Introdução à
Inteligência Artificial
Prof. Cláudio M. N. A. Pereira
Sumário
1. O que é inteligência artificial (IA).
2. Técnicas e ferramentas básicas de IA
3. Algumas aplicações da IA
4. 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-2
B = 0.87654
X= Exp(-A* (23.58 + 48.9 + 10001)/B)
Resposta:
8,5091E-118
O que é IA?
Calcule o valor de X.
A = 2.3456 E-2
B = 0.87654
X= 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?
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.
5 7 4
Sequência de
movimentos
1 2 3
8 2
8
3 6 1
7 6 5
Estado Inicial
4
Estado Final
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?
Observe a tabela:
X
Y
Z
0
0
0
2
2
2
4
4
4
0
2
4
0
2
4
0
2
4
0
2
4
2
4
6
4
6
8
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 Conhecimento
Baseados 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 Neurais
Através da simulação (simplificada) do cérebro humano, obtémse 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 Evolucionária
Através 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 Nebulosa
É 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
Rede Neural
Lógica Fuzzy
Identificação
do comando
falado
Aplicações de IA
Reconhecimento de Impressões Digitais
Rede Neural
Lógica Fuzzy
Digitasl do
José das Coves
Aplicações de IA
Identificação de Placas de Veículos
Rede Neural
Lógica Fuzzy
ABC-1234
Aplicações de IA
Diagnósticos Médicos
Rede Neural
Lógica Fuzzy
Diagnóstico
Aplicações de IA
Robótica: Aprendizado, Adaptação, Reconhecimento de Voz,
Reconhecimento de Imagens,Processamento de
Linguagem Natural
Imagem
Ação
Som
Informação
sobre o ambiente
Aplicações de IA
Controle: Veículos, Robôs, Plantas Industriais
Comp. Evol.
Lógica Fuzzy
Aplicações de IA
Bolsa de Valores: Previsão de Tendências
Histórico dos
Indicadores
Rede Neural
Lógica Fuzzy
Previsão de
Tendências
Aplicações de IA
Projetos: Eletrônicos, Mecânicos, Nucleares
Computação
Evololucionária
Aplicações de IA
Identificação de Operação Anormal
Rede Neural
Lógica Fuzzy
Sist.Especialistas
VN
V2
Identificação da
Falha/Defeito
V1
...
t
Aplicações de IA
Planejamento e Logística: Alocação de Professores
LP-1
Período,Carga.
Cláudio
Disponib.
Disciplinas
...
Antônio
Disponib.
Disciplinas
...
Algoritmos
Período, 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”