Inteligencia Artificial

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INTELIGENCIAINTELIGENCIAARTIFICIALARTIFICIAL

INTELIGENCIA ARTIFICIALASIGNATURA: REAL

Ing. Angel Maltez

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ÍNDICE

Estructura del trabajo:

1. Concepto e ideas básicas.

1.1. ¿Qué es la IA?

1.2.¿Puede pensar una máquina?

2. Análisis histórico-cronológico.

3. Principales lenguajes de programación.

3.1. Lenguaje LISP.

3.2. Lenguaje PROLOG.

3.3. Lenguaje OPS5.

4. Aplicaciones de la IA.

4.1.Heurística.

4.2. Sistemas expertos.

4.3. Redes Neuronales.

4.4. Robótica.

4.5. Cibernética.

5. Programas importantes.5.1. Programa ELIZA.5.2. Programa MYCIN.5.3. Programa DENDRAL.

6. Futuro de la IA.7. Conclusiones.8. Recursos web.9. Bibliografía.10. Preguntas test11. Preguntas.

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CONCEPTO E IDEAS BÁSICAS

¿Qué es la inteligencia artificial?

• Cambio continuado del concepto debido al avance científico.

• Imitación de la inteligencia humana.

Dos definiciones válidas:

Rama de la ciencia de la computación que comprende el estudio y la creación de sistemas computarizados que manifiestan cierta forma de inteligencia.

Rama de la ciencia de la informática dedicada al estudio de agentes racionales no vivos.

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CONCEPTO E IDEAS BÁSICAS

¿Puede pensar una máquina?

• ¿El pensamiento es algo típicamente humano?

• Heurística: se relaciona con el juicio o sentido común en la resolución de

problemas.

• Redes neuronales: análisis destinado a “imitar” los sistemas neuronales en las máquinas.

• Las máquinas siempre están dotadas de límites que los establecen los propios humanos

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ANÁLISIS HISTÓRICO Y CRONOLÓGICO

ETAPAS HISTÓRICAS:

Primera etapa (1956 – 1965) : Desarrollo e implementación de IA orientada a juegos de ordenador. Un ejemplo muy claro fue el desarrollo del juego del ajedrez donde jugaba el humano contra la máquina.

Segunda etapa (1965 – 1970) : “Etapa oscura”, todavía no está muy generalizada la IA, comienza a apoyarse su estudio.

Tercera etapa (1970 – 1975) : “Etapa del renacimiento”. La IA resurge con gran importancia, a raíz de la creación del sistema experto médico Mycin que detectaba enfermedades infecciosas de la sangre.

Cuarta etapa (1975 – 1980) : “Etapa de las sociedades”. se empieza a conocer la necesidad de trabajar en sociedad con profesionales de diversas áreas del conocimiento.

Quinta etapa (1980 - …) : Mayor desarrollo de la inteligencia artificial en todos los ámbitos y sobre todo destaca por la comercialización de esta.

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LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN (1/3)

Lenguaje LISP

Desarrollado por John McCarthy en 1958, todavía en uso.

LISP deriva de “LISt – Processing”, proceso de listas. Se trata de una de las claves de este lenguaje de programación, las listas encadenadas.

Los programas de LISP pueden manipular el código fuente como una estructura de datos.

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Lenguaje PROLOG

Creado a principios de los 70 por Alain Colmerauer y Phillipe Roussel.

Se trata de un lenguaje declarativo.

Prolog proviene del francés PROgrammation en LOGique.

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Lenguaje OPS5

Primer lenguaje usado con resultado de éxito en un sistema experto.

La familia de los lenguajes OPS (Oficial Production System) fue desarrollada a finales de la década de 1970 por Charles Forgy.

Se trata de un lenguaje para ingeniería cognoscitiva que aguanta el procedimiento de representación del conocimiento en forma de reglas.

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APLICACIONES DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (1.1/5)

HEURÍSTICA

Rasgo típicamente humano. Capacidad de realizar innovaciones positivas para alcanzar los fines que se pretenden.

La base de la heurística surge de la experiencia de resolver problemas y ver cómo otros lo hacen.

El método heurísitico aplicado correctamente puede llevarnos a soluciones falsas.

Por esta razón es muy usado en juegos informáticos.

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HEURÍSTICAEjemplo de heurística en juegos de ordenador

El programa de ajedrez, en este caso sabrá que si mueve a

ese lugar la reina, hará jaque mate.

La aplicación heurística puede dar esa instrucción o no.

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SISTEMAS EXPERTOS

Software que emula el comportamiento de un experto humano en la solución de un problema.

Pueden estar basados en reglas o basados en casos.

Para que un sistema experto sea efectivo debe ser capaz de explicar sus propios razonamientos y de integrar nuevos conocimientos.

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SISTEMAS EXPERTOS

PRINCIPAL VENTAJA:

Trabajan con gran cantidad de información a velocidades muy elevadas.

PRINCIPALES INCONVENIENTES:

Elevado coste y tiempo en programarlos.

