tentativa de encontrar formas pelas quais esse comportamento possa ser transformado em qualquer tipo de Artefato por meio de engenharia”. Uma outra definição mais genérica cita que a IA é definida como a inteligência exibida por qualquer coisa que tenha sido construída pelo homem.

Principais Técnicas de IA usadas - Data Mining Text Maning Neuro-fuzzy Nets Semantic Web Intelligent Agents Ontologies UNL (Universal Networking Language)

Mineração de Dados

Mineração de Textos

Redes Neuro-Fuzzy

Agentes

Agentes com Aprendizagem

Sistemas Multiagentes (SMA)

Web Semântica

Ontologias

Métricas para Medir a Idoneidade

Sistema UNL

Inteligência Artificial na Prática Gerador Inteligente de Sistemas com Auto-Aprendizagem para Gestão de Informações e Conhecimento - GISAAGIC

Estrutura do Trabalho na Prática Introdução Revisão da Literatura Sistema Multi-Agentes SMAGS Modelo Proposto - GISAAGIC Exemplos de Aplicações Considerações do Software e Outros Sistemas Conclusões e Recomendações

Estrutura da Apresentação da Aplicação Contextualização do problema Identificação das Necessidades Cenário Atual Cenário Idealizado Desafio: Buscas Inteligentes direcionadas para a área de interesse, estruturando e contextualizando dados e informações em tempo real, com auto-aprendizagem, para gestão de informações e conhecimento, apoiando as tomadas de decisões gerenciais Inteligência Artificial – Técnicas Empregadas Sistema Multi-Agentes SMAGS Trabalhos Relacionados Web Semântica – Grupo W3C Buscadores Google, Yahoo, Alta Vista e outros; Representação UNL - ONU Modelo Proposto – Gerador Inteligente de Sistemas com Auto-Aprendizagem para Gestão de Informações e Conhecimento Aplicações em casos reais

Problema de Forma Ampla Necessidade de Informação Contextualizada TEMPO Tempo gasto para a Coleta de Informações e Tomadas de Decisões Estudo de Liautaud e Hammond (2002) ETAPAS Etapas Tempo Coleta 80% Tomada Decisão 20% PRÁTICA

Contextualizando o Problema: Necessidade de Informação Contextualizada Redes com bancos de dados diferentes Dificuldade de integração de informações Estruturas de dados diferentes Documentos com significados não relacionados semanticamente com as áreas de interesse

Metodologia científica: definição É um conjunto de abordagens, técnicas e processos utilizados pela ciência para formular e resolver problemas de aquisição objetiva do conhecimento, de uma maneira sistemática.

Metodologia científica: adaptações Considerar: natureza do conhecimento: científico, filosófico, artístico, místico, etc ciência pura (aquisição do conhecimento sem finalidades de utilização prática) x aplicada (utilização dos conhecimentos da ciência pura e da tecnologia em aplicações práticas)

Metodologia científica: adaptações Considerar: operações lógicas no conhecimento científico indução, dedução, inferência o método científico hipótese (afirmação ainda não comprovada sobre algum fenômeno) x tese (afirmação comprovada sobre algum fenômeno) x teoria (conjunto de teses que explicam o fenômeno) x modelo (descrição formal de um fenômeno, que pode ser utilizado para testar novas hipóteses e fazer predições)

Metodologia científica: adaptações Considerar: estudo observacional (coleta de dados sem influenciar os eventos) x experimental (influência deliberada nos eventos, buscando verificar os efeitos da intervenção) estudo transversal (coleta dos dados num único instante no tempo, obtendo um recorte momentâneo do fenômeno investigado) x longitudinal (coleta dos em dois ou mais momentos, havendo um acompanhamento do desenrolar do fenômeno considerado)

Metodologia científica: adaptações Considerar: dados e análises qualitativos x quantitativos o papel da estatística descrição da variabilidade e tendências centrais dos resultados, para entender o fenômeno.

Etapas da investigação científica 1 - Escolha do tema 2 - Planejamento da investigação Redação do projeto de pesquisa

Redação do projeto de pesquisa Título / participantes / local / (financiamento) Introdução: exposição do tema, de aspectos gerais até específicos; bibliografia adequada e atualizada Objetivos: gerais e específicos; justificativa Materiais e métodos: detalhados ou com referências bibliográficas Cronograma de execução: referenciais de acompanhamento Exequibilidade Referências bibliográficas

Etapas da investigação científica 1 - Escolha do tema 2 - Planejamento da investigação 3 - Coleta e armazenamento de informações (observação, experimentação) 4 - Análise dos resultados, elaboração das conclusões 5 - Divulgação dos resultados

1 - Escolha do tema Pesquisas originais, ou de confirmação ou ainda de repetição para aprendizado Derivado de conhecimento/investigações anteriores do tema Derivado de idéias dadas pelo orientador ou colegas, ou de idéias totalmente originais (insight) Derivado da literatura científica, pesquisa bibliográfica Objetivos parciais e finais da pesquisa

1 - Escolha do tema Pesquisa bibliográfica levantamento de trabalhos já realizados sobre o mesmo tema, num determinado período - nível geral x nível específico levantamento dos métodos e técnicas a serem utilizadas na investigação realizada com metodologia específica e utilizando publicações e bancos de dados especiais (índices) utilização da Internet

1 - Escolha do tema O tema escolhido deve representar uma questão relevante, cujo melhor modo de solução se faz por meio de uma pesquisa científica ser factível em relação à competência dos pesquisadores, à infraestrutura do laboratório e ao tempo e recursos disponíveis (apresentar um alto grau de interesse/satisfação ao pesquisador).

