Intelig

1
Inteligência Artificial

• Luiz Marcos Gonçalves
• Departamento de Engenharia de Computação e
  Automação
• UFRN

2
O que é IA?
3
Como classificamos pesquisa como IA?
4
What is AI?
5
Por que estudar IA?
Ferramentas de busca
Ciência
Medicina/ Diagnose
Trabalho
Utensílios
Que mais?
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Técnicas para IA

• Aprendizado
• Sistemas baseados em regras (Rule-Based)
• Busca
• Planejamento
• Áreas baseadas em habilidade
• Robótica
• Agentes

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Aprendizado

• Explanação
• Descoberta (discovery)
• Mineração de dados (Data Mining)
• Sem explanação
• Redes Neurais
• Case Based Reasoning

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Aprendizado Explanação

• Casos para regras

9
Aprendizado Sem explanação

• Redes neurais

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Métodos para IA

• Aprendizado
• Sistemas baseados em regras (Rule-Based)
• Busca
• Planejamento
• Áreas baseadas em habilidade
• Robótica
• Agentes

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Sistemas que planejam seu futuro
12
(No Transcript)
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Sistemas baseados em regras

• Linguagens lógicas
• Prolog, Lisp
• Base de conhecimento
• Engenhos ou máquinas de inferência

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Linguagens baseadas em regras Prolog
Father(abraham, isaac). Male(isaac).Father(haran
, lot). Male(lot).Father(haran,
milcah). Female(milcah).Father(haran,
yiscah). Female(yiscah). Son(X,Y) ? Father(Y,X),
Male(X).Daughter(X,Y) ? Father(Y,X),
Female(X). Son(lot, haran)?
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Sistemas baseados em regras

• KRS

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Métodos para IA

• Aprendizado
• Sistemas baseados em regras (Rule-Based)
• Busca
• Planejamento
• Áreas baseadas em habilidade
• Robótica
• Agentes

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Busca

• Toda IA é busca
• Teoria de jogos
• Espaços de problemas
• Todo problema é uma árvore virtual de todas as
  soluções possíveis (com sucesso ou sem sucesso).
• O truque é encontrar uma estratégia de busca
  eficiente.

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Busca Teoria de Jogos
9!1 362,880
19
Métodos para IA

• Aprendizado
• Sistemas baseados em regras (Rule-Based)
• Busca
• Planejamento
• Áreas baseadas em habilidade
• Robótica
• Agentes

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Approaches to AI

• Aprendizado
• Sistemas baseados em regras (Rule-Based)
• Busca
• Planejamento
• Áreas baseadas em habilidade
• Robótica
• Agentes

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Áreas baseadas em habilidades (ou comportamentos)

• Visão Computacional
• Reconhecimento de linguagem natural
• Geração de linguagem natural
• Reconhecimento de fala
• Geração de fala
• Robótica

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Linguagem natural tradução
The flesh is weak, but the spirit is strong ?
Tradus para russo ? Traduz de volta ao Ingles
The food was lousy, but the vodka was great!
23
Reconhecendo linguagem natural
24
Reconhecendo linguagem natural
Tom believes Mary wants to marry a sailor.
25
Ling. Natural Resp. Questões
http//www.ai.mit.edu/projects/infolab/
http//aimovie.warnerbros.com
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Approaches to AI

• Aprendizado
• Sistemas baseados em regras (Rule-Based)
• Busca
• Planejamento
• Áreas baseadas em habilidade
• Robótica
• Agentes

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Honda Humanoid Robot
Caminhar
Girar
http//world.honda.com/robot/
Subir escadas
28
Cachorrinho da Sony (AIBO)
http//www.aibo.com
29
Robot Teams
USC robotics Lab
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Approaches to AI

• Aprendizado
• Sistemas baseados em regras (Rule-Based)
• Busca
• Planejamento
• Áreas baseadas em habilidade
• Robótica
• Agentes

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Agentes

• Agentes que pensam logicamente, baseados em
  conhecimentos. Lógica e representação. Lógica
  Proposicional (boleana). Inferencia em lógica
  proposicional. Sintaxe, semantica.

Towards intelligent agents
wumpus world
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Inteligência O Teste de Turing

• O artigo de Alan Turing em 1950 na Computing
  Machinery and Intelligence discute condições para
  considerar uma maquina inteligente
• Can machines think? ?? Can machines behave
  intelligently?
• O teste de Turing test (Jogo de Imitação)
  Definição operacional de inteligência.

• Teste Turing Homem fala com computador via um
  teletipo. Se o homem não consegue descobrir se
  conversa com um computador ou com outro homem,
  ele passa no teste.

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Teste de Turing
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Requerimentos do Teste de Turing

• Processamento de linguagem natural
• Representação do conhecimento
• Reasoning (pensamento) automatizado
• Aprendizado de máquina
• Adicione Visão e Robótica para ter o teste de
  turing total (generalizado).

• Existem problemas/limitações ao teste de Turing?

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Problemas com o teste de turing

• Problema 1 O teste de turing não é reproduzível,
  construtivo nem susceptivel de análise
  matemática
• Problema 2 O que dizer sobre interações físicas
  do interrogador com o ambiente?
• Teste de turing total requer interação física e
  necessita de percepção e atuação (robôs).
• Ver o homem bicentenário...

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Quais tarefas requerem IA?

• AI is the science and engineering of making
  intelligent machines which can perform tasks that
  require intelligence when performed by humans
• Que tarefas requerem IA???

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O que um computador precisa para passar no teste
de Turing?

