Curso Online de INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

Curso Online de INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

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  • Inteligência Artificial

    1

    inteligência artificial

  • Definições de Inteligência Artificial

    2

    definições de inteligência artificial

    “estudo de como fazer os computadores realizarem coisas que, atualmente, as pessoas fazem melhor.” rich e knight
    quatro definições de russel e norvig:
    sistemas que pensam como humanos
    sistemas que pensam racionalmente
    sistemas que agem como humanos
    sistemas que agem racionalmente

  • Pensando Humanamente

    3

    pensando humanamente

    pesquisar como pessoas pensam
    empiricamente
    baseando-se em psicologia cognitiva
    resolvedores gerais de problemas
    modelos comportamentais (observação)
    modelos cognitivos (estímulos, crenças, metas, raciocínio, ações)

  • Pensando Racionalmente

    4

    pensando racionalmente

    aristóteles: pensar racionalmente é um processo de raciocínio irrefutável.
    aristóteles propôs os padrões de argumentos que representam raciocínios corretos. esses silogismos fazem parte da lógica.
    sócrates é um homem. todos os homens são mortais. logo, sócrates é mortal.

  • Agindo Humanamente

    5

    agindo humanamente

    turing 1950: comportamento inteligente é a capacidade de alcançar a performance humana em todas as tarefas cognitivas, suficientes para enganar um interrogador
    seis capacidades básicas de um computador inteligente:
    processamento de linguagem natural
    representação de conhecimento
    raciocínio automatizado
    aprendizagem de máquina
    visão computacional
    robótica

  • Agindo Racionalmente

    6

    agindo racionalmente

    um agente deve agir para alcançar sua meta
    percepção e ação
    agentes racionais
    inteligência pode ser um fenômeno social, não apenas um modelo de raciocínio intrínseco ao indivíduo

  • Um pouco de história

    7

    um pouco de história

    1943-1956 (o início)
    mcculloch e pitts (1943): modelo de neurônios cerebrais e redes de neurônios para representar conectivos lógicos e o processo de aprendizagem
    shannon e turing (1950): programas de xadrez para computadores de von neumann
    minsky e edmonds (1951): construíram a primeira rede neural para computador em princetown (3000 válvulas para simular 40 neurônios)

  • Um pouco de história (cont.)

    8

    um pouco de história (cont.)

    john mccarthy (1955): desenvolvimento da primeira linguagem funcional (lisp) para prova de teoremas. convenceu minsky e colegas a trabalhar em inteligência artificial.
    workshop de dartmouth (1956) reuniu pesquisadores em teoria dos autômatos, redes neurais e estudo da inteligência.
    newell e simon apresentaram um programa de raciocínio baseado em lógica
    mit, cmu, stanford e ibm.

  • Um pouco de história (cont.)

    9

    um pouco de história (cont.)

    1952-1969 (entusiasmo)
    limitação da tecnologia
    newell e simon: provador geral de teoremas para puzzles com estratégias de raciocínio
    samuel (1952): provador de teoremas para jogo de damas
    mccarthy (1958): mudou-se para o mit, criou o lisp, criou o time-sharing, criou o advice taker
    mccarthy (1963): mudou-se para o mit e aprimorou o advice taker com o método de resolução introduzido por robinson
    minsky e os micro-mundos

  • Um pouco de história (cont.)

    10

    um pouco de história (cont.)

    1966-1974 (realismo)
    apesar das aplicações potenciais, os sistemas “inteligentes” da época eram muito especializados e problemas muito “pequenos”
    problema: aplicações não utilizavam conhecimento, mas apenas substituições sintáticas (weak-methods)
    weizenbaum 1965 – eliza
    teoria dos problemas np-completos
    friedberg (1959) – estudos sobre algoritmos genéticos
    representações muito limitadas de comportamento inteligente (minsky e redes neurais)

  • Um pouco de história (cont.)

    11

    um pouco de história (cont.)

    1969-1979: sistemas a base de conhecimento
    suprir a necessidade de conhecimento para aplicações de domínios específicos
    buchanan et al. (1969): dendral – dada uma fórmula molecular + massas o sistema previa todas as fórmulas derivadas + massas quando a fórmula era bombardeada por um elétron usando um conjunto de regras
    feigenbaum, buchanan e shortliffe (1972): sistema especialista mycin – diagnóstico de infecções sanguíneas c/ tratamento de incertezas


