Tecnologias para Sistemas Inteligentes Proposta de Trabalhos Especiais

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1 Tecnologias para Sistemas Inteligentes Proposta de Trabalhos Especiais 2016/2017 Proponentes Ana Almeida Filipe Santos Pode uma (planta de uma) casa evoluir a partir de um amontoado de áreas retangulares? Este projeto pretende explorar uma ideia particular surgida dentro de um grupo de investigação no ISCTE-IUL, que agrega também arquitetos, sendo um destes polaco. O trabalho consiste em desenhar e programar um Algoritmo Evolutivo Criativo que deverá devolver uma planta de uma casa, partindo da especificação, pelo arquiteto, da topologia (número de quartos, salas, etc.) e inter relações entre estas divisões. O Algoritmo vai criar uma primeira representação (um amontoado de divisões) e deverá evoluir a casa, arrumando as divisões segundo as regras do arquiteto, até produzir uma casa habitável. Frequência com sucesso de IP e POO, bem como vontade de integrar uma equipa dinâmica e bem disposta. Especificação e avaliação de restrições em Designs gerados automaticamente Especificação, em lógica, de conjuntos de restrições que um Design deve satisfazer. Implementação, em Prolog, dos predicados que servem para verificar se as restrições são satisfeitas por um Design. Metodologia: Começando por aprender o modelo de representação utilizado no Sistema de Geração de Design, o aluno irá de seguida, procurar, em conjunto com o orientador, especificar exemplos de design e identificar os predicados relevantes para expressar o conjunto de restrições que cada design deve satisfazer. Os predicados identificados são depois implementados em Prolog com base no modelo de representação de formas adotado. Gramáticas Livres de Contexto e Prolog 1

2 João Carlos Silva João Carlos Silva José Luís Silva 5 Sistemas cooperativos de telecomunicações, que têm de gerir os seus clientes, mudando-os para redes concorrentes e cooperativas sempre que o seu sistema tiver sobrecarregado. O trabalho consiste em usar e testar redes neuronais com classificações de padrões que para prever alterações na carga da rede de modo a possibilitar a sua melhor gestão. Programação, preferência matlab Usar o algoritmo de Dijkstra para determinar o melhor percurso possível entre dois pontos, em tempo real. O algoritmo deve usar informação do GPS e horários e posição (em cada instante) dos autocarros e dos metros. Programação, preferência matlab As PAUI (Physiologically Attentive User Interface) são interfaces que se ajustam, em função da monitorização efetuada ao utilizador, de forma a maximizar o seu desempenho. Nesse contexto a avaliação do estado do utilizador (e.g. atenção, carga de trabalho, humor, etc.) e do contexto são aspetos importantes a considerar. Pretende-se que seja desenvolvida uma solução de IA que, com base nos estados do utilizador (e.g. emocional, físico, mental, etc. ) e no contexto (e.g. situação, atividade, objetivos) seja capaz de otimizar a User Interface. Bons conhecimentos de programação 2

3 Luís Botelho Geração automática de histórias. e são duas histórias geradas automaticamente por um sistema de criatividade computacional. Apresento seguidamente três propostas de trabalho, todas integradas no meu projeto de investigação em torno da geração automática de histórias. Programação em Prolog; Regras de Produção PROPOSTA 1: Um programa feito pelo aluno Nuno Mendonça de IGE identifica alguns aspetos da personalidade de potenciais personagens de uma história. Neste trabalho pretende-se incluir a descrição da personalidade dos personagens nas histórias geradas automaticamente. Ou seja, pretende usarse, nas histórias, os resultados produzidos pelo programa do Nuno Mendonça. Será necessário uma fase inicial de familiarização do sistema de geração de histórias e produzir algumas adaptações para aumentar a sua flexibilidade. PROPOSTA 2: Este trabalho tem dois objetivos relacionados. O primeiro consiste em identificar novos aspetos da personalidade que se possam usar nas histórias e imaginar situações em que esses aspetos da personalidade sejam relevantes. O segundo consiste em fazer programas capazes de identificar esses aspetos da personalidade nos personagens das histórias. 8 PROPOSTA 3: Pretende-se usar uma memória associativa, chamada Salt & Pepper, para aumentar a criatividade do sistema. É necessário trabalhar na implementação dessa memória (parcialmente implementada) e na sua utilização para gerar as histórias com mais criatividade. 3