No se ha conseguido desarrollar sistemas expertos que traten temas generales aplicando el sentido común (solo específicos).

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SISTEMAS EXPERTOS

Sistema experto robótico utilizado en medicina

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REDES NEURONALES

Forma de emular ciertas características propias de los humanos.

Estudian directamente el cerebro humano y trata de crear un modelo artificial y simplificado de este.

Son capaces de intercambiar datos, reconocer patrones (tales como imágenes) y tienen capacidad de aprendizaje.

Aunque las redes neuronales artificiales se encarguen de imitar a las redes neuronales humanas, éstas son tan complejas que, al fin y al cabo, lo único que se consigue es una imitación simplificada.

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REDES NEURONALESComparación cerebro - computadora

CEREBROCEREBRO COMPUTADORACOMPUTADORA

Gran cantidad de información Gran cantidad de información en poco tiempo no en poco tiempo no

necesariamente con exactitudnecesariamente con exactitud

Variación de impulsos Variación de impulsos nerviososnerviosos

No se sabe dónde quedará No se sabe dónde quedará almacenada la memoriaalmacenada la memoria

Datos fluyen a 30 metros por Datos fluyen a 30 metros por segundosegundo

Información más concreta y Información más concreta y siguiendo instrucciones dadassiguiendo instrucciones dadas

Impulsos inalterables que Impulsos inalterables que funcionan con reloj internofuncionan con reloj interno

Memoria de acceso directoMemoria de acceso directo

Datos van a la velocidad de la Datos van a la velocidad de la luzluz

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REDES NEURONALESPrincipales ventajas

Aprendizaje adaptativo: tienen capacidad de aprender a realizar tareas basadas en un entrenamiento inicial.

Autoorganización: permiten organizar por sí mismas lo aprendido.

Tolerantes a fallos: un fallo puntual no afecta a todo el sistema.

Operan a tiempo real

Facilidad de inserción en la tecnología existente: resulta sencillo conseguir chips especializados.

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ROBÓTICA

Ciencia o rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los robots.

Los robots son máquinas controladas por ordenador y programadas de manera que sean capaces de moverse, manipular objetos y realizar trabajos al mismo tiempo que interactúan con el entorno.

Los robots suelen ser programados para ahorrar tiempo y sustituir a los humanos en trabajos costosos, pesados, complicados…y repetitivos.

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ROBÓTICA

Influencia de los medios sobre La robótica:

Un robot no tiene porque tener forma humana, los androides son solo una clase de robots.

Además no existen robots plenamente inteligentes y es impensable a corto plazo dado que la tecnología y la ciencia no lo permiten.

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ROBÓTICAClasificación

Robots Play-Back: reproducen una serie de instrucciones grabadas.

Robots controlados por sensores

Robots controlados por visión

Robots controlados adaptablemente: Pueden, automáticamente, reprogramar sus acciones sobre la base de datos obtenidos por los sensores.

Robots con Inteligencia Artificial: llevan a cabo sus propias decisiones para resolver problemas.

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ROBÓTICAAplicaciones en la industria

Transferencia de material

Carga y descarga de máquinas

Operaciones de procesamiento

Laboratorios

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APLICACIONES DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (5/5)

CIBERNÉTICA

La cibernética es la ciencia que estudia los sistemas de control y comunicación de las personas y las máquinas.

Una nueva disciplina que nace desde la Cibernética es la biónica: surge de la síntesis realizada en la comparación de algunos resultados por la biología y la electrónica.

La cibernética también se aplica al estudio de la psicología, servomecanismo, economía, neuropsicología, ingeniería en sistemas y al estudio de sistemas sociales

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Joseph Weizenbaum

Finales de los años 60

Ayuda al análisis del lenguaje.

PROGRAMA ELIZA

PRINICIPALES LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN DE IA (1/3)

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Edgar Shortliffe

1976

Escrito en lenguaje LISP

Utilizado en medicina, era capaz de detectar enfermedades infecciosas en la sangre

Se presenta el problema

MYCIN Lo analiza y saca hasta

100 posiblidades de su base de datos

Mediante heurísticaDa la solución


PROGRAMA MYCIN

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Edward Feigenbaum

1976

Programa experto de análisis químico y se ha aplicado con mucho éxito en diversos ámbitos y lugares del mundo.


PROGRAMA DENDRAL

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Se presenta el problema

DENDRAL Lo analiza y da posibles soluciones

El usuario da sus restricciones

Imprime soluciones en ordenDe preferencia

PROGRAMA DENDRAL

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FUTURO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

El análisis de la Inteligencia Artificial puede hacernos una idea de hacia dónde se dirige la ciencia.

No obstante, en los últimos tiempos se ha abierto un intenso intenso debatedebate que está dividiendo a los investigadores, expertos y excéntricos de la informática.

Una parte de expertos establecen que nos encaminamos hacia un desarrollo de la tecnología sin precedentes en el que los robots llegarán a superar en muchos aspectos a los humanos.

