SISTEMAS INTELIGENTES EN HARDWARE

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SISTEMAS INTELIGENTES EN HARDWARE

• Por
• Santos Martín López Estrada
• PhD. Ciencias computacionales
• smle06_at_hotmail.com

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Contenido

• Introducción
• Inteligencia artificial
• Aplicaciones en software
• Sistemas inteligentes en hardware
• Conclusiones

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Introducción

• Sistemas inteligentes (SI) naturales
• Humanos y animales
• Tienen sus propios objetivos
• Satisfacer sus necesidades primarias
• Tienen sentidos y efectores
• Perciben y manipulan su entorno
• Aprenden de sus experiencias
• Almacenadas en memoria para adaptarse a
  situaciones cambiantes, mejorando su rendimiento
  y eficiencia

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Introducción

• Los SI artificiales
• Tratan progresivamente de emular las capacidades
  de los SI naturales
• Conjunto de algoritmos que tiene una entrada de
  información que realiza la función de los
  sentidos y aprenden que salidas producir
  (efectores), utilizando un conjunto de reglas
  (experiencias) almacenadas en su memoria

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Introducción

• Sistema natural

• Modelo abstracto

• Experiencia, conocimiento

• Sistema artificial

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Introducción

• Atributos
• Percepción
• Manipulación, integración e interpretación de
  datos de sensores
• Acción
• Coordinación, control y uso de sus capacidades
  para cumplir una tarea
• Razonamiento
• Deducción, inducción, analogías. Superar la
  incertidumbre
• Adaptación y aprendizaje
• Comportamiento adaptativo ante un ambiente
  cambiante para descubrir irregularidades y
  extender capacidades

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Inteligencia Artificial

• La aplicación de técnicas de Inteligencia
  artificial (AI) conducen a la elección de
  sistemas de razonamiento cuyo comportamiento
  emula el de la mente humana

Redes neuronales Modelos basados en la forma en
que el cerebro realiza reconocimiento,
aprendizaje, y procesos de planeación
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Inteligencia Artificial

• Lógica difusa
• Refleja la manera en que razonamos los humanos
  con reglas aproximadas

• Algoritmos genéticos
• Aprovechan los conocimientos de la investigación
  genética, modelando los principios de Darwin de
  selección natural

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Inteligencia Artificial

• Fractales
• Asemejan la manera en que los sistemas vivientes
  repiten patrones mientras crecen
• Teoría del caos
• Simulaciones matemáticas de procesos que nunca
  son exactamente los mismos dos veces
• Autómatas celulares
• Modelan un universo de dos dimensiones de células
  vivientes y un conjunto simple de modos de
  interacción.

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Inteligencia Artificial (áreas)

• Sistemas expertos
• Razonan con el conocimiento en un dominio
  limitado - los sistemas pueden aproximarse al
  razonamiento humano y a veces superarlo

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Inteligencia Artificial (áreas)

• Lenguaje natural
• El objetivo de esta área consiste en extraer
  tanta información como sea posible de un texto
  escrito
• El problema inverso es la generación del
  lenguaje, es decir dotar a la computadora de
  capacidades para generar sentencias de lenguaje
  natural

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Inteligencia Artificial (áreas)

• Reconocimiento de patrones
• Agrupa técnicas de clasificación e identificación
  de subgrupos o conglomerados de características
  comunes en cada grupo

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Inteligencia Artificial (áreas)

• Visión
• Proporciona mecanismos de percepción que permite
  al sistema responder a su entorno de una manera
  inteligente y flexible

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Inteligencia Artificial (áreas)

• Robótica
• Los robots combinan elementos mecánicos,
  sensores, y computadoras que les permiten tratar
  con objetos reales y realizar tareas de forma
  precisa, rápida y cómoda.

