ASSUNTO DA APOSTILA: APLICAÇÕES EMPRESARIAIS TECNOLOGIAS DE INTELEGÊNCIA ARTIFICIAL NOS NEGÓCIOS

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1 AULA 08 ASSUNTO DA APOSTILA: APLICAÇÕES EMPRESARIAIS TECNOLOGIAS DE INTELEGÊNCIA ARTIFICIAL NOS NEGÓCIOS JAMES A. O BRIEN MÓDULO 01 Páginas 297 à 305 1

2 AULA 08 INTELIGÊNCIA ARTIFICAL IA 2

3 Tecnologia de Inteligência Artificial nos Negócios Visa apresentar os conceitos e fundamentos sobre as redes neurais, lógica difusa, algoritmos genéticos, realidade virtual e agentes inteligentes e como tirar proveitos destes componentes, visando à melhoria das operações organizacionais. Depois de alguns tempo estacionado em apenas possíveis idéias de deixar uma máquina inteligente, IA está retornandoaocenário datecnologia atual. Seu retorno vem possibilitar uma nova abertura de aplicações que forjam novas conexões entre pessoas, computador, conhecimento e o mundo físico. Hoje atuam nas áreas de distribuição e recuperação de informações, Database Mining, projeto de produtos, administração de recursos complexos e demais outras aplicações que visam auxiliar o ser humano no desenvolvimento e no conhecimento de novos produtos que visam qualidade em TI. 3

4 IA Uma Visão Geral Mas como podemos compreender o significa IA? É como um campo da ciência e da tecnologia baseado em disciplinas como: Informática; Biologia; Psicologia; Linguística; Matemática; Engenharia. Qual é o seu objetivo? Desenvolver computadores que consigam pensar, ver, ouvir, andar, falar esentir. 4

5 IA Uma Visão Geral Qual é o seu principal aspecto? É o desenvolvimento de funções computacionais normalmente associadas a inteligência humana, como: Aprender e compreender através de erros e acertos; Solucionar problemas, utilizando a razão; Raciocinar e Pensar; Aplicar e adquirir conhecimentos sozinho; Criar e imaginar; Lidar com situações complexas; Manipular informações; Outros assuntos relacionados a tomada de decisões, normalmente só feitos por seres humanos. 5

6 Domínios de IA A Inteligência Artificial possui o domínio do agrupamento de três grandes áreas, para as aplicações: 1. Ciência Cognitiva É baseada em pesquisa biológica, neurologia, psicologia, matemática e disciplinas afim. Se concentra em pesquisar como o cérebro humano funciona e como os seres humanos pensam e aprendem, sendo usado em: Sistemas Especialistas; Sistemas de Aprendizagem; Lógica Difusa; Algoritmos Genéticos; Redes Neurais e Agentes Inteligentes. 6

7 Domínios de IA 2. Robótica Possui como disciplinas básicas a engenharia e fisiologia. Essa tecnologia produz máquinas robôs com faculdades físicas semelhantes às humanas, inteligência de computador e controle por computador, como: Percepção Visual; Tato; Destreza; Locomoção; Condução. 7

8 Domínios de IA 3. Interfaces Naturais Principal área de aplicações IA, sendo essencial ao uso natural de computadores por seres humanos. Essa tecnologia propõem sermos capazes de conversar com o computador e robôs na linguagem humana, hoje só possível através da linguagem de máquina, binários, como: Linguagens Naturais; Reconhecimento de voz; Interfaces Multissensoriais; Realidade Virtual. 8

9 Domínios de IA Também podemos definir alguns dos mais recentes avanços nas aplicações de IA: Apoio à Decisão; Recuperação de Informações; Realidade Virtual; Robótica, mais como é conhecida. 9

10 AULA 08 REDES NEURAIS 10

11 Redes Neurais As Redes Neurais são sistemas computacionais modelados segundo a rede em forma de malha no cérebro como elementos de processamento interconectados chamados de neurônios. Comparadas ao cérebro humano, com mais de 100 bilhões de neurônios, em termos de quantidade de neurônios, as redes neuronais são muito simples. Entretanto, como o cérebro humano, os processadores interconectados em uma rede neural operam em paralelo, interagindo dinamicamente entre si e possibilitando que a rede aprenda a partir de dados que ela mesma processa. Por exemplo: Podemos treinar uma rede neuronal para aprender que características de crédito resultam em bons ou maus empréstimos. 11

12 AULA 08 SISTEMA DE LÓGICA DIFUSA 12

13 Sistemas de Lógica Difusa Lógica Difusa é um método de raciocínio que pode ser comparado ao raciocínio humano, pois permite: Estabelecer valores; Fazer inferências aproximados (lógica difusa); Dados incompletos ou ambíguos (dados difusos), em vez de recorrer apenas a dados claros. Por exemplo: Os dados das escolhas binárias (sim/não). Isso possibilita fazer cálculos e aproximações muito rápidos, capazes de superar a habilidade humana nestes aspectos. 13

