Inteligência
Artificial
João Bosco da Mota Alves
CPGCC/UFSC
Outubro/2000
Inteligência
Artificial
Introdução
 Agentes Inteligentes
 Busca
 Métodos de Busca com Informação
 Jogos
 Lógica
 Lógica de Primeira Ordem

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2
Inteligência
Artificial
Construindo bases de
Conhecimento
 Sistemas de raciocínio lógico
 Planejamento
 Sistemas com incerteza
 Aprendizado em rede neuronais
 Processamento de linguagem natural

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3
Inteligência
Artificial
Fundamentos Filosóficos
 Inteligência Artificial:
presente e Futuro

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4
Livro texto

RUSSEL, S. e NORVIG, P. Artificial
Intelligence: A Modern Approach,
Prentice Hall, 1995
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5
Bibliografia
Suplementar
RICH, E e KNIGHT, K.
Inteligência Artificial, 2.ed,
Makron Books do Brasil, São Paulo, 1994
 RICH, E Inteligência Artificial, 2.ed,
McGraw-Hill, Rio de Janeiro, 1988
 WISTON, P. H Inteligência Artificial,
Livros Técnicos e Científicos Editora,
Rio de Janeiro, 1987

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6
Bibliografia
Suplementar
ARARIBOIA, G.
Inteligência Artificial -Um Curso
Prático, Livros Técnicos e Científicos
Editora, Rio de Janeiro, 1989
 LEVINE, R., DRANG, D. e EDELSON, B.
Inteligência Artificial e Sistemas
Especialistas, McGraw-Hill, São Paulo,
1988

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7
Bibliografia
Suplementar
KVITCA, A. M. Resolucion
de Problemas con
Inteligencia Artificial, EBAI ed.1988
 BARR, A., COHEN, A. e
FEIGENBAUM, E The Handbook of
Artificial Intelligence, M Kaufmann,
1981

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8
Abordagem
Unificada

Inteligência Artificial (IA)
como estudo, projeto e
construção de agentes que
- Estejam inseridos em um ambiente
- Percebam esse ambiente
- Atuem nesse ambiente

Qualquer ambiente: abstrato, real,
virtual, etc.
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9
Introdução

IA busca
– Entender entidades inteligentes
– Construir entidades inteligentes

Questão:
– Como é possível para um cérebro lento e
pequeno, biológico ou eletrônico, perceber,
entender, predizer e manipular um mundo
muito mais amplo e complexo do que ele?
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10
O Papel da IA
Construir artefatos
contendo essas propriedades
 Difícil é, mas, ao contrário de

– Viajar mais rápido que a luz, e
– Construir dispositivos anti-gravidade

Tem-se fortes evidências que existe
solução para esse problema  Mais
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11
Introdução
Formalmente a área foi
criada em 1956 quando o nome foi
cunhado (Simon, Newell)
 Há 2000 anos, filósofos tentam
compreender como funcionam o ver,
apreender, recordar e raciocinar?
 Nos anos 50 passou-se à prática com a
criação do computador

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12
O que é IA?
Importante ter-se claros
e precisos, os objetivos, como nos
ensina a História da Ciência
 Definições de IA (8 textos recentes)
 Variando (definições) em 2 dimensões

– Processos de pensamento e raciocínio
– Comportamento
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13
Dimensões de IA
Sistemas que
Pensam
Como humanos
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Atuam
Racionalmente
Como humanos
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Racionalmente
14
Dimensões de IA
Sistemas que
pensam como
Humanos
Sistemas que
atuam como
Humanos
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Sistemas que
pensam
Racionalmente
Sistemas que
atuam
Racionalmente
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15
Sistemas que pensam
como os humanos

O novo esforço excitante
de fazer os computadores
pensar ...maquinas com mentes, no
sentido completo e literal (Haugeland,
1985)
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16
Sistemas que pensam
como os humanos

[A automação de]
atividades que associamos
com o pensamento humano, atividades
como tomada de decisão, resolução de
problemas, aprendizado... (Bellman,
1978)
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17
Sistemas que pensam
racionalmente

O estudo das faculdades
mentais através de
modelos computacionais (Charniak e
Mcdermott, 1985)
 Leia
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18
Sistemas que pensam
racionalmente

O estudo das operações
que fazem possível perceber,
raciocinar e atuar (Wiston, 1992)
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19
Sistemas que atuam
como humanos

A arte de criar máquinas
que realizam funções que
requerem inteligência quando
realizadas por humanos ( Kurzweil,
1990)
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20
Sistemas que atuam
como humanos

