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O que é Inteligência Artificial?

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Mateus Santos

on 19 April 2015

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Transcript of O que é Inteligência Artificial?

- Diversas definições
O que é Inteligência Artificial?
Fazer o computador realizar tarefas que os seres humanos realizam.
Simular a capacidade humana de raciocinar
Fazer com que os computadores sejam tão inteligentes quanto o homem
Um punhado de História.
As sementes da IA moderna foram plantadas pelos filósofos clássicos que tentaram descrever o processo do pensamento humano como a manipulação mecânica de símbolos.
Aristóteles (IV a.c.): sistematização da logica
Nos primórdios da ciência.
Finalmente ela surgiu!
O campo da pesquisa IA foi fundada em uma conferência no campus da Dartmouth College, no verão de 1956 por John Mccarthy.
Acreditavam que máquinas tão inteligentes quanto os seres humanos seriam desenvovidas em pouco tempo.
Em 1959 foi fundado o primeiro laboratorio de inteligência artificial no MIT.
Primeiros Progressos...
1950 - Os primeiros programas de IA, incluindo o jogador de Damas chamado de Samuel, o Logic Theorist de Newell e Simon e o Geometry Theorem Prover de Gelernter.
1958 - O Xadrez foi estipulado como desafio padrão.
1959 - Foi invetado o
Perceptron
por Frank Rosenblatt.
O
Perceptron
foi uma das primeiras
redes neurais
criadas.
1964 - O sistema ElIZA, desenvolvido por Joseph Weizenbaum, foi o primeiro sistema a enfrentar o Teste de Turing.
1969 - Marvin Minsky e Seymour Papert publicaram um livro que dizia provar que as redes neurais não seriam capazes de aprender.

Alguns artigos afirmam que o estudo da I.A surgiu a partir de necessidade militares, outros afirmam que vieram da vontatede de ampliar as funções dos computadores.
Teste de Turing.
Proposto por Alan turing em 1950.
Objetivo: Descobrir se uma máquina pode ou não se passar por um ser racional.

A pesquisa da I.A passou por altos e baixos ao longo da historia.
1972 - Foi criada a linguagem de programação
prolog
por Alain Colmerauer e Philippe Roussel.

“PROgrammation en LOGique”
1975 - Foi criada a técnica de algoritmo genético (AG), fundamentada principalmente por John Henry Holland.
Desenvolvimento de sistemas especialistas

Stanford car: Veículo capaz de navegar em espaços exteriores.
1980 - IA (sistemas especialistas) se torna uma indústria bilionária.
Sistemas Especialistas com alto custo de manutenção.
Grandes avanços em todas as áreas da inteligência artificial​​, com manifestações significativas na aprendizagem de máquina, planejamento multi-agente, raciocínio com incerteza, mineração de dados, entre outros tópicos.
1997 - Deep Blue (IBM) derrota o campeão mundial de xadrez (Garry Kasparov).
2011 – Watson (IBM) derrota os dois maiores jogadores de Jeopardy (Brad Rutter e Ken Jennings).

Últimas Décadas
Pensamento/Raciocínio
Subdivisões da Inteligência Artificial
Sistemas que pensam Racionalmente
Sistemas que pensam como Humanos
Sistemas que agem como Humanos
Sistemas que agem Racionalmente
Desempenho similar a humanos
Comportamento
Desempenho Ideal
Sistemas que Pensam Racionalmente
A abordagem baseada nas "leis do pensamento"
Aristóteles
Um dos pioneiros a tentar criar e codificar o "pensamento perfeito"

Raciocínio Irrefutável

Campo da Lógica
"Sócrates é um homem, todos homens são mortais, logo, Sócrates é mortal
- Aristóteles
Rogério e Leona são Parentes
Abordagem Simbólica
Representa o conhecimento por sentenças lógicas.
Deduz resultados por raciocínio lógico
Exemplo:
Vx Vy => Irmão(x,y) => Parente (x,y)
Vx Vy Vz Pai(z,x) ^ Pai(z,y) => Irmão(x,y)
______________________________________
Pai (Draven, Rogério)
Pai (Draven, Leona)
Abordagem Simbólica
Necessário:
Identificar o conhecimento fornecido

Representá-lo utilizando linguagem formal

Inserir mecanismo de inferência para usufruir desse conhecimento
Ex: Corretor Ortográfico
Aplicações da IA
Games e simulações
O que é um jogo?
Software

Interação do jogador ou usuário

Realização de objetivos

Regras pré-definidas
(eletrônico)
I.A. por trás dos
J
ogos
Técnicas de IA nos Jogos
Máquinas de Estado Finito
Uma das mais utilizadas
Baixa complexidade
Baseada em regras
Fácil gerenciamento
Determinística
Exemplo:

Doom
Half-Life
I.A por trás do Jogos
As técnicas de IA presente nos jogos ainda são muito simples
Falta de tempo disponibilizado
Necessidade de nova
engine
Movimenta bastante o campo da IA
Presente nos NPCs
Proximidade ao Realismo
Uma breve história
Space Invaders (1978)
Pacman (1980)
Herzog Zwei (1990)
Uma breve história
BattleCruiser 3000 AD (1996)
Half-Life (1998)
Black & White (2001)
Técnicas de IA nos Jogos
Lógica Nebulosa ou Fuzzy

Possibilidade de estimar conceitos vagos
Não-determinística

Utilizada principalmente:
Para seleção de comportamento
Tomada de decisão
A lógica fuzzy foi um grande passo para evolução da IA em geral, pois tornou possível o cálculo de informações imprecisas, assim como o ser humano consegue fazer.

O que é Lógica Fuzzy?
Lógica Fuzzy x Lógica Booleana
Permite valores intermediários
Facilita cálculos de termos vagos
Permite apenas valores 0 ou 1
Lógica clássica
Exemplo:
The Sims
Técnicas de IA nos Jogos
Floking
Simula o comportamento natural de um grupo de indivíduos. (Determinística)

Banstante utilizada para simular ambientes com alto realismo

Muito utilizadas em jogos de primeira pessoa ou de estratégia
Exemplo:
Cardume de peixes
Bando de Pássaros
Total War
Técnicas de IA nos Jogos
Técnicas de IA nos Jogos
Árvores de Decisão
Redes Neurais Artificias (RNA)
0
1
Utilizada em jogos que necessitam de predição ou classificação

Permite IA aprender com o jogador ao longo do jogo (não determinística)

Estrutura fácil de ser compreendida
Exemplo:
Jogos de RPG em Geral
Halo 2
Tem como objetivo aproximar o computador ao jogador

Não determinística

Técnica mais utlizadas no aprendizado em jogos off-line

Técnica bastante complexa e exige muitos parâmetros a serem configurados
Creatures
Black & White
Exemplo:
O futuro nos Games...
Baixo investimento
Prioridade aos Gráficos
Problemas:
"Cientista prevê que jogos serão capazes de descobrir nossas preferências e moldar-se a elas enquanto jogamos"
Possibilidade do futuro:
Sistemas que pensam como humanos
Psicologia Cognitiva
“O excitante e novo esforço para fazer computadores pensarem … máquinas com mentes, no sentido literal e completo.” (Haugeland, 1985)
“[A automação de] atividades que nós associamos com pensamento humano, atividades tais como tomada de decisão, resolução de problemas, aprendizagem...”
(Bellman, 1978)
Como os humanos pensam?
Ciência Cognitiva
Neurociência Cognitiva
É possível criar máquinas que pensem como humanos?
Cérebro X Computador
CPU- 16,8 mil GHz 3,5 GHz
100 milhões de MIPS 298,190 MIPS
HD- 2,5 petabytes 10 terabytes
(2560000000 TB)
Redes Neurais
Redes Neurais Artificiais
Aplicada em Neurocomputadores
Exemplos, Analogias, Exploração e Descoberta
Computadores X Neurocomputadores
Principais Aplicações
Controle de processos industriais;
Análise de jogadores e times;
Reconhecimento da fala;
Piloto automático;
Reprodução da fala;

Principais Problemas
Para problemas complexos: mais difícil treinar a rede;
Problema deve ser administrável e bem definido para que o processo de treinamento funcione.

