Inteligência artificial por Marina Fouto
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Inteligência Artificial
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Meet David!
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● Ciência recente
● Nomeada por John McCarthy em 1956 - Summer Seminar
● Grande quantidade de problemas em aberto
Sobre a criação
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● Aprendizado● Percepção● Arte● Jogos● Demonstração de teoremas matemáticos● Finanças● Medicina● Web
Abrangência
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Para o David...
● Teste de Turing
○ Processamento de linguagem natural○ Representação de conhecimento○ Raciocínio automatizado○ Aprendizado de máquina
● Teste de Turing Total
○ Visão computacional○ Robótica
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Solução de problemas
● Criação de agentes capazes de planejar para resolver problemas
● A complexidade de um problema depende da quantidade de estados que o envolve
● Qual é a melhor escolha agora?
● Para onde eu vou depois?
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Solução de problemas
Qual é a complexidade do problema apresentado na foto?
Visibilidade parcial
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Solução de problemas
● Primeiro caso:○ O agente sabe o que precisa fazer○ Pensa e planeja o próximo passo○ Age de acordo com a melhor solução encontrada,
ignorando as outras
● Segundo caso:○ O agente não tem noção do caminho completo
(visibilidade comprometida)○ Fica impossibilitado de encontrar a maneira ótima
para chegar ao seu destino (não conhece as ações possíveis para aplicar ao ambiente)
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Solução de problemas
● Funciona quando:
○ O domínio do problema pode ser completamente observável (é possível saber onde o agente começa)
○ O domínio do problema deve ser conhecido (ações possíveis)
○ O domínio do problema deve ser discreto (um número finito de ações para escolher)
○ O domínio do problema deve ser determinístico (é possível saber o resultado de uma ação)
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Aprendizado de Máquina
● Encontrar modelos (como redes de Bayes) baseados nos dados que o agente possui
● Aprendizado de máquina = aprender modelos através dos dados○ O Google utiliza os dados para saber como irá
responder a cada busca de usuário
● Aprendizado supervisionado e não supervisionado
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Aprendizado de Máquina
● Vetor de característicasx1, x2, x3, ..., xn
● Previsão do que as características irão abranger
x1, x2, x3, ..., xn y● O algoritmo deve buscar uma função que
utilize as características como entradas e compare com situações reais onde o vetor de características é encontrado
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Aprendizado de Máquina
● Exemplo:○ Processamento de imagens○ O vetor de características corresponde a pixels da
imagem○ O "y" pode ser um identificador, dizendo se o
conjunto de pixels no vetor de características pertence a uma determinada imagem.
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Aprendizado de MáquinaNavalha de Occam:EVERYTHING ELSE BEING EQUAL, CHOOSETHE LESS COMPLEX HYPOTHESIS.
● Erro de Generalização (dados desconhecidos)
● Erro de treinamento de dado (dados agrupados da melhor forma possível -> alta complexidade)
● Erro de overfitting (onde o máximo possível de dados é agrupado)Complexidade
Erro de generalização = erro de treinamento de dados + erro de overfitting
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Aprendizado de Máquina
● SPAM!!!○ Bag of words -> usado para filtro de spam simples
■ Contagem de palavras existentes num dicionário○ Maximun Likelihood
■ Estima os parâmetros de um problema, dado um conjunto de dados e um modelo estatístico
○ Bayes Network■ Grafo acíclico que representa um conjunto de variáveis e
suas dependências condicionais● Quais as palavras mais comumente encontradas em
um spam?
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Aprendizado de máquina
Exemplo: Rede de Bayes
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Aprendizado de Máquina
● K Nearest Neighbors○ Usado em casos em que o número de parâmetros
pode crescer vastamente○ Algoritmo:
■ Aprendizado: memoriza os dados■ Atribui um peso ao novo exemplo:
● Encontra os vizinhos mais próximos● Retorna o peso que aparece na maioria dos vizinhos
próximos
● Perceptron○ No próximo episódio...
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Redes Neurais
● Neurônio○ Célula cerebral que coleta, processa e dissemina
sinais elétricos○ Constituído por
■ Dendritos = recebem sinais elétricos■ Axônio = enviam sinais elétricos■ Sinapses = Pontos de encontro■ Soma = corpo celular
○ Córtex = tecido formado por redes neurais
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Redes Neurais
● Modelo de McCulloch & Pitts
(Norvig)
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Redes Neurais
● Formadas por unidades ligadas por vínculos● Vínculo entre unidades propagam a ativação
entre estas unidades● Cada vínculo possui um peso● Cada unidade calcula uma soma de suas
entradas
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Redes Neurais
● Uma função de ativação é aplicada à soma apresentada anteriormente, que irá ativar a saída
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Redes Neurais
● Função de ativação próxima a 1 quando as entradas forem corretas e próxima a 0 caso contrário
● Não-linear○ Funções lineares fazem a rede neural entrar em
colapso
![Page 22: Inteligência artificial por Marina Fouto](https://reader030.fdocumentos.com/reader030/viewer/2022020110/559069821a28ab782c8b4643/html5/thumbnails/22.jpg)
Redes Neurais
● Configurando o peso de desvio e as entradas de uma unidade, é possível representar portas lógicas como neurônios artificiais
![Page 23: Inteligência artificial por Marina Fouto](https://reader030.fdocumentos.com/reader030/viewer/2022020110/559069821a28ab782c8b4643/html5/thumbnails/23.jpg)
Redes Neurais● Os pesos de desvio são os parâmetros da
função● Ajustando-os, é mudada a função que a rede
representa. Assim acontece o aprendizado● São comumente utilizadas para classificação ou
regressão● Existem duas categorias de redes neurais,
baseando-se na alimentação de suas entradas:○ Direta: representa uma função da sua entrada atual
somente○ Recorrente: utiliza como entrada suas próprias
saídas
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Redes Neurais: Perceptron
● Redes perceptron são utilizadas quando os dados que desejamos analizar podem ser separados por uma função linear
Uma rede perceptron só convege caso os dados sejam linearmente separáveis.
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Redes Neurais: Perceptron
● Função linear: W1X+W0
● "Chutar" um valor para W1 e W0, que não serão corretos (a menos que se tenha muita sorte!)
● Os pesos seguintes serão encontrados a partir dos pesos anteriores, baseado em uma função considerando uma taxa de erro
● Após muitas iterações, se houver um separador linear adequado aos dados, a rede perceptron irá convergir.
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Inteligência Artificial