14 Sistemas de Lógica Difusa Algumas regras que são utilizadas pela Lógica Difusa: Oriscodeverseraceitável. Se a relação débito/patrimônio é muito alta, então o risco é positivamente aumentado. Se a renda está crescendo, então o risco é um tanto reduzido. Se as reservas de caixa são de baixas a muito baixas, então oriscoé muito aumentado. Se a relação lucro/patrimônio é boa, então o risco é geralmente reduzido. 14

15 AULA 08 ALGORITMOS GENÉTICOS (GA) 15

16 Algoritmos Genéticos (GA) Os algoritmos genéticos são em especial úteis em situações que precisaremos de milhares de soluções possíveis e que precisarão ser avaliadas para a escolha de uma solução que melhor se enquadrar. Também representam uma das aplicações da Inteligência Artificial (IA) em crescente uso no desenvolvimento de softwares para equipamentos robóticos e modelos de uma multiplicidade de processos científicos, técnico e empresariais. O software desenvolvido com base em algoritmo genético utiliza um conjunto de regras de processos matemáticos, que especificam como as combinações de componentes ou etapas de processos devem ser formadas. Uma definição para GA segundo John Holland (1970's),seria: Algoritmos Genéticos são modelos computacionais que imitam os mecanismos da "evolução natural" para resolver problemas de otimização. 16

17 Algoritmos Genéticos (GA) Os algoritmos genéticos inicialmente foram utilizados para simular milhões de anos na evolução biológica, geológica e de ecossistemas. O software de GA utiliza conjuntos de regras de processo matemático (algoritmos) que especificam como as combinações de componentes ou etapas de processo devem ser formadas. Em geral esses processos (mutações) envolvem experimentar combinações aleatórias desses processos, combinar partes de diversos processos eficazes, cruzando informações genéticas, e selecionar os conjuntos eficazes desses processos, descartando conjuntos deficientes da seleção, a fim de gerar soluções cada vez melhores. 17

18 Algoritmos Genéticos (GA) Definição de GENÉTICA: Estuda as leis básicas da hereditariedade; Informações biológicas escritas no DNA Composto orgânico cujas moléculas contêm as instruções genéticas que coordenam o desenvolvimento e funcionamento de todos os seres vivos e alguns vírus; Cromossomos Longa sequência de DNA, formado por vários Genes; Gene Em genética clássica é a unidade fundamental da hereditariedade; A Evolução atua sobre os Cromossomos. 18

19 Algoritmos Genéticos (GA) COMPONENTES DE ALGORITMO GENÉTICO: Um PROBLEMA para ser resolvido pelo algoritmo; Um método para codificar soluções do problema através de CROMOSSOMOS; Uma FUNÇÃO DE AVALIAÇÃO que mede quão bem, cada solução é capaz de resolver o problema; Um método para criar a POPULAÇÃO INICIAL de cromossomos; Um conjunto de PARÂMETROS para o algoritmo genético; Um conjunto de OPERADORES que atuam no processo de reprodução 19

20 AULA 08

21 AULA 08 REALIDADE VIRTUAL (RV) 21

22 Aplicações de Realidade Virtual RV Realidade Virtual (RV) é outra área da IA que se encontra em rápida expansão e uso. As aplicações de RV são voltadas para simular a realidade em ambientes computacionais e desenvolver interfaces homem máquina. A RV utiliza dispositivos multissensoriais com instrumentos de entrada esaída(e/s), capazes de acompanhar e monitorar os movimentos humanos, de forma que os mesmos possam ser imitados ou simulados pelas máquinas, permitindo que haja interação com objetos, entidades e ambientes simulados por computador, como se realmente existissem. 22

23 Aplicações de Realidade Virtual RV As aplicações atuais da Realidade Virtual (RV) sãomuitosamplase incluem: Projeto auxiliado por computador através do CAD; Diagnósticos e tratamento médico; Experimentos científicos em diversas ciências físicas e biológicas; Simulação de vôo para treinamento de pilotos e astronautas; Simulação de velocidade em pista para pilotos da F1 e outros; Simulador 3D e holográficos para demonstração de produtos; Treinamento de funcionários; Entretenimento, como videogames em 3D. 23

24 Aplicações de Realidade Virtual RV A RV se torna de forma telepresente quando usuários precisam estar em qualquer lugar do mundo utilizando sistemas para trabalharem de forma individual ou em grupos de trabalho em um local distante. Como exemplo podemos citar: Cirurgia Virtual ou holográfica O cirurgião e o paciente em geral estão em dois pontos distantes do planeta; Usoremotodeequipamentosemambientesderiscos Como usinas químicas ou reatores nucleares. 24

