agentes inteligentes o que são agentes inteligentes? agentes de software (softbots) ou robôs...

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AGENTES INTELIGENTES AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que é inteligência artificial? O que são agentes de software? Resposta: guiada pelas aplicações práticas ...

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Page 1: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

AGENTES INTELIGENTES AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes?O que são Agentes Inteligentes?

Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida

Então: O que é inteligência artificial?

O que são agentes de software?

Resposta: guiada pelas aplicações práticas ...

Page 2: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

... de amanha ...... de amanha ...

MMAATTRRIIXX

BladeBlade RunnerRunner

AA..II..

Page 3: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

... e de hoje... e de hoje

Agriculture, Natural Resource Management, and the Environment

Architecture & Design Art Artificial Noses Astronomy & Space Exploration Assistive Technologies Banking, Finance & Investing Bioinformatics Business & Manufacturing Drama, Fiction, Poetry, Storytelling & M

achine Writing

Earth & Atmospheric Sciences Engineering Filtering Fraud Detection & Prevention Hazards & Disasters Information Retrieval & Extraction Knowledge Management

Law Law Enforcement & Public Safety Libraries Marketing, Customer Relations & E-Com

merce

Medicine Military Music Networks - including Maintenance,

Security & Intrusion Detection Politics & Foreign Relations Public Health & Welfare Scientific Discovery Social Science Sports Telecommunications Transportation & Shipping Video Games, Toys. Robotic Pets &

Entertainment

Domínios de aplicações da IA na página da AAAI:www.aaai.org/AITopics/html/applications.html

Page 4: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Aplicações da IA: Aplicações da IA: automação de sistemas complexosautomação de sistemas complexos

Como modelar os componentes do sistema e dar-lhes autonomia?

Como assegurar uma boa comunicação e coordenação entre estes componentes?

Page 5: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Como brecar o carro sem as rodas deslizarem em função da velocidade, atrito, etc.?

Como focar a câmera em função de luminosidade, distância, etc.?

Como ajustar a temperatura em da quantidade de roupa, fluxo de água, etc.?

Aplicações da IA: sistemas de controleAplicações da IA: sistemas de controle

Page 6: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Agora é Lula !Agora é Lula !

Aplicações da IA: previsãoAplicações da IA: previsão

Como prever o valor do dólar (ou o clima) amanhã? Que dados são relevantes? Há comportamentos

recorrentes?

Page 7: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Aplicações da IA para a própria computaçãoAplicações da IA para a própria computação

Internet e Web Redes e Sistemas Distribuídos Banco de dados Engenharia de software Hardware (projeto e análise) Robótica Interfaces Computação Gráfica Jogos Etc.

Visão moderna da IA: Maior valor agregada quando

embutida com resto da computação

MIT AI Lab & CIn-UFPE

Page 8: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

HAZBOT: ambientes com atmosfera inflamável

Aplicações da IA: controle de robôsAplicações da IA: controle de robôs

Como obter navegação segura e eficiente, manipulação fina e versátil, autonomia?

E no caso de ambientes dinâmicos e imprevisíveis?

Page 9: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

FIFA SoccerThe Sims

Aplicações da IA: simulações e jogosAplicações da IA: simulações e jogos

Como modelar o ambiente físico e o comportamento/personalidade dos personagens?

Como permitir interação interessante com o usuário?

Page 10: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Aplicações da IA: recomendação de Aplicações da IA: recomendação de produtosprodutos

Como fazer recomendações personalizadas de produtos? Como modelar os perfis dos compradores?

Page 11: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Aplicações da IA: busca de informação na Aplicações da IA: busca de informação na webweb

Como localizar a informação relevante?

Page 12: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Aplicações da IA: detecção de intrusãoAplicações da IA: detecção de intrusãoe filtragem de spame filtragem de spam

Como saber se uma mensagem é lixo ou de fato interessa?

Como saber se um dado comportamento de usuário é suspeito e com lidar com isto?