Sistemas que agem como humanos
Objetivo
Fazer com que o computador se comporte como um ser humano independente do tipo de raciocínio utilizado.
Agir como um humano requer:

- Processamento de linguagem natural
- Representação do conhecimento
- Raciocínio automático
- Auto-aprendizado
Processamento de linguagem








Forma de estabelecer comunicação satisfatória
Representação do conhecimento

Para armazenar toda a informação que foi recebida
Oi
Raciocínio automático

Assim a máquina pode fazer uso das informações guardadas para elaboração de uma resposta
Auto-aprendizado

Para se adaptar a novas circunstâncias
Como provar ?
Teste de Turing
Teste de Turing

Proposto por Alan Turing em 1950, onde um interrogador questiona 2 entidades ocultas, uma delas sendo um humano e a outra um computador. Se o interrogador não conseguir distinguir o computador do humano, a máquina passa no teste provando que tem a capacidade de pensar
Exemplo
Pergunta
: Por favor, escreva-me um soneto sobre Forth Bridge.
Resposta:
Não conte comigo para isso. Nunca conseguiria escrever poesia.
Pergunta:
Some 34957 e 70764.
Resposta:
(Pausa de cerca de trinta segundos à qual se segue a resposta) 105621.
Pergunta:
Joga xadrez?
Resposta:
Sim.
Pergunta:
Tenho o rei em e8 e nenhuma peça. Você tem, apenas o rei em e6 e uma torre em a1. É a sua vez de jogar. Qual é o seu lance?
Resposta:
(Depois de uma pausa de 15 segundos.) Torre para a8. Xeque-mate.
Fonte:http://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/filosofia/11_intelegencia_artificial_d.htm
Fonte:http://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/filosofia/11_intelegencia_artificial_d.htm
Fonte:http://www.bbc.com/news/technology-27762088
Eugene Goostman
Teste total de Turing


- Visão computacional


- Robótica
Sistemas que Agem Racionalmente
Agentes Racionais
Agente = Percepção + Ação
“Um agente racional é aquele que age para alcançar o melhor resultado ou, quando
há incerteza, o melhor resultado esperado”.
Agentes são diferente de meros programas, pois operam sob controle autônomo, percebem seu ambiente, adaptam-se a mudanças e são capazes de assumir metas.
O que é um Agente Racional ?
Não necessariamente involve raciocinio lógico. EX: Reflexo
Suicídio por inteligência artificial
Como programar a moral?
Software
AUTO-EVOLUTIVO
ESTIGMERGIA
HEURISTICA: ATALHOS MENTAIS
O PERIGO DE NÃO RECONHECER O PERIGO
Bibliografia

http://www2.ic.uff.br/~otton/graduacao/informaticaI/apresentacoes/Inteligencia_artificial.pdf
http://www.tecmundo.com.br/intel/1039-o-que-e-inteligencia-artificial-.htm
http://revistaescola.abril.com.br/ciencias/fundamentos/inteligencia-artificial-onde-ela-aplicada-476528.shtml
http://finslab.com/enciclopedia/letra-h/historia-da-inteligencia-artificial.php
http://pt.wikipedia.org/wiki/Perceptron
http://www.din.uem.br/ia/maquinas/turing.htm
http://pt.slideshare.net/rogerritter/tcnicas-de-inteligncia-artificial-em-jogos-eletrnicos-23242028
http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI322330-17770,00-GAME+DO+FUTURO+SENTIRA+JOGADOR+DIZ+PESQUISADOR.html
http://edirlei.3dgb.com.br/aulas/ia_2014_2/IA_Aula_00_Apresentacao_2014.pdf
http://www.tecmundo.com.br/ciencia/16846-cerebro-humano-x-pc-como-eles-se-comparam-.htm
http://www.ime.usp.br/~slago/IA-introducao.pdf (Introdução à Inteligência Artificial - Prof. Dr. Silvio do Lago Pereira)
Redes Neurais ARTIFICIAIS -Escrito por Emerson Alecrim - Publicado em 09_05_2004 - Publicado em 09_05_2004
http://www.citi.pt/educacao_final/trab_final_inteligencia_artificial/ciencias_cognitivas.html
https://www.humanbrainproject.eu
http://olhardigital.uol.com.br/noticia/ibm-testa-inteligencia-artificial-que-simula-o-cerebro/47873
http://info.abril.com.br/noticias/tecnologia-pessoal/ibm-cria-maior-hd-do-mundo-com-120-petabytes-30082011-6.shl
http://www.dct.ufms.br/~mzanusso/mestrado/O_que_eh_IA.htm
http://www.lac.inpe.br/~demisio/download/cap354/ct1.pdf
http://www.ime.usp.br/~slago/IA-introducao.pdf
http://www.din.uem.br/ia/maquinas/turing.htm
http://www.scottaaronson.com/blog/?p=1858
http://oglobo.globo.com/sociedade/tecnologia/computador-supostamente-o-primeiro-passar-no-teste-de-turing-12772931
http://gizmodo.uol.com.br/computador-passou-no-teste-de-turing-primeira-vez/
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