O estudo de como fazer
os computadores fazer coisas nas
quais, no momento, as pessoas são
melhores ( Rich e Knight, 1991)
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21
Sistemas que atuam
racionalmente

Um campo de estudo que
tenta explicar e emular
comportamento inteligente em termos
de processo computacionais
(Schalkoff, 1990)
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22
Sistemas que atuam
racionalmente

O ramo da ciência da
computação que está preocupada com
a automação do comportamento
inteligente (Luger e Stubblefield,
1993)
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23
Atuam como humanos
Teste de Turing (1950)
 Computador com as
seguintes capacidades:

–
–
–
–
processamento de linguagem natural
representação de conhecimento
raciocínio automático
aprendizado de máquina
 Teste total de Turing
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24
Pensam como humanos
Abordagem cognitiva
 Para dizer que um programa
pensa como humanos, precisa-se saber
como os humanos pensam
 Isso pode ser feito de duas formas

– Introspeção (captura do próprio
pensamento)
– Experimentos psicológicos
 Mais
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25
Abordagem
cognitiva

O campo interdisciplinar
da Ciência Cognitiva une
– Modelos de computação da IA
– Técnicas experimentais da psicologia
Como trabalha a mente humana:
tentar construir teorias precisas e
testáveis
 Técnicas de IA  Cognição humana

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26
Pensam racionalmente
Abordagem das Leis do
Pensamento
 Aristóteles: primeiro filósofo a estudar

– Pensamento correto (raciocínio irrefutável)
– Silogismos (padrões de argumentos: levam
a conclusões corretas se premissas
corretas)
– Lógica
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27
Pensam racionalmente
Tradição logicista, dentro
da IA, ajuda a construir
Sistemas Inteligentes
 Obstáculos desta abordagem

– Dificuldade de formalizar conhecimento
(em especial, quando se tem incerteza)
– Diferença entre teoria e prática (devido,
principalmente, à complexidade)
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28
Trabalho 01

Use suas próprias palavras
para descrever, suscintamente
–
–
–
–

Sistemas
Sistemas
Sistemas
Sistemas
que atuam como humanos
que pensam como humanos
que atuam racionalmente
que pensam racionalmente
Fale sobre os quebra-cabeças de
Kuhn, suscintamente
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29
Atuam racionalmente
Abordagem de agentes
racionais
 Atuar racionalmente

– Alcançar seus objetivos de acordo com as
suas convicções
 Mais

Inferência
– Apenas parte de ser um agente racional
– Não é única forma de atuar racionalmente
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30
Atuam racionalmente
Leis do pensamento: ênfase
é a inferência correta
 Inferência em agentes racionais

– Apenas parte: agir racionalmente, às
vezes, é raciocinar para concluir-se que
uma ação leva a um objetivo; só, então,
agir de acordo com essa conclusão
– Mas agir racionalmente nem sempre exige
inferência: ação involuntária
– Involuntária pode ser ação mais rápida
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31
Reforçando
Nosso objetivo
Sistemas que
pensam como
humanos
Sistemas que
pensam
racionalmente
Sistemas que
atuam como
humanos
Sistemas que
atuam
racionalmente
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32
Filosofia
(428 AC - Presente)
Dualismo
(Descartes1596-1650)
 Materialismo (Leibniz 1646-1716)
 Empirismo (Bacon 1561-1626)
 Indução (Hume 1711-1776)
 Positivismo lógico (Russell 1872-1970)
 Teoria da confirmação (Carnap)
 Análise de meios-fins (Newell e Simon)

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33
Matemática
Algoritmos (al-Khowarazmi)
 Teoria de incompletude (Gödel)
 Intratabilidade
 Redução(Dantzig)
 NP-completo (Cook 1971)
 Teoria da decisão (von Neumann 1944)

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34
Psicologia
Psicologia científica
(Helmholtz 1821-1894)
 Behavorismo (Waston 1878-1958)
 Psicologia cognitiva (James 18421910)

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35
Computação
Alan Turing (1940)
 Z-3 / 1o computador
Programável ( Konrad Zuse 1941)
 ABC - IOWA St. Univ. (1940-1942)
 MARK I, II, III - Haward
 ENIAC
 EDVAC
 IBM 701

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36
Lingüística
Comportamento Verbal
(Skinner)
 Estruturas Sintáticas (Chomsky)
 Representação de Conhecimento
 Processamento de linguagem Natural

