UPE – Caruaru – Sistemas de Informação
Disciplina: Inteligência Artificial
Prof.: Paulemir G. Campos
Introdução à IA
(Parte 1)
11/5/2015
IA - Prof. Paulemir Campos
1
O Que é IA?
11/5/2015
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2
Definições

Em relação a processos de pensamento
e raciocínio (1/4):

11/5/2015
“O novo e interessante esforço para fazer
os computadores pensarem... ‘máquinas
com mentes’, no sentido total e literal.”
(Haugland, 1985)
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3
Definições

Em relação a processos de pensamento
e raciocínio (2/4):

11/5/2015
“Automatização de atividades que
associamos ao pensamento humano,
atividades como a tomada de decisões, a
resolução de problemas, o aprendizado...”
(Bellman, 1978)
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Definições

Em relação a processos de pensamento
e raciocínio (3/4):

11/5/2015
“O estudo das faculdades mentais pelo uso
de modelos computacionais.”
(Charniak e McDermott, 1985)
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5
Definições

Em relação a processos de pensamento
e raciocínio (4/4):

11/5/2015
“O estudo das computações que tornam
possível perceber, raciocinar e agir.”
(Winston, 1992)
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6
Definições

Em relação ao comportamento (1/2):

11/5/2015
“A arte de criar máquinas que executam
funções que exigem inteligência quando
executadas por pessoas.”
(Kurzweil, 1990)
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Definições

Em relação ao comportamento (2/2):

11/5/2015
“A Inteligência Computacional é o estudo
do projeto de agentes inteligentes.”
(Poole et al., 1999)
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Abordagens de Estudo da IA

Abordagem centrada nos seres
humanos:

11/5/2015
É caracterizada por ser uma ciência
empírica, envolvendo hipóteses e
confirmação experimental.
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Abordagens de Estudo da IA

Abordagem focada na racionalidade:

11/5/2015
Engloba uma combinação de matemática e
engenharia.
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10
Abordagens de Estudo da IA

Destas abordagens há quatro
estratégias, que historicamente têm
sido seguidas, para o estudo da IA:




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A
A
A
A
abordagem do teste de Turing;
estratégia de modelagem cognitiva;
abordagem das “leis do pensamento”;
abordagem de agente racional.
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Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing


O teste de Turing (Alan Turing, 1950)
foi projetado para fornecer uma
definição operacional satisfatória de
inteligência.
Este teste é baseado na impossibilidade
de distinguir entre seres humanos.
11/5/2015
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Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing


O teste de Turing consiste em permitir
que um humano interrogue um
computador por cinco minutos on-line;
O computador passará no teste se em
30% desse tempo conseguir enganar
um ser humano.
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Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing


Contudo, programar um computador
para passar nesse teste exige muito
trabalho.
O computador precisa ter as seguintes
capacidades:

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Processamento de linguagem natural:
para permitir que se comunique com
sucesso em idioma natural;
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Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing

O computador precisa ter as seguintes
capacidades (Continuação):


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Representação de conhecimento: para
armazenar o que sabe ou ouve;
Raciocínio automatizado: para usar as
informações armazenadas para responder
perguntas e tirar novas conclusões;
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Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing

O computador precisa ter as seguintes
capacidades (Continuação):

11/5/2015
Aprendizado de máquina: para se
adaptar a novas circunstâncias e para
detectar e extrapolar padrões.
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Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing


O teste de Turing evitou
deliberadamente a interação física
direta entre interrogador e o
computador;
Isto porque a simulação física de uma
pessoa é desnecessária para a
inteligência.
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Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing


Contudo, no chamado teste de Turing
total inclui um sinal de vídeo;
Assim, o interrogador pode:


11/5/2015
testar as habilidades de percepção;
repassar objetos físicos “pela tela”.
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18
Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing

Note que no teste de Turing total o
computador também precisará das
seguintes habilidades:


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Visão de computador: para perceber
objetos;
Robótica: para manipular objetos e
movimentar-se.
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Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing


Essas seis habilidades, que são grandes
áreas de pesquisa, compõem a maior
parte da IA;
Logo, Turing merece crédito por
projetar um teste ainda relevante cerca
de 60 anos depois.
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20
Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing


Porém, os pesquisadores de IA têm
dedicado pouco esforço à aprovação no
teste de Turing;
Pois, acreditam que é mais importante
estudar os princípios básicos da
inteligência do que reproduzir um
exemplar.
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21
Agindo de Forma Humana:
Abordagem do Teste de Turing

Por exemplo, no caso do desafio do
“vôo artificial” obteve-se sucesso
quando passou-se a estudar a
aerodinâmica, ao invés de imitar os
pássaros.
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Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva

Almejando que um programa de
computador pense como um ser
humano, necessita-se determinar como
os seres humanos pensam.
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23
Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva

Há duas formas para tentar entender
como pensamos:


11/5/2015
Introspecção – procura captar nossos
próprios pensamentos à medida que eles
se desenvolvem;
Experimentos psicológicos.
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24
Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva

A idéia básica é:

11/5/2015
Conseguir que os comportamentos de
entrada/saída e sincronização de um
programa de computador coincidam com
os comportamentos humanos
correspondentes.
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25
Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva


Por exemplo, Newell e Simon
desenvolveram o GPS (General Problem
Solver) em 1961;
Eles estavam mais preocupados em
comparar os passos das etapas de
raciocínio do programa com os passos
de humanos na solução dos mesmos
problemas.
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Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva

O campo interdisciplinar da ciência
cognitiva reúne:



Modelos computacionais da IA;
E, técnicas experimentais da psicologia.
Com isso, pretende-se construir teorias
precisas e verificáveis a respeito dos
processos de funcionamento da mente
humana.
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Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva

A ciência cognitiva se baseia
necessariamente na investigação
experimental de seres humanos ou
animais.
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28
Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva

No princípio da IA, freqüentemente
havia confusão em relacionar:


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O bom funcionamento de um algoritmo
numa tarefa;
E, um bom modelo de desempenho
humano.
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29
Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva


Atualmente há separação destas
afirmações;
Assim, tanto a IA quanto a ciência
cognitiva desenvolveram-se com maior
rapidez.
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30
Pensando de Forma Humana:
Estratégia de Modelagem Cognitiva


Adicionalmente, tanto a IA quanto a
ciência cognitiva continuam a interagir
construtivamente;
Assim, proporcionaram avanços,
principalmente nas áreas da visão e
linguagem natural.
11/5/2015
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31
Pensando Racionalmente:
Abordagem das “leis do pensamento”

O filósofo grego Aristóteles foi um dos
primeiros a tentar codificar o
“pensamento correto” (processos de
raciocínio irrefutáveis);
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32
Pensando Racionalmente:
Abordagem das “leis do pensamento”

Os silogismos de Aristóteles
forneceram padrões para estruturas de
argumentos que sempre resultavam em
conclusões corretas a partir de
premissas corretas.
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33
Pensando Racionalmente:
Abordagem das “leis do pensamento”

Exemplo:



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“Sócrates é um homem”
“Todos os homens são mortais”
Conclusão: “Sócrates é mortal”
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34
Pensando Racionalmente:
Abordagem das “leis do pensamento”


Para Aristóteles, essas leis do
pensamento deveriam governar a
operação da mente.
Esse estudo deu início ao campo
chamado lógica.
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35
Pensando Racionalmente:
Abordagem das “leis do pensamento”


No século passado, em torno de 1965,
existiam programas que, em princípio,
podiam resolver “qualquer” problema
solucionável descrito em notação lógica.
Pela tradição logicista dentro da IA,
espera-se desenvolver tais programas
para criar Sistemas Inteligentes.
11/5/2015
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36
Pensando Racionalmente:
Abordagem das “leis do pensamento”

Contudo, esta abordagem de construir
Sistemas Inteligentes a partir de
“programas lógicos” enfrenta dois
obstáculos.
11/5/2015
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37
Pensando Racionalmente:
Abordagem das “leis do pensamento”


Primeiro, não é fácil enunciar o
conhecimento informal nos termos
formais exigidos pela notação lógica;
E, segundo, há uma grande diferença
entre ser capaz de resolver um
problema “em princípio” e resolvê-lo na
prática.
11/5/2015
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38
Agindo Racionalmente:
Abordagem de Agente Racional

Um agente racional é aquele que atua
para alcançar o melhor resultado ou,
quando há incerteza, o melhor
resultado esperado.
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Agindo Racionalmente:
Abordagem de Agente Racional


Uma das formas de agir racionalmente
é raciocinar de modo lógico até a
conclusão de que uma dada ação
alcançará as metas pretendidas;
E, em seguida, agir de acordo com essa
conclusão.
11/5/2015
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40
Agindo Racionalmente:
Abordagem de Agente Racional


Contudo, a inferência correta não
representa toda a racionalidade;
Isto porque com freqüência ocorrem
situações em que não existe nenhuma
ação comprovadamente correta a
realizar, mas, mesmo assim, algo tem
de ser feito.
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41
Agindo Racionalmente:
Abordagem de Agente Racional

Também existem modos de agir
racionalmente que não se pode dizer
que envolvem inferências.

11/5/2015
Exemplo: Afastar-se de um fogão quente é
um ato reflexo, em geral, mais bemsucedido que uma ação mais lenta
executada após cuidadosa deliberação.
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42
Agindo Racionalmente:
Abordagem de Agente Racional

Além disso, todas as habilidades
necessárias à realização do teste de
Turing existem para permitir ações
racionais.
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Agindo Racionalmente:
Abordagem de Agente Racional

Por exemplo:


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Habilidade de representar o conhecimento
e raciocinar com ele – possibilita tomar
boas decisões numa ampla variedade de
situações;
Percepção visual – não apenas porque ver
é interessante, mas, para ter uma idéia
melhor do resultado de uma ação.
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44
Agindo Racionalmente:
Abordagem de Agente Racional

Por estas razões, o estudo da IA como
um projeto de agente racional tem pelo
menos duas vantagens:


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É mais geral que a abordagem de “leis do
pensamento”;
É mais acessível ao desenvolvimento
científico do que as estratégias baseadas
no comportamento ou pensamento
humano.
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Referências


Russel, S. e Norvig, P. Inteligência
Artificial. Tradução de: “Artificial
Intelligence: A Modern Approach”, 2 ed.
Editora Campus, 2004. (Capítulo 1,
seção 1.1).
http://www.loebner.net/Prizef/loebnerprize.html (acessada em 11/08/2009)
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