2 - Planejamento da investigação Pesquisadores, técnicos e suas atribuições no projeto Materiais a serem utilizados: equipamentos, material de consumo, veículos etc estão ou serão disponíveis ao longo do projeto?

2 - Planejamento da investigação Métodos a serem utilizados: identificação e seleção de todos os métodos e técnicas (inclusive computacionais e estatísticas) a serem usadas na pesquisa; treinamento e validação da metodologia através de projeto piloto ou protótipo ANTES de iniciar o projeto. ou: Desenvolvimento ou aperfeiçoamento de técnicas e métodos (pesquisa metodológica)

2 - Planejamento da investigação Como serão coletados, armazenados e analisados os dados: tamanho da amostra, formas de tabulação e tratamento dos dados, testes estatísticos a serem utilizados. Cronograma de desenvolvimento: quais metas serão atingidas em que momentos ao longo do projeto?

3 - Coleta e armazenamento de informações Realização de estudos observacionais (aplicação de questionários, estudos de campo, registro de dados exploratórios, etc.) Realização de estudos experimentais (manipulação das variáveis de estudo, coleta de resultados) Mensuração e comparação de dados de desempenho, uso, impacto, etc (quando for pesquisa metodológica)

Estudos observacionais Questionário: instrumento ou programa de coleta de dados confecção pelo pesquisador, preenchimento pelo informante linguagem simples e direta etapa de pré-teste, num universo reduzido Entrevista plano caráter exploratório ou coleta de informações

Estudos observacionais Observação conhecimento prévio do que observar planejamento de um método de registro fenômenos não esperados registro fotográfico ou vídeo relatório.

Estudos experimentais Sujeitos ou objetos a serem estudados no experimento: grupos controle e experimental grupo controle não recebe a influência da variável independente grupo experimental recebe a variável independente Relação causa-efeito determinada pela comparação estatística entre os grupos Observação dos resultados.

Estudos experimentais Perigo do viés (bias): influência inconsciente ou consciente por parte dos sujeitos ou pesquisadores sobre o resultado da pesquisa Eliminação ou redução do viés: atribuição aleatória dos sujeitos aos grupos sujeitos ignoram a que grupo pertencem (estudo cego) pesquisadores também ignoram (estudo duplo-cego)

4 - Análise dos resultados, elaboração das conclusões Dois tipos de dados e análises: Qualitativos Quantitativos Classificação, codificação e tabulação dos resultados.

Classificação Dividir um todo em partes, dando ordem as partes e colocando cada uma no seu lugar critério ou fundamento base da divisão a ser feita. Ex: sexo é o critério; masculino e feminino são classes ou categorias.

Codificação Colocar determinada informação na categoria que lhe compete, atribuindo-se para cada categoria um símbolo (palavra ou números).

Tabulação Disposição gráfica dos dados obtidos.

O papel da estatística Os resultados quase sempre são variáveis, principalmente em biologia e medicina É necessário descrever a variabilidade e as tendências centrais, para entender o fenômeno Para comprovar diferenças entre situações observacionais e experimentais, é necessário usar métodos estatísticos.

Descrição e análise dos dados O que os dados significam para a nossa pesquisa? o que é típico no grupo (média, mediana e moda)? até que ponto variam os indivíduos no grupo (amplitude, desvio médio e desvio padrão)? como os indivíduos se distribuem com relação à variável que está sendo medida (distribuição é normal ou não)? qual a relação entre as diversas variáveis (na estatística há vários métodos, mas nenhum deles garante a existência de um nexo causal)?

Elaboração das conclusões Após estas etapas “o pesquisador fará as ilações que a lógica lhe permitir e aconselhar, procederá as comparações pertinentes e, com base nos resultados alcançados, enunciará novos princípios e fará as generalizações apropriadas”.

5 - Divulgação dos resultados Seminário / journal club Apresentação em congresso (resumo, poster, comunicação oral) Relatório Dissertação / tese Artigo científico Livro / capítulo de livro Internet variam regras, finalidade, público atingido, etc

Como fazer pesquisa? posição produtividade realizar a pesquisa interpretar resultados posição produtividade formação de recursos humanos CNPq FINEP PADCT FAPs etc formular a pergunta divulgar resultados