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  • Inteligência Artificial
  • Definições de Inteligência Artificial
  • Pensando Humanamente
  • Pensando Racionalmente
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  • Agindo Racionalmente
  • Um pouco de história
  • Um pouco de história (cont.)
  • Resolução de Problemas e Busca
  • Construção de um Sistema para Solução de um Problema
  • Definição do Problema
  • Problemas Difíceis
  • Generalização do Problema
  • Definição do Problema como um Espaço de Estados (Cont.)
  • Espaço de Estados
  • Operações
  • Exemplo: Problema dos Jarros de Água
  • Espaço de Estados do Problema dos Jarros de Água
  • Início dos Jarros de Água e Estados Meta
  • Estados do Jarros de Água
  • Operações com Jarros de Água
  • Restrições
  • Regras de Produção
  • Domínio de Regras Específicas
  • Sistema de Produção
  • Estratégias de Controle
  • Estratégias de Controle para os Jarros de Água
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  • Árvore dos Jarros de Água – Exemplo de uma solução
  • Busca em Profundidade
  • Características da Busca em Profundidade
  • Busca em Profundidade em Prolog
  • Busca em Profundidade - Exercício
  • Busca em Profundidade - Resolução do Exercício Anterior
  • Busca em Largura
  • Características da Busca em Largura
  • Busca em Largura - Exercício
  • Busca em Largura - Resposta ao Exercício Anterior
  • Outro problema: As torres de Hanói
  • Exercício
  • Outro Problema
  • Busca Heurística
  • Heurística
  • Busca Heurística
  • Exercício
  • Heurísticas para o problema do Caixeiro Viajante
  • Utilização de Busca Heurística
  • Usando conhecimento heurístico em um sistema baseado em regras
  • Características de Problemas
  • 1. Decomposição
  • 2. Passos podem ser ignorados ou desfeitos?
  • 3. O Universo é previsível ?
  • 4. Uma boa solução é relativa ou absoluta?
  • 5. A solução é um estado ou um caminho?
  • 6. Qual é o papel do conhecimento?
  • 7. Humanos podem interagir com o processo de busca?
  • Tipos de Problemas
  • Programas de Busca
  • Técnicas de Busca Heurística
  • Gerar-e-testar
  • Exemplo de Gerar-e-Testar
  • Problema dos Jarros de Água
  • Subida da Encosta
  • Subida da Encosta Simples
  • Subida da Encosta Simples - Algoritmo
  • Subida da Encosta Função de Otimização
  • Potenciais Problemas com Subida da Encosta
  • Exemplo de Subida da Encosta Simples
  • Espaço de Estados na Subida da Encosta para Caixeiro Viajante
  • Exemplo Caixeiro Viajante
  • Subida da Encosta pela Trilha mais Íngreme
  • Subida da Encosta pela Trilha mais Íngreme - Algoritmo
  • Perigos da Subida da Encosta
  • Dependência Heurística
  • Cozimento Simulado
  • Cozimento Simulado (Cont.)
  • Cozimento Simulado – Algoritmo Simplificado
  • Principais diferenças entre Cozimento Simulado e Subida da Encosta
  • Cozimento Simulado (Cont.)
  • Cozimento Simulado - Algoritmo
  • Busca Best-First
  • Busca Best-First (Cont.)
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  • Busca Best First - Por que é necessária a avaliação
  • Busca Best-First
  • Busca Best-First - Caixeiro Viajante
  • Best-First Aplicada ao Puzzle
  • Best-First Aplicada ao Puzzle - Solução do Exercício Anterior
  • Algoritmo A*
  • Função de Avaliação A*
  • Algoritmo A*
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  • Exemplo A* - 8 Puzzle
  • Exemplo A*
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  • Ver demo do ASE
  • Redução de Problemas
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  • Árvore AND/OR
  • Busca em Grafos AND/OR
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  • Representação de Grafos AND/OR (Cont.)
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  • Algoritmo AO*
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  • Satisfação de Restrição - Algoritmo
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  • Exemplo de Problemas de Satisfação de Restrições - Criptoaritmética
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  • Análise Meios-Fins - Esquema
  • Exemplo de análise meios-fins: as Torres de Hanoi
  • Solução em Prolog
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  • Hierarquia de Classes
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  • Introdução à Lógica
  • Introdução à Lógica (cont.)
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  • Encadeamento progressivo: algoritmo
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  • Encadeamento progressivo: Busca e Casamento (Matching)
  • Algoritmo Rete
  • Encadeamento progressivo: Busca e Casamento
  • Algoritmo RETE: encadeamento progressivo
  • Encadeamento progressivo: Resolução de conflitos
  • Encadeamento regressivo: Busca e Casamento
  • Encadeamento regressivo: algoritmo
  • Encadeamento regressivo: Busca e Casamento
  • Encadeamento regressivo: Exemplo no domínio dos veículos