Otra opinión que, aunque no es contrapuesta, establece que todavía falta mucho para llegar a esos límites.

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CONCLUSIONES

Es una de las áreas que causa más expectación.

La IA no es algo nuevo, lleva décadas de estudio y está en constante evolución.

La realidad es que la mayoría de la gente, al hablar de inteligencia artificial tiende a relacionarlo con el mundo de la robótica pero no es así.

En relación a las redes neuronales es increíble que una máquina pueda reproducir funciones típicamente humanas.

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RECURSOS DE INTERNET

RobóticaBlog de noticias sobre el mundo de la robóticahttp://robotica.es/

Redes neuronalesRecursos sobre redes neuronales, tutoriales, explicaciones…http://www.redes-neuronales.netfirms.com/

WikipediaEnciclopedia de uso y distribución librehttp://es.wikipedia.org/wiki/Inteligencia_artificialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Roboticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bionicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciberneticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Redes_neuronaleshttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_expertohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mycin

Rincón del vagoPágina que nos ofrece gran cantidad de trabajos académicos, actividades y prácticas realizadas por gente de todo el mundohttp://html.rincondelvago.com/inteligencia-artificial_11.htmlhttp://html.rincondelvago.com/inteligencia-artificial_15.htmlhttp://html.rincondelvago.com/inteligencia-artificial_2.html

MonografíasOfrece gran cantidad de trabajos realizados sobre diversos temas.http://www.monografias.com/trabajos16/inteligencia-artificial/inteligencia-artificial.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos75/busqueda-heuristica/busqueda-heuristica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos74/inteligencia-artificial/inteligencia-artificial.shtml

Superrobotica.comPágina dedicada a la robótica con explicaciones, tutoriales y venta de productos.http://www.superrobotica.com/

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BIBLIOGRAFÍA

Aplicaciones de la inteligencia artificial en laactividad empresarial, la ciencia y la industria: (fundamentos-aplicaciones)Wendy B. Rauch-HindinEdiciones Díaz de Santos, 1989

RobóticaJohn J. CraigPearson Educación, 2006

Yo robotIsaac AsimovPocket Eldhasa, 1940

Inteligencia ArtificialMiquel Barceló GarcíaUOC La Universidad Virtual (eBook)

La fortaleza digital (Digital Fortress) (novela)Dan Brown St. Martin´s Press, 1998

Ingeniería de Sistemas expertosGarcía Martínez-BritosEditorial Nueva Librería, 2004

Fundamentos metodológicos de sistemas inteligentes para la solución de problemas complejos en ingenieríaJairo Cañón Rodríguez, Demetrio Arturo Ovalle CarranzaUniversidad Nacional de Colombia, 1997

3030


PREGUNTAS DE TIPO TEST

1 - ¿Cuál fue el primer lenguaje de programación con resultado de éxito en un sistema experto?

a) El lenguaje Prolog

b) El lenguaje OP5

c) El lenguaje LISP

d) El lenguaje PHP2

e) Ninguna de las anteriores

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2 - ¿Qué tipo de aplicación informática de IA emula el comportamiento de un experto humano en la solución de un problema?

a) Un sistema experto

b) Una red neuronal

c) Un robot poliarticulado

d) Un robot semiarticulado


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3 - ¿Qué nombre se da a los robots con forma humana?

a) Robots biónicos

b) Robots poliarticulados

c) Robots androides

d) Robots controlados por visión


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4 - ¿Cuál de los siguientes programas de IA fue desarrollado para detectar enfermedades en la sangre?

a) El programa ELIZA

b) El programa DENDRAL

c) El programa MYCIN

d) El programa LISP


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5 – Una de las principales diferencias existentes en la actualidad entre cerebro y computadora es:

a) El cerebro procesa los datos a mayor velocidad.

b) En la computadora no se sabe con exactitud dónde quedarán almacenados los datos.

c) En la computadora hay variación de impulsos nerviosos.

d) a y c son correctas


3535


CUESTIONES

1 - ¿En qué consiste la capacidad Heurística?

Consiste en la capacidad de realizar innovaciones positivas para conseguir los fines que se pretenden

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CUESTIONES

2 – ¿Cuáles son las principales aplicaciones de la robótica en la empresa?

• Transferencia de material

• Carga y descarga de máquinas

• Operaciones de procesamiento

• Laboratorios

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CUESTIONES

3 - ¿En que aspectos se diferencian el cerebro y la computadora?

Tratamiento de datos, impulsos nerviosos, velocidad de transferencia y almacenaje.

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CUESTIONES

4 - ¿Cuáles son los principales lenguajes de programación de IA?

• LISP

• Prolog

• OPS5

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CUESTIONES

5 - ¿Qué es una red neuronal?

Se trata de un tipo de tecnología que utiliza Inteligencia Artificial que emula ciertas características propias de los humanos tratando de crear un modelo artificial y simplificado del cerebro humano.

4040


FIN

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