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37
Trabalho 02

Faça um resumo dos
principais (na sua opinião)
assuntos tratados no capítulo 1, em
relação à área de IA, ressaltando
– Novos conceitos adquiridos
– Crítica aos conceitos adquiridos
– Se há possibilidade de usar IA em seu
trabalho na área de educação

Entrega na segunda, 16/10/2000
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38
Leia

Damásio, Antonio. O
Mistério da Consciência.
Rio de Janeiro, Civilização Brasileira,
2000.  Voltar
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39
Teste total de Turing

Computador com as
seguintes capacidades:
–
–
–
–
–
–
processamento de linguagem natural
representação de conhecimento
raciocínio automático
aprendizado de máquina
Visão por computador
Robótica  Voltar
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40
Modelagem
cognitiva
Tendo-se teoria precisa o
suficientemente, pode vir a
ser possivel expressá-la como um
programa de computador
 Se entrada/saída e tempo equivalemse aos dos humanos, há evidência que
alguns dos mecanismos do programa
podem estar operando nos humanos
 Voltar

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41
Não confundir
Interdisciplinaridade
 Multidisciplinaridade
 Transdisciplinaridade
 Centro de Estudos Transdisciplinares
da USP pode esclarecer melhor
 Carta de Transdisciplinaridade
 Voltar

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42
Silogismo
Sócrates é um homem
Todo homem é mortal
Logo, Sócrates é mortal
 Essas Leis do Pensamento, supôs-se,
governavam a operação da mente
 E deram início ao campo da Lógica, no
livro Órganon, de Aristóteles
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43
Leia
Thomas Kuhn, em seu livro
Estrutura das Revoluções Científicas,
coloca a ciência como a tentativa de
solução de quebra-cabeças
 E, para ser quebra-cabeça, o problema
tem que ter, pelo menos, uma solução
 Mais

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44
Thomas Kuhn

Resolver um problema da
pesquisa normal é alcançar o resultado
antecipado de uma nova maneira
– Isso requer a solução de todo o tipo de
complexos quebra-cabeças, conceituais
instrumentais e matemáticos
– O indivíduo que é bem sucedido nessa
tarefa prova que é um perito na resolução
de quebra-cabeças
 Mais
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45
Thomas Kuhn
– O desafio apresentado
pelo quebra-cabeça constitui uma parte
importante da motivação do cientista
– (...) Quebra-cabeça indica, no sentido
corriqueiro em que empregamos o termo,
aquela categoria particular de problemas
que servem para testar nossa
engenhosidade ou habilidade na resolução
de problemas
 Mais
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46
Thomas Kuhn
– (...) O critério sobre a
qualidade de um bom quebra-cabeça nada
tem a ver com o fato do resultado ser
interessante ou importante
– Em geral, problemas realmente
importantes não são quebra-cabeças (cura
do câncer ou uma paz duradoura), em
grande parte porque talvez não tenham
nenhuma solução possível
 Mais
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47
Thomas Kuhn
Kuhn afirma, ainda, que o
valor intrínseco não é
critério para um quebra-cabeça
 Já a certeza de que este possui uma
solução pode ser considerada como tal

Uma dissertação de mestrado, como
qualquer pesquisa, é um quebra-cabeça
 Voltar
Atenção
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48
Agentes racionais
Um agente é, apenas, algo
que percebe e age
 Pode ser uso incomum, mas você
conseguirá usá-lo
 Nessa abrdagem, AI estuda e
constroi agentes racionais
 Voltar

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49
Agentes racionais
MS Encarta 2000
 Ação involuntária

– Reflexos ativam
músculos em
situações onde o
cérebro demoraria
muito tempo para
responder
 Mais
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50
Agentes racionais
Todas as habilidades exigidas
para o teste de Turing permitem
ações racionais
 Precisa-se dessas habilidades para

– Representar conhecimento
– Raciocinar sobre o mesmo para tomar-se
boas decisões em uma grande variedade
de situações
 Mais
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51
Agentes racionais

Estudar IA como agentes
racionais tem duas vantagens
– É mais geral que as Leis do Pensamento
(inferência é apenas um mecanismo para
racionalidade; não é uma necessidade)
– É mais responsável cientificamente que as
abordagens baseadas no comportamento
humano (longo e desconhecido, hoje,
processo de evolução)
 Mais
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52
Agentes racionais

Portanto, este curso, segue o
livro texto
– Concentrar-se-á nos princípios gerais de
agentes racionais
– E em componentes para construí-los

Agir adequadamente quando não há
tempo para todos os cálculos e
raciocínios que se gostaria  Voltar
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53