4 Paulo Nunes Terá contribuição, em termos de IA, de um docente da área de IA 13 Adaptação de algoritmo de aprendizagem por reforço hirárquica (Hierarchical Reinforcement Learning) para plataforma de Reinforcement Learning open source (BURLAP, Deverá implementar em Java um algoritmo recente de HRL para ficar disponível para os utilizadores da plataforma. Colaboração na linha de investigação Cooperative Active Perception (em paralelo com o Mestrado do Pedro Romano) usando o simulador JBotEvolver para evoluir enxames de agentes (programas) que simulam pequenos robôs físicos e que exibam o seguinte comportamento: Manutenção de formações (posições relativas entre os agentes) específicas em ambientes com interferências (passagem de outros objetos pelo meio da formação que os obrigam a desviar ou interferência do meio ambiente, e.g. vento, maré que os desvia da sua posição na formação). Poderá ter de programar em Java (para ter um ambiente ou agente especial), mas a maior parte do trabalho será de adaptação ao simulador configuração de experiências, tirar conclusões dos resultados, replanear e voltar a tentar. O trabalho será particularmente interessante para quem se interessar pela área dado que pode continuar na u.c. AA (Aprendizagem Automática) e na tese de mestrado. Colaboração na linha de investigação Cooperative Active Perception (em paralelo com o Mestrado do Pedro Romano) usando o simulador JBotEvolver para evoluir enxames de agentes (programas) que simulam pequenos robôs físicos e que exibam o seguinte comportamento: Cerco de uma presa. Os agentes assinalam a presença de uma presa e são recompensados se, como grupo, adotarem o comportamento de a cercarem a uma distância "segura". Poderá ter de programar em Java (para ter um ambiente ou agente especial), mas a maior parte do trabalho será de adaptação ao simulador configuração de experiências, tirar conclusões dos resultados, replanear e voltar a tentar. O trabalho será particularmente interessante para quem se interessar pela área dado que pode continuar na u.c. AA (Aprendizagem Automática) e na tese de mestrado. Implementação em open-source para biblioteca do Weka do algoritmo de clustering de sequências descrito em [Vicente & Nunes 2010] Apresentação de imagens grandes demais para o dispositivo disponível, através da criação de vídeos que mostram essas imagens. A sequência de subimagens no vídeo e a duração da apresentação de cada uma depende da sua importância e da possibilidade de transição de uma imagem para outra. Pretendem estudar-se algoritmos de IA para a sequenciação das imagens do vídeo. Programação 4

5 Rúben Pereira Sancho Oliveira 17 Implementação de um assistente virtual (bot, i.e., um programa) com quem o utilizador possa interagir em linguagem natural (texto). O bot deve conseguir interpretar as questões colocadas e fornecer uma resposta em linguagem natural ou uma listagem de resultados aproximados (por exemplo, um conjunto de artigos ou resultados de uma wiki). Deverá implementar em Java com recurso ao toolkit Stanford CoreNLP ( Programação em Java + Stanford CoreNLP Evolução aberta em sistemas de vida artificial Em sistemas de vida artificial, a evolução é usualmente aberta. Na evolução aberta o processo evolutivo corre indefinidamente e por essa razão não é usada uma função de avaliação. A seleção é feita a com base na capacidade de sobrevivência e reprodução dos indivíduos. Apresento três propostas de trabalho em que se usarão algoritmos genéticos para obter conhecimento sobre três problemas diferentes. Conhecimentos sólidos de programação, aprovação em POO e PCD PROPOSTA 1: Estudar a influência no processo evolutivo das grandes e repentinas alterações nas condições ambientais (por exemplo grandes catástrofes) PROPOSTA 2: Estudar os efeitos no processo evolutivo de se usar um ambiente dinâmico ou um ambiente estático (por exemplo as estações do ano) PROPOSTA 3: Estudar a coevolução cooperativa e competitiva em ambientes de evolução aberta. Que mecanismos favorecem o aparecimento de diferentes espécies? 5