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Inteligencia Artificial (áreas)

• Sistemas neuro-difusos
• Combinan las técnicas de redes neuronales y
  lógica difusa para dar solución a un mayor numero
  de problemas

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Aplicaciones en software

• XOLOTL (Laboratorio de Sistemas Inteligentes
  UNAM)
• Sistema integral de simulación vía Internet

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Aplicaciones en software

• DART (Dynamic Analysis and Replanning Tool)
• Herramienta de planeación logística
• American Airlines, programa de reruteo de
  contingencias
• Agencia espacial europea, plantación del
  ensamblado de una nave espacial

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Aplicaciones en software

• CAS (Computer Assisted Surgery Systems)
• Crea un entorno o teatro de operaciones en
  cirujias (Paciente, cirujano, herramientas)
• Intervenciones cardiacas, renales, etc.

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Aplicaciones en software

• IBM realizo pruebas con la asci purple, una
  supercomputadora que puede realizar 460 billones
  de operaciones por segundo capacidad similar a la
  del cerebro humano

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Aplicaciones en hardware

• Tradicionalmente los SI artificiales se
  desarrollan en computadoras de propósito general
• Utilizan lenguajes que permiten manipular la
  información en diferentes niveles de abstracción
• En algunas aplicaciones como robots autónomos,
  debido al reducido espacio disponible no es
  posible utilizar computadoras de propósito
  general con algún sistema operativo o interprete
  para sentencias de Inteligencia artificial
• Una alternativa para dotar a estos sistemas de
  inteligencia artificial, es el uso de
  arquitecturas de hardware de propósito especifico
  embebidas en tales sistemas.

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Aplicaciones en hardware

• Plataformas para diseño de arquitecturas
• PC
• PLC (controlador logico programable)
• Microcontrolador
• DSP (procesador digital de señales)
• FPGA (Arreglo de compuertas programables en
  campo)

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Aplicaciones en hardware

• Casas y edificios inteligentes
• (http//www.smartsystemstech.com)

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Aplicaciones en hardware

• Casas y edificios inteligentes
• Control automático de accesos y seguridad

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Aplicaciones en hardware

• Casas y edificios inteligentes
• Control automático de equipo eléctrico o vía
  telefónica

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Aplicaciones en hardware

• Casas y edificios inteligentes
• Control automática de iluminación exterior e
  interior

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Aplicaciones en hardware

• Los SI ofrecen un muchas posibilidades en
  seguridad vial
• El GPS permite ubicar el vehículo y que este
  realice un reconocimiento de la zona a transitar

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Aplicaciones en hardware

• Autos inteligentes
• Inspección de obstáculos en la vía e información
  de trafico

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Aplicaciones en hardware

• Autos inteligentes
• Asistencia cooperativa

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Aplicaciones en hardware

• Autos inteligentes
• E-call, transmisión de información relevante
  durante un accidente

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Aplicaciones en hardware

• Robots de exploración
• Reconocimiento y exploración de lugares donde no
  puede llegar el hombre

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Aplicaciones en hardware

• Robot de reconocimiento DOKI (Intelligent Earth)
• Sistemas con procesamiento de imágenes para
  reconocimiento de rostros en tiempo real

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Aplicaciones en hardware

• Reconocimiento aéreo UAV (vehículos aéreos no
  tripulados)
• Realizan maniobras de vuelo de manera autónoma
  durante operaciones de vigilancia

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Aplicaciones en hardware

• Ehécatl (Hydra technologies)
• Primer UAV Mexicano
• Presentado en la Feria Internacional de
  Aeronáutica y espacio en Le Bourget Francia 2007
• Recibió el reconocimiento Al Aube al Contribuidor
  Sobresaliente, otorgado por la Asociación
  Internacional para Sistemas de Vehículos No
  Tripulados (AUVSI)

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Aplicaciones en hardware
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Trabajo desarrollado

• Arquitecturas de sistemas inteligentes en FPGA
  para reconocimiento de patrones en señales de
  radar

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Trabajo desarrollado

• Arquitecturas para filtrado inteligente en señales

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CONCLUSIONES

• Las aplicaciones de sistemas inteligentes en
  tiempo real requieren de arquitecturas de computo
  eficientes y embebidas
• Las computadoras personales de escritorio y
  laptops son solo un tipo de computadoras
  utilizadas para desarrollar sistemas inteligentes.