  • Encadeamento regressivo
  • Suposição do Mundo Fechado (SMF)
  • Encadeamento regressivo
  • Regras com fator de incerteza
  • Vantagens e Limitações dos Sistemas de Produção
  • Exemplo de Shell
  • Exercício
  • Sistemas de Preenchimento de Slots
  • Estruturas de Preenchimento de Slots
  • Redes Semânticas
  • Arcos Entidade vs. Relações
  • Tipos de Nós
  • Múltipla Herança
  • Frames
  • Frames (Cont.)
  • Proposta de Frames
  • Proposta de Frames (cont.)
  • Estrutura dos Frames
  • Estrutura dos Frames (Cont.)
  • Representação de Frames em Prolog
  • Herança em Frames
  • Características da Herança em Frames
  • Herança em Frames (Cont.)
  • Redes de Herança Simples em Frames
  • Redes de Herança Múltipla em Frames
  • Raciocinadores de Herança
  • Meta-Classes
  • Exemplo de Meta-Classe As classes de todos os times de futebol
  • Outras Relações Entre Classes
  • Dependência Conceitual
  • Conceito
  • Objetivo
  • Exemplo
  • Conceitualização
  • Esquema de Representação
  • Primitivas Conceituais
  • Representação de uma sentença
  • Ações Primitivas
  • Estados
  • Exemplo
  • Regras
  • Notação adicional
  • Exemplos de regras
  • Regras
  • Inferências
  • Exemplo
  • Argumentos para o uso da DC
  • Argumentos contra seu uso
  • Incerteza em conhecimento
  • Causas de incerteza em representação de conhecimento
  • Tomada de decisão com incerteza
  • Raciocínio Bayesiano
  • Outras representações de incerteza
  • Exemplo de Raciocínio Probabilístico
  • Desafios sobre tratamento de incerteza
  • Exemplo de tratamento de incerteza no Shell SINTA
  • Aprendizado
  • O que é Aprendizado?
  • Tipos de Aprendizado
  • Aprendizagem por Memorização
  • Aprendizagem por Aconselhamento
  • Aprendizado por Exemplos: Indução
  • Indução & Dedução
  • Aprendizado por Indução: Classificação
  • Aprendizado por Indução: Classificação (Cont.)
  • Problemas com Classificação
  • Aprendizado - Árvores de Decisão
  • Aprendizado - Árvores de Decisão (Cont.)
  • Outros métodos de Aprendizado por Exemplos
  • Algoritmos Genéticos
  • Planejamento
  • Navegação de Robôs
  • Planejamento & Decomposição
  • Exemplo de Planejamento
  • Representação do Estado
  • Espaço de Estados do Robô
  • Como resolver problemas?
  • Planejando um conjunto de soluções
  • Dependências entre Subtarefas
  • Mundo dos Blocos
  • Mundo dos Blocos (Cont.)
  • Operações no Mundo dos Blocos
  • Exemplo de Restrições de Operação
  • Alguns Axiomas do Mundo dos Blocos
  • Raciocinando no Mundo dos Blocos
  • Mundo dos Blocos & Resolução
  • estado1 = Faça(retire(B,A), estado0)
  • Usando Resolução
  • Operadores Híbridos
  • Planejando Metas Empilhadas
  • Pilha de Metas
  • Submeta: SOBRE(C,A)
  • Submeta: coloca(C,A)
  • Submeta: LIVRE(A) ? SEGURANDO(C)
  • Submeta: LIVRE(A)
  • Backtracking
  • A Solução
  • Análise Meios-Fins em Planejamento
  • Análise Meios-Fins – Algoritmo GPS
  • Resolvendo o mundo dos blocos com Meios-Fins
  • Planejamento Não-Linear
  • Planejamento Hierárquico
  • Planejamento Hierárquico (Cont.)
  • Sistemas Reativos
  • Sistemas Reativos (Cont.)
  • Como trabalhar com Prolog
  • Exercício
  • Arquitetura de um sistema de diálogo com um Agente Assistente
  • Contexto
  • O projeto AACC*
  • Agentes Assistentes Pessoais
  • Agentes Assistentes Pessoais (cont.)
  • Interfaces em Linguagem Natural
  • Objetivos
  • Técnicas Correntes
  • Interação em Linguagem Natural
  • Interação em Linguagem Natural (cont.)
  • Aplicações baseadas em Palavras-chave
  • Interação baseada em Palavras-chave
  • Interação baseada em Palavras-chave (cont.)
  • Sistemas de Questão/Resposta
  • O sistema ELIZA
  • O sistema Eliza (cont.)
  • Interação baseada em Representações Semânticas
  • Interação em Linguagem Natural (cont.)
  • Interação baseada em Representações Semânticas (cont.)
  • Interação baseada em Representações Semânticas – Grafos Conceituais* (cont.)
  • Interação baseada em Representações Semânticas (cont.)
  • A Técnica Morfológica
  • Arquitetura geral
  • Análise Sintática
  • Definição de uma gramática
  • Geração de uma Árvore Sintática: algoritmo de matching
  • Expressões atômicas de uma gramática
  • Análise Semântica
  • Motor de Inferência
  • Diálogo questão/resposta
  • Diálogo orientado a tarefas
  • Diálogo orientado a tarefas(cont.)
  • Grafo de diálogo
  • Explorando conhecimento com Linguagem Natural
  • Explorando conhecimento com Linguagem Natural(cont.)
  • Base de conhecimentos gerais
  • Base de conhecimentos sobre mecânica
  • Questões específicas
  • Sobre sistemas de diálogo
  • Introdução à IAD
  • No Início...
  • Trabalhos Pioneiros
  • Trabalhos Pioneiros (cont.)
  • Divisão da IAD
  • Infra-estrutura de um SMA
  • Aplicações SMA desenvolvidas durante a tese
  • Capitalização de conhecimento
  • Filtragem de documentos
  • Pesquisa Personalizada de Informação