IA: Introdução. Prof. Msc Ricardo Britto DIE-UFPI

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1 IA: Introdução Prof. Msc Ricardo Britto DIE-UFPI

2 Sumário O que é Inteligência Artificial? IA forte e IA fraca Métodos fortes e Métodos fracos De Aristóteles a Babbage Alan Turing e os anos1950 A Sala Chinesa Dos anos 1960 até os1990 Dias Atuais Outras Ciências envolvidas com IA Linguagens de programação utilizadas em IA

3 O que é Inteligência Artificial? Esta questão tem intrigado filósofos, psicólogos e biólogos por séculos. Não existe uma definição padrão aceita por toda a comunidade. Uma definição simples: IA é o estudo de sistemas que agem de forma inteligente para alguém que esteja observando suas ações.

4 O que é Inteligência Aritficial? Na realidade, técnicas de IA são frequentemente utilizadas para se resolver problemas complexos para técnicas convencionais. Isto leva a uma outra definição válida de IA: IA involve usar métodos baseados em comportamento inteligente de humanos e outros animais para resolver problemas complexos

5 IA Forte e IA Fraca IA Forte: Computadores suficientemente poderosos e bem programados que agem de forma inteligente e pensam da mesma forma como os humanos. IA Fraca: Métodos baseados em comportamento inteligente que permitem à computadores resolverem mais eficientemente problemas complexos.

6 IA Forte

7 IA Fraca

8 Métodos Fortes e Fracos Métodos fortes usam conhecimento sobre o mundo para resolver problemas. Métodos fracos usam lógica e/ou outros sistemas simbólicos para resolver problemas. Métodos fortes dependem de métodos fracos para funciona: Conhecimento sem um método para manipulá-lo se torna inútil.

9 Aristóteles Os estudos de lógica de Aristóteles foram vitais para IA. Seu trabalho foi expandido por Peter Abelard, Gottfried Leibniz e George Boole.

10 Babbage Charles Babbage foi o inventor do primeiro computador, a máquina analítica, no século XIX.

11 Alan Turing Alan Turing é frequentemente visto como o pai da IA. Desenvolveu o Teste de Turing, que foi inventado para determinar se um sistema computacional era inteligente ou não.

12 Teste de Turing

13 Teste de Turing Para ser aprovado no teste de Turing o computador precisaria ter as seguintes capacidades: Processamento de linguagem natural; Representação de conhecimento; Raciocínio automático; Aprendizado de máquina.

14 A Sala Chinesa Experimento idealizado por John Searle contra os argumentos dos defensores da IA forte. Um não falante de Mandarim está dentro de uma sala com um conjuntos de cartões onde estão escritos ideogramas chineses, além de um conjunto de instruções em inglês. Uma história em chinês juntamente com um conjunto de perguntas é passada para dentro da sala. Utilizando as instruções em inglês e os cartões com ideogramas, a pessoal consegue produzir respostas A sala aparenta entender chinês, porém o humano dentro dela não.

15 A Sala Chinesa

16 Anos1950 Por volta desta época, sistemas eram desenvolvidos para jogar, xadrez, dama e compreender a fala humana. O termo Inteligência Artificial foi cunhado em 1956 por John McCarthy. Grande esforço empregado na tradução automática por computador. GPS (General Problem Solver), desenvolvido por Newell e Simon.

17 Dos anos 1960 até os1990 Durante esta época, o otimismo dos anos 1950 foi substitutido pelo realismo. IA foi reformulada para utilizar algoritmos, heurísticas e metodologias baseadas nos modos pelos quais os humanos resolvem problemas: Analogia desenvolvido por Thomas Evans. Arquitetura Copycat desenvolvida por Melanie Mitchell.

18 Aplicações da IA Nos negócios: os computadores sugeririam estratégias financeiras e dariam conselhos de marketing. Além disso, poderiam direcionar os problemas para pessoas certas. Na engenharia: ajudariam na criação e desenvolvimento de projetos e de novos produtos. Na indústria: executariam os trabalhos perigosos e maçantes.

19 Aplicações da IA Nas fazendas: controlaria o desmatamento Na mineração: trabalhariam em lugares perigosos para as pessoas Nos hospitais: auxiliariam com diagnósticos, monitoramento das condições dos pacientes, gerenciamento de tratamentos, etc.

20 Dias Atuais A IA está cada vez mais forte como área de pesquisa. Áreas de particular importância no momento: Aprendizado de máquina; Sistemas multiagentes; Vida Artificial; Visão computacional; Planejamento; Jogos.

21 Dias Atuais Planejamento autônomo e escalonamento: Programa Remote Agent da NASA que gera planos de metas de alto nível e monitora as operações da nave espacial.

22 Dias Atuais Jogos: O Deep Blue da IBM se tornou o primeiro programa a derrotar o campeão Kasparov

23 Dias Atuais Controle autônomo: O ALVINN é um sistema para dirigir automóvel. Em um teste ele dirigiu km (98%) do tempo.

24 Outras Ciências Envolvidas com IA Filosofia Linguística Psicologia Matemática Física Controle Biologia

25 Linguagens de Programação Utilizadas em IA Linguagens de propósito geral são utilizadas frequentemente em IA, tais como C++ e Java. Existem algumas linguagens de domínio específico que são bastante utilizadas em IA, tais como PROLOG e LISP.

26 PROLOG PROLOG (PROgramming in LOGic): Linguagem desenvolvida para se construir bases de dados de fatos e regras, e a partir desta base responder a questões por meio de dedução lógica. Fatos: tasty (cheese). made_from (cheese, milk). Regras: contains (X, Y) :- made_from (X, Z), contains (Z, Y). PROLOG não é tão eficiente quanto linguagens como C++, porém é a linguagem mais natural para construção de sistemas baseados em lógica.

27 LISP LISP (LISt Programming): Uma linguagem baseada em listas. Uma lista em LISP contém parênteses, como: (A B C) Listas representam dados e também podem representar programas, o que permite a criação de programas que se auto-modificam.

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