Page 13: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Aplicações da IA: interfaces amigáveisAplicações da IA: interfaces amigáveis

Como dar ao usuário a ajudar de que ele precisa? Como interagir (e quem sabe navegar na web) com

celular sem ter de digitar (hands-free)?

Page 14: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Computadores fazem Computadores fazem arte ...arte ...

... artistas fazem dinheiro?... artistas fazem dinheiro? Faturamento da indústria da IA:

2002: $11.9 bilhões taxa de crescimento anual: 12.2% projeção para 2007: $21.2 bilhões fonte: www.aaai.org/AITopics/html/stats.html

Empresas especializadas em IA: http://dmoz.org/Computers/Artificial_Intelligence/Companies/

Grandes empresas desenvolvendo e utilizando IA: IBM, HP, Sun, Microsoft, Unisys, Google, Amazon.com, ...

Grandes empresas utilizando IA: www.businessweek.com/bw50/content/mar2003/a3826072.htm Wal-Mart, Abbot Labs, US Bancorp, LucasArts, ...

Órgãos governamentais utilizando IA: US National Security Agency Detran do Pernambuco ... não usa não

Page 15: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Pluridisciplinaridade da IAPluridisciplinaridade da IA

• Busca heurística• Representação do conhecimento e Raciocínio automático• Planejamento • Aprendizagem e Aquisição de Conhecimento• Sistemas Multi-Agente• Reconhecimento de Padrões

Problemas • Jogos• Sistemas Especialistas• Percepção Computacional

• Visão• Processamento de Voz• Integração de Sensores

• Processamento de Linguagem Natural• Robótica

• Navegação• Manipulação

Aplicações

• Classificação• Previsão• Monitoramento• Diagnóstico e Interpretação• Conserto• Escalonamento• Alocação• Filtragem• Descoberta• Design• Controle• Simulação

Tarefas

•Filosofia•Matemática

• Lógica• Proba. e Estat.• Cálculo

• Pesquisa Operacional• Economia• Sociologia• Lingüística• Psicologia• Biologia• Automação e Controle• Computação tradicional

Inspiração

Page 16: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Máquina que age racionalmente:age racionalmente: Agente racional, i.e., que escolha ações que maximizam chances do ambiente ficar em estadosque satisfazem objetivos Teoria da decisão, otimização, economia Atos reflexos

Máquina que raciocina raciocina racionalmente:racionalmente: Lógica, Probabilidades

P(A|B)

Definições da IADefinições da IA

Máquina que ageage humanamentehumanamente:: Teste de Turing

??

Máquina que raciocina raciocina humanamente:humanamente: Modelagem cognitiva

Page 17: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Definições da IADefinições da IA

Máquina que realiza tarefa:tarefa: Pela qual não existe algoritmo conhecido ou prático No entanto efetuada com alto desempenho por humanos

Máquina que utiliza técnicastécnicas desenvolvidas em pesquisa de IA

Algum problema?

Abstrações de IA

+ P(A|B)

X

AlgoritmoProblema

Page 18: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Inteligência Inteligência ArtificialArtificial x Inteligência x Inteligência ComputacionalComputacional

Desenvolver sistemas que realiza tarefas:tarefas: Pela qual não existe algoritmo conhecido ou prático No entanto efetuada com desempenho por humanos Usando qualquer técnica:qualquer técnica:

Simbólica Lógica, Regras, Objetos

Numérica Híbrida simbólica-numérica

Desenvolver sistemas que realizatarefas: Pela qual não existe algoritmo conhecido ou prático No entanto efetuada com desempenho por humanos Usando apenas técnicas numéricasapenas técnicas numéricas de IA:

Redes neurais Redes Bayesianas Probabilidades e estatística Sistemas nebulosos Algoritmos genéticos Formigas Híbrida numérica-numérica

Page 19: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

O que é um agente?O que é um agente?Definição geral mínimaDefinição geral mínima

Qualquer entidade (humano, animal, robô, software): Imersa ou situada em um ambiente ambiente (físico, virtual/simulado) e que, Percebe esse ambiente através de sensoressensores (olhos, câmera, socket) Age sobre esse ambiente através de atuadoresatuadores (mãos, roda,

socket) Possui objetivos própriosobjetivos próprios, i.e., estados do ambientes preferidos

(explícitos ou implícitos) Escolha suas ações em função das suas percepções para atingir

seus objetivos

Ciclo de processamento: Percebe P Interpreta suas percepções I = f(P) Escolha suas ações A = g(I,O) para atingir objetivos O Executa A

Page 20: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

O que é um agente? O que é um agente?

Raciocínio

AgenteAgente

Am

bie

nte

Sensores

Atuadores

Objetivos

Interpretaçãodas percepções:

I = f(P)

Escolhadas ações:A = g(I,O)

A

P 1. Percepções ambientais2. Própriocepções3. Percepções

comunicativas

1. Ações de alterações ambientais

2. Ações perceptivas3. Ações comunicativas

Page 21: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Agentes no mapa da computaçãoAgentes no mapa da computação

InteligênciaArtificial

Engenhariade Software

SistemasDistribuídos

Agentes

Page 22: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Agente x ObjetoAgente x Objeto

Intencionalidade: Encapsula objetivos própriosobjetivos próprios

(mesmo que implicitamente) além de dados e métodos

Autonomia de decisãoAutonomia de decisão Pode iniciar ação da sua própria

iniciativa para satisfazer seus objetivos (pro-atividade)

Pode negar-se a um pedido de ação da parte de outro agente (negociação)

Entrada e saída mais complexa: sensores e atuadores

Continuidade temporal: sempre monitorando o ambiente

Granularidade maior: Encapsula código do tamanho de

um pacote ou componente Composto de vários objetos

quando implementado no paradigma OO

Sem objetivo próprio

Sem autonomia de decisão: Executa apenas quando invocado

por outros objetos Executa sempre que invocado por

outros objetos Entrada e saída: parâmetros e

resultado de métodos Descontinuidade temporal: ativo

apenas durante invocação dos seus métodos

Page 23: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Agente InteligenteAgente Inteligente x x Softbot “burro”Softbot “burro”

Am

bie

nte

Sensores

Atuadores

Objetivos

Interpretação das percepções: I = f(P)

Escolha das ações: A = g(I,O)

ProcessamentoConvencional

ProcessamentoConvencional

IA

IA

Page 24: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Agente Inteligente x Sistema de IA ClássicaAgente Inteligente x Sistema de IA Clássica

Am

bie

nte

Sensores

Atuadores

Objetivos

Interpretaçãodas percepções

Escolhadas ações

IA

IA

Agente SituadoAgente Situado

Raciocínio

Dados deEntrada

Dados deSaída

Objetivos

Sistema Sistema InteligenteInteligente

Não SituadoNão Situado

IA

Page 25: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

O que é um agente? Outras propriedades O que é um agente? Outras propriedades freqüentemente associadasfreqüentemente associadas

Autonomia de raciocínio:Autonomia de raciocínio: Requer IA, máquina de inferência e base de conhecimento Chave para: sistemas especialistas embutidos, controle, robótica,

jogos, agentes na internet ...

Adaptabilidade:Adaptabilidade: Requer IA, aprendizagem de máquina Chave para: agentes na internet, interfaces amigáveis ...

Sociabilidade:Sociabilidade: Requer IA + técnicas avançadas de sistemas distribuídos:

Protocolos padrões de comunicação, cooperação, negociação Raciocínio autônomo sobre crenças e confiabilidade Arquiteturas de interação social entre agentes

Chave para: simulação multi-agente, comercio eletrônico, ...

Page 26: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

O que é um agente? Outras propriedades O que é um agente? Outras propriedades freqüentemente associadasfreqüentemente associadas

Personalidade:Personalidade: Requer IA, modelagem de atitudes e emoções Chave para: entretenimento digital, realidade virtual, interfaces

amigáveis ...

Continuidade temporal e persistência:Continuidade temporal e persistência: Requer interface com sistema operacional e banco de dados Chave para: filtragem, monitoramento, controle, ...

Mobilidade:Mobilidade: Requer:

Interface com rede Protocolos de segurança Suporte a código móvel

Chave para: agentes de exploração da internet, ...

Page 27: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Porque usar a metáfora de agentes?Porque usar a metáfora de agentes?

3. Fornece visão unificadora das váriassub-áreas da IA

4. Ajuda a embutir a IA em sistemascomputacionais tradicionais

5. Permite tratar melhor a interação com ambiente 6. Permite tratamento natural da IA distribuída

1. Livro-texto de IA mais didático e mais moderno

2. Fornece metodologias de desenvolvimento de sistemas inteligentes estendendo as de engenharia de software

Page 28: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Agentes: metodologia de desenvolvimentoAgentes: metodologia de desenvolvimento

Decompõe problema em: percepções, ações, objetivos e ambiente (e outros agentes)

Decompõe tipo de conhecimento em: Quais são as propriedades relevantes do mundo? Como o mundo evolui? Como identificar os estados desejáveis do mundo? Como interpretar suas percepções? Quais as conseqüências de suas ações no mundo? Como medir o sucesso de suas ações? Como avaliar seus próprios conhecimentos?

Indica arquitetura e método de resolução de problema

Page 29: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Pergunta cautelosamente evitada até agora Pergunta cautelosamente evitada até agora

O que é inteligência ?O que é inteligência ?

Quem é mais Quem é mais inteligente?inteligente?

Seu médico ou sua empregada doméstica?

Seu advogado ou sua criança de 1 ano?

Kasparov ou Ronaldinho?

Dica: baseia sua resposta sobre os sucessos da IA nos último 40 anos

1997:2 x 1

2050?2 x 1

Page 30: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

www.robocup.owww.robocup.orgrg

Novo desafio benchmark e teste de turing para IA Competição anual associada a conferencia de IA Para sistemas multi-agente situados

Page 31: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Experimento do Robô Multi-HumanoExperimento do Robô Multi-Humano

Robô simulado por 4 humanos: 1 Cérebro (1 pessoa), raciocinador 2 Braços (1 por pessoa = 2 pessoas), atuadores 1 sistema de visão (1 pessoa), sensor

Page 32: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Robô Multi-Humano: regras do jogoRobô Multi-Humano: regras do jogo

BraçosBraços não podem ver não devem ouvir o que diz o

sistema de visão tem tato pouco refinado podem responder apenas sim ou

não ao cérebro seguem instruções do cérebro

Sistema de visãoSistema de visão não pode fornecer informação sem

ter sido claramente perguntado pelo cérebro

pode distinguir diferentes objetos e estimar distâncias

pode mover-se de forma a dar informações visuais a partir de diferentes ângulos

CérebroCérebro não pode ver fala com todas as partes do robô controla os braços indicando

ângulos de giro deslocamento em uma direção e

distância dadas força a aplicar

pode fazer perguntas aos braços e sistema de visão

pode pedir para o sistema de visão se deslocar para obter outros ângulos de visão

pode desenhar ambiente em uma folha de papel

Voluntários?Voluntários? Braços e olhos saem da sala... Cérebro recebe a tarefa

Page 33: AGENTES INTELIGENTES O que são Agentes Inteligentes? Agentes de software (softbots) ou robôs físicos Com inteligência artificial embutida Então: O que

Robô Multi-Humano: algumas conclusõesRobô Multi-Humano: algumas conclusões

Um modelo do mundo é imprescindível e econômico (resume todo o ocorrido) dá suporte ao raciocínio

Conhecimento prévio do mundo é importante Coordenar diferentes sistemas é complicado A percepção e a execução são imperfeitas Feedback visual e de força são imprescindíveis No mundo real é mais complicado

tem muito conhecimento implícito A maioria dos sistemas de visão não são móveis

...