25 AULA 08 AGENTES INTELIGENTES 25

26 Agentes Inteligentes Um Agente Inteligente seria um software substituto para um usuário final ou um processo que preenche uma necessidade ou atividades declaradas. O AG em geral utiliza sua base inicial de conhecimento embutida e aprendida sobre uma pessoa ou processo para tomar decisões e executar tarefas de um modo que realize as intenções do usuário. Um AG também pode receber uma representação ou personalidade gráfica, como: De Einstein para aconselhamentos em ciências; De Sherlock Holmes para um agente de procura de informações, etc. 26

27 Agentes Inteligentes Tipos de Agentes Inteligentes: Agentes de Interface com o Usuário: o Interfaces Tutoriais Contém ajuda sobre o sistema em uso; o Agentes de Apresentação Auxiliam com base nas preferencias do usuário sobre diversas informações sobre o equipamento computacional; o Agentes de Navegação em Rede Descobrem caminhos e maneiras de comunicação com usuário na rede; o Agentes de Desempenho de Papéis Realizam jogos de suposição e desempenham outros papéis de auxilio. 27

28 Agentes Inteligentes Agentes de Gerenciamento de Informações: o Agentes de Procura Ajudam a encontrar arquivos e banco de dados; o Corretores de Informação Fornecem serviços comerciais para descobrir e desenvolver recursos de informações que se ajustem às necessidades das empresas ou pessoais do usuário; o Filtros de Informação Recebem, encontram, filtram, descartam, salvam, transmitem e notificam os usuários sobre produtos recebidos ou desejados. 28

29 Agentes Inteligentes Como exemplo de um agente inteligente, temos os assistentes (wizards) encontrados no Microsoft Office ou em outros conjuntos de softwares, como da Oracle ou Autodesk. Seu uso vem crescendo rapidamente como uma forma de simplificar: A utilização de softwares; Consultar websites na Web e intranets; Ajudar clientes a fazer cotações de compras entre os muitos sites de e commerce. Em futuro próximo estaremos utilizando AGs para executar tarefas computacionais e os usuários passaram a gerenciar o desempenho dos AGs enquanto executam as tarefas. 29

30 Sistemas Especialistas É uma das aplicações mais práticas e indispensáveis de IA nas empresas é o desenvolvimento de sistemas especialistas e de informação baseados no conhecimento. Uma definição paraumsistema Especialista (SE) seria: É um sistema de informação baseado no conhecimento que utiliza seu conhecimento sobre uma área de aplicação específica e complexa para atuar como um consultor especializado para usuários finais. Em geral os SE fornecem respostas a questões de uma área problema específica, devendo ser capazes de explicar a um usuário o seu processo de raciocínio e conclusões, fornecem apoio à decisão na forma de conselho, como um consultor especialista em uma área específica de problemas. 30

31 Sistemas Especialistas Os componentes deumse incluem: Base de Conhecimento,contém: o Fatos sobre uma área temática especifica. Por exemplo: João é um analista. o Heurística (princípios uteis) que expressa os procedimentos de raciocínio de um agente em relação ao assunto. Por exemplo: SE João é um analista, ENTÃO, ele precisa de uma estação de trabalho ; Recursos de Software, contém um utilitário de inferência e outros programas para refinar o conhecimento e se comunicar. 31

32 Sistemas Especialistas Existem quatro maneiras de representar o conhecimento na base de conhecimento de um sistema especialista: Raciocínio Baseado em Casos, como exemplos de desempenho, ocorrências e experiências do passado. Conhecimento Baseado em Quadros, é o acumulo de conhecimento sobre uma entidade que descreve seus atributos. Conhecimento Baseado em Objetos, elemento de dados que inclui dados como método ou processo que operam sobre esses dados. Conhecimento Baseado em Regras, são declarações que normalmente assumem a forma de uma premissa e um conclusão do tipo:se (condição), Então (conclusão). 32

33 AULA 08 Sistemas Especialistas Os SE podem ser aplicados em: Gerenciamento de Declarações; Diagnósticos de Problemas de Operação; Projetos/Configuração; Seleção/Classificação; Monitoração/Controle de Processo. A maneira mais simples e fácil de desenvolver um SE é se utilizar de uma Shell de Sistemas Especialista como ferramenta de desenvolvimento. Sendo que uma Shell de Sistemas Especialista seria um pacote de softwares que consiste em um SE sem um núcleo, o que seria sua base de conhecimento. Como exemplo temos as APPs. 33

34 AULA 08 AULAS DE APOIO Este arquivo está disponibilizado para estudos e consultas no formato PDF. Alguns estarão disponíveis para impressão, outros, somente para leitura. ou 34