• Processamento de Linguagem Natural para se
  comunicar com o examinador.
• Representação de conhecimento para armazenar e
  recuperar informação provida antes e durante a
  interrogação.
• Reasoning automatizado para usar a informação
  armazenada para responder questões e desenhar
  novas conclusões.
• Aprendizado de máquina para se adaptar a novas
  circunstâncias e para detectar e extrapolar
  padrões.

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O que um computador precisa para passar no teste
de Turing?

• Visão (para o Teste de Turing total) para
  reconhecer as ações do examinador e vários
  objetos apresentados por ele.
• Controle motor (Teste total) para agir sobre os
  objetos requesitados.
• Outros sentidos (teste total) tais como
  audição, cheiro, toque, etc.

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Pensamento humano Ciência Cognitiva

• 1960 Revolução Cognitiva psicilogia do
  processamento de informação substituiu o
  comportamentalismo
• Ciência cognitiva trouxe junto teorias e
  evidências experimentais para modelar atividades
  internas do cérebro
• A que nível de abstração? Knowledge or
  Circuits?
• Como validar modelos?
• Predicção e comportamento de teste de cobaias
  humanas (top-down)
• Identificação direta dados neurofisiológicos
  (bottom-up)
• Construindo modelos simulados em computadores ou
  máquinas e reprodução dos resultados

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Pensando racionalmente Leis do pensamento

• Aristoteles ( 450 B.C.) tentou codificar o
  right thinking
• O que são processos de pensamento ou argumentos
  corretos?
• Exemplo Sócrates é um homem todo homem é
  imortal então Sócrates é mortal
• Várias escolas gregas desenvolveram várias formas
  de lógica
• notação mais regras de derivação para
  pensamentos.

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Pensando racionalmente Leis do pensamento

• Problemas
• Incerteza nem todos os fatos são certos (i.é., o
  vôo poderia se atrasar).
• Limitação de recursois há uma diferençca entre
  resolver um problema a princípio e resolve-lo na
  prática sob várias limitações de recursos tais
  como tempo, computação (cálculos), precisão, etc.
  Por exemplo como comprar um carro?

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Agindo racionalmente Agente Racional

• Comportamento racional fazer a coisa certa
• espera-se que o retorno seja maximizado
• Provê a visão mais geral de IA porque inclui
• Inferência correta (leis do pensamento)
• Gerenciamento de incertezas
• Consideração de limitações dos recursos (e.g.,
  reflexo vs. deliberação)
• Habilidades cognitivas (NLP, AR, representação do
  conhecimento, ML, etc.)
• Vantagens
• Mais geral
• O seu objetivo de racionalidade é bem definido

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Como atingir IA?

• Como se faz pesquisa em IA?
• Pesquisador de IA tem ambos os lados (teorético e
  experimental). O lado experimental tem dois
  aspectos (básico e aplicado).
• Há duas principais linhas de pesquisa em IA
• Uma é biológica, baseada na idéia de que, uma vez
  que homens são inteligentes, IA deve estudar
  homens e imitar sua psicologia e fisiologia.
• A outra é fenomenal, baseada em estudar e
  formalizar fatos de sentido comum sobre o mundo e
  os problemas que ele apresenta para atingir
  objetivos diversos.

44
Como atingir IA?

• The two approaches interact to some extent, and
  both should eventually succeed. It is a race, but
  both racers seem to be walking. John McCarthy

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Ramificações da IA

• IA lógica
• Busca
• Processamento de linguagem natural
• Reconhecimento de padrões
• Representação do conhecimento
• Inferência a partir de alguns fatos, outros
  podem ser inferidos
• Pensamento (reasoning) automatizado
• Aprendendo de experiências
• Planejar para gerar uma estratégia para atingir
  algum objetovo (política).

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Ramificações da IA

• Epistemologia este é um estudo dos tipos de
  conhecimento necessários para revolver problemas
  no mundo
• Ontologia é o estudo dos tipos de coisas que
  existem. Em IA, os programas e sentenças tratam
  vários tipos de objetos e estudamos o que estas
  coisas são e quais as propriedades básicas
• Programação Genética
• Emoções???

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Pré-história da IA
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História da IA
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AI State of the art

• Será que as tarefas seguintes, de máquinas, foram
  atingidos por IA?
• Jogador de xadrez de classe mundial
• Jogador de tenis de mesa (robô)
• Carro que dirige sozinho cruzando países
• Resolução de problemas matemáticos
• Descoberta e prova de teorias matemáticas
• Se engajar numa conversa com sentido
• Entender linguagem falada
• Observar e entender emoções humanas
• Expressar emoções

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Quais tarefas podem ser feitas hoje?

• Play a decent game of table tennis
• Drive along curving mountain road
• Drive in the center of Cairo
• Play a decent game of bridge
• Discover/prove a new math theorem
• Write an intentionally funny story
• Give competent legal advice in a specialized area
  of law
• Translate spoken English into spoken Swedish in
  real time

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IA Fraca e IA Forte

• IA Fraca (Weak AI)
• Máquinas podem ser feitas para agir como elas se
  fossem inteligentes.
• IA Forte (Strong AI)
• Máquinas que agem inteligentemente tem mentes
  reais e conscientes.

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O que é Inteligência?

• A Sala Chinesa (Chinese Room)

53
O que é Inteligência?

• A Sala Chinesa

54
O que é Inteligencia?

• Trocando o cérebro

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O quão longe estamos?

• Nossos melhores sistemas possuem a inteligência
  de um sapo (Sapo não Fala)?.
• Pensem em quantos sapos despendem toda a sua
  inteligência controlando uma planta nuclear ? ?
  É para chorar, nao para rir?.