Introdução à Inteligência Artificial Prof. Cláudio M. N. A. Pereira.
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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”