inteligência artificial-ficção científica e realidade

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Inteligência Artificial: Ficção Científica e Realidade

Prof. Me. Cláudio Luís Vieira Oliveira

[email protected]

Inteligência Artificial

Dave Bowman: Open the pod

bay doors, HAL.

HAL: I’m sorry Dave, I’m afraid I

can’t do that. (2001: Uma Odisséia no Espaço - 1968)

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Área de pesquisa da Ciência da

Computação dedicada a buscar

soluções computacionais que

apresentem ou simulem a

capacidade humana de resolver

problemas, pensar, aprender ou

se comunicar.


A construção de

máquinas inteligen-

tes fascina a

humanidade há

muito tempo, na

história há vários

registros de autô-

matos mecânicos

reais ...

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... e personagens

míticos, como

Frankenstein (Mary

Shelley, 1818).


Ficção ou realidade?

O que o futuro nos reserva ...

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Metrópolis (1927):

A obra demonstra

uma preocupação

crítica com a

mecanização da vida

industrial nos grandes

centros urbanos.


Forbidden Planet (1956):

Apresenta o robô

Robby que é

programado para

auxiliar e defender

a “mocinha” do

filme.

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Guerras nas Estrelas (1977):

C3PO e R2D2 são,

provavelmente, os

mais famosos

robôs já criados

pela indústria

cinematográfica.


Eu, Robô (1950-Livro, 2004-Filme):

Baseado no universo construído

por Isaac Asimov retrata a

convivência entre seres humanos

e máquinas.

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Apresenta um

garoto-robô que

procura conquistar

o amor de sua

"mãe", procurando

uma maneira de

se tornar humano.

A.I. – Inteligência Artificial (2001):


O Homem Bicentenário (1999):

Fundamentado sobre

uma obra de Isaac

Asimov, mostra a estória

de um robô consciente e

inteligente que luta para

possuir um status

semelhante a de um

humano na sociedade.

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2001: Uma Odisséia no Espaço:

Uma equipe de astronautas é

enviada à Júpiter na nave

Discovery, totalmente controlada

pelo computador HAL 9000 ...


... Porém, um erro de programação

faz com que, no meio da viagem,

HAL entre em pane e tente

eliminar toda a tripulação.

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“Data” é uma

forma de vida

artificial projetada

para se parecer

com um ser

humano.

Jornada nas Estrelas (1987):


Com a evolução dos computadores

a Inteligência Artificial ganhou

recursos e se estabeleceu como

ciência ...

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... desde então, seu desenvolvi-

mento tem extrapolado os

clássicos programas de xadrez ...


... e envolvido áreas como visão

computacional, análise e síntese

da voz, lógica difusa e redes

neurais artificiais entre muitas

outras.

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As aplicações da Inteligência

Artificial no mundo real ...

Sojourner

(NASA, 1997)


A uma centena de milhões de

quilômetros da Terra, o projeto

Remote Agent da NASA

(1998) tornou-se o primeiro

programa de planejamento

automático de bordo a

controlar as operações de

uma nave espacial.

Planejamento Automático:

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Jogos:

O Deep Blue (1996) da IBM se

tornou o primeiro programa de

computador a derrotar o campeão

mundial de

xadrez.


Controle autônomo:

O sistema de visão computacional

ALVINN (1994) foi treinado para

dirigir um automóvel. Foi instalado

em um veículo e percorreu

aproximadamente

4.600 km.

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Programas para

diagnóstico médico

(2000), baseados em

análise probabilística,

são capazes de

executar tarefas no

nível de um médico

especialista.

Diagnóstico:


Robótica:

Atualmente são

utilizados programas

para controlar robôs

que procuram imitar

o ser humano ou

realizar tarefas de

extremo risco...

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Robótica:

... ou em tarefas

domésticas.


Reconhecimento ótico (1974):

Consiste em

programas que

podem traduzir a

letra escrita de

forma arbitrária

em texto.

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Torna possível ao

ser humano se

comunicar com

os computadores

através de um

idioma (1960).

Processamento de linguagem:


Teste Turing: Proposto por Alan Turing

(1950), foi projetado para fornecer uma

definição operacional satisfatória de

inteligência. Neste teste o computador

precisaria apresentar as seguintes

capacidades:

Processamento de linguagem

natural para permitir que se comunique

com sucesso em um idioma natural;

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Representação do conhecimento

para armazenar o que sabe e ouve;

Raciocínio automatizado para usar

as informações armazenadas com a

finalidade de responder a perguntas e

tirar conclusões;

Aprendizado de máquina para se

adaptar a novas circunstâncias e para

detectar e extrapolar padrões.


Junho de 2014: Computador

convence juízes de que é garoto de

13 anos em “Teste de Turing”

De 30 juízes, 10 acharam que “Eugene

Goostman” era humano. Software é um

“chatbot” que começou a ser

desenvolvido em 2001.

http://www.princetonai.com/

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Redes Neurais Artificiais idealizado

por McCulloch e Pitts (1943), partiu do

conhecimento básico da fisiologia

básica e funcionamento dos neurônios

no cérebro.

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Composição de um neurônio:


Os principais componentes dos neurônios

são:

Dentritos tem por função, receber os

estímulos transmitidos pelos outros

neurônios;

Soma é o corpo de neurônio sendo

responsável por coletar e combinar

informações vindas de outros neurônios;

Axônio é constituído de uma fibra tubular e é

responsável por transmitir os estímulos

para as outras células.

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Sistemas Especialistas programas

que possuem uma “base de

conhecimentos" no qual estão

codificadas "regras de produção".

O motor de inferências é responsável

por encontrar regras que sejam

adequadas à situação corrente que se

deseja resolver. As regras tem um

formato genérico, onde uma condição é

seguida por uma ação.


Agentes Inteligentes são entidades

computacionais que funcionam de

forma contínua e autônoma, em um

ambiente restrito, e aonde podem existir

outros agentes com características

comuns ou não.

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Um sistema poderá ser visto como um

agente inteligente se for capaz de

perceber seu ambiente por meio de

sensores e de agir sobre esse

ambiente por intermédio de atuadores

agregando as características como

autonomia, habilidade social,

reatividade e pró-atividade.


A Representação do Conhecimento é

um mecanismo usado para raciocinar

sobre o mundo ao invés de agir

diretamente sobre ele. Pode ser

considerado um meio de expressão, por

exemplo, uma linguagem na qual pode-

se dizer coisas sobre o mundo.

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No entanto, problemas de eficiência,

facilidade de uso e a necessidade de

expressar conhecimento incerto e

incompleto levaram ao desenvolvimento

de diversos tipos de formalismos para a

representação de conhecimento.


A lógica é a base para a maioria dos

formalismos de representação de

conhecimento, seja de forma explícita,

como nos sistemas especialistas

baseados na linguagem Prolog, seja

disfarçada na forma de representações

específicas que podem facilmente ser

interpretadas como proposições ou

predicados lógicos.

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Exemplo de lógica:

x altoSalário (x) rico (x)

x possuiCasa(x) Λ rico(x) