Introdução à Inteligência Artificial

Prof. Cláudio M. N. A. Pereira

Sumário

1. O que é inteligência artificial (IA).2. Técnicas e ferramentas básicas de IA3. Algumas aplicações da IA4. Conclusões

O que é IA?

O que é Inteligência Artificial?

O que é IA?

Uma definição clássica:

“Inteligência Artificial é o estudo de como fazer os computadores realizarem tarefas em que, no momento, as pessoas são melhores.”

Elaine Rich, 1988

O que é IA?

Calcule o valor de X.

A = 2.3456 E-2B = 0.87654X= Exp(-A* (23.58 + 48.9 + 10001)/B)

8,5091E-118Resposta:

O que é IA?

Calcule o valor de X.

A = 2.3456 E-2B = 0.87654X= Exp(-A* (23.58 + 48.9 + 10001)/B)

Processamento de cálculos rápida e automaticamente

“NÃO É” INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

O que é IA?

Memorize os valores:

12.34 543.7889 200.0001 3E-5 444 12233 1 90 98.1212 34.555

O que é IA?

Agora escreva-os de na ordem inversa.

O que é IA?

Resposta:

34.555 98.1212 90 1 12233 444 3E-5 200.0001 543.7889 12.34

O que é IA?

Memorize os valores:

12.34 543.7889 200.0001 3E-5 444 12233 1 90 98.1212 34.555

Armazenamento de dados e busca rápida à memória

“NÃO É” INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

O que é IA?

- Capacidade/velocidade de processamento- Métodos numéricos- Capacidade de armazenamento- Buscas diretas em bases de dados

“NÃO SÃO” INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

O que é IA?

5 7 4

8 2

3 6 1

1 2 3

8 4

7 6 5

Sequência de movimentos

Estado Inicial Estado Final

Considere o Jogo das 8 peças, onde a partir de uma dada configuração (ou estado) inicial, deseja-se atingir uma configuração final, movimentando-se as peças de um tabuleiro, conforme exemplo abaixo.

Qual o algoritmo para resolvê-lo?

O que é IA?

- Descobrir automaticamente a solução de problemas.

“É” INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

O que é IA?

Observe as seguintes figuras:

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

O que é IA?

Qual o tipo desta figura?

O que é IA?

São diferentes, mas nós percebemos características de similaridade

Tipo 3

O que é IA?

- Reconhecimento de padrões- Percepção de similaridades

“SÃO” INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

O que é IA?

X Y Z

0 0 00 2 20 4 42 0 22 2 42 4 64 0 44 2 64 4 8

Observe a tabela:

Qual o valor de Z para x=2 e Y=3?

O que é IA?

Generalização se soluções a partir de um conjunto finito de informações conhecidas

“É” INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

O que é IA?

Como você calcula a pressão que deve fazer no freio do carro para parar?

O que é IA?

Apenas com informações do tipo: muito lento, lento, rápido, muito rápido, muito perto, perto, longe, etc

O que é IA?

Como você escolhe a roupa que vai sair de casa para o trabalho?

O que é IA?

Por exemplo, analisando o clima: frio, quente, sol, chuva, nublado, etc

O que é IA?

Lidar com informações qualitativas

“É” INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

O que é IA?

Pode-se dizer que Inteligência Artificial é a área da Ciência da Computação que estuda formas de emular, através de algoritmos e técnicas apropriadas, características inerentes ao ser humano, dotando a máquina da capacidade de aprendizado, generalização, percepção, raciocínio, tratamento de informações qualitativas entre outras.

Técnicas de IA

Dentre as principais técnicas utilizadas em IA pode-se destacar:

- Sistemas Baseados em Conhecimento;- Redes Neurais [Artificiais];- Computação Evolucionária;- Lógica Nebulosa (Fuzzy Logic);- Sistemas híbridos;

Técnicas de IA

Sistemas Baseados em ConhecimentoBaseados em conhecimento (geralmente em forma de regras) adquirido de um especialista. O conhecimento de um especialista é armazenado de forma estruturada e o sistema é capaz de utilizá-lo na solução de problemas dentro de um determinado domínio específico.

Aplicações: diagnósticos, jogos, etc

Técnicas de IA

Redes NeuraisAtravés da simulação (simplificada) do cérebro humano, obtém-se um modelo capaz de aprender a partir de experiência. Uma RN pode aprender relações de Entrada x Saída ou descobrir grupamentos.

Aplicações: reconhecimento de padrões (ex.: imagens, voz, sinais em geral), identificação de comportamentos e tendências (ex.: simulações de plantas industiais, previsão de tendências)

Técnicas de IA

Computação EvolucionáriaAtravés da simulação (simplificada) dos processos de evolução das espécies e seleção natural, obtém-se um modelo capaz de se adaptar, na busca de soluções ótimas para problemas de otimização.

Aplicações: otimização, descoberta de conhecimento em bases de dados, descoberta de regras especializadas, etc

Técnicas de IA

Lógica NebulosaÉ uma lógica utilizada para lidar com situações onde a informação é qualitativa.

Aplicações: reconhecimento de padrões, identificação de comportamentos, controle, etc

Técnicas de IA

Sistemas Híbridos- Neural-Fuzzy Systems, Fuzzy-Neural Systems;- Genetic-Fuzzy Systems, Fuzzy-Genetic Systems;- Neural-Genetic Systems- etc

Aplicações de IA

Aplicações de IA

Jogos

Comp. Evol.Sist. Espec.

Aplicações de IA

Reconhecimento de Voz

Identificaçãodo comandofalado

Rede NeuralLógica Fuzzy

Aplicações de IA

Reconhecimento de Impressões Digitais

Rede NeuralLógica Fuzzy

Digitasl do José das Coves

Aplicações de IA

Identificação de Placas de Veículos

Rede NeuralLógica Fuzzy

ABC-1234

Aplicações de IA

Diagnósticos Médicos

Diagnóstico

Rede NeuralLógica Fuzzy

Aplicações de IA

Robótica:

Imagem

Som

Informação sobre o ambiente

Ação

Aprendizado, Adaptação, Reconhecimento de Voz,Reconhecimento de Imagens,Processamento de Linguagem Natural

Aplicações de IA

Controle: Veículos, Robôs, Plantas Industriais

Comp. Evol.Lógica Fuzzy

Aplicações de IA

Bolsa de Valores: Previsão de Tendências

Rede NeuralLógica Fuzzy

Histórico dosIndicadores

Previsão deTendências

Aplicações de IA

Projetos: Eletrônicos, Mecânicos, Nucleares

Computação Evololucionária

Aplicações de IA

Identificação de Operação Anormal

VN V2

t

V1

...

Identificação da Falha/Defeito

Rede NeuralLógica Fuzzy

Sist.Especialistas

Aplicações de IAPlanejamento e Logística: Alocação de Professores

CláudioDisponib.Disciplinas...

AntônioDisponib.Disciplinas...

LP-1Período,Carga.

AlgoritmosPeríodo, Carga.

Computação Evololucionária Grade Horária

Conclusões

A IA, e sua aceitação/utilização faz lembrar o que era o computador há alguns anos atrás: “facilita, mas eu posso viver sem”

Provavelmente, em pouco tempo, será como o computador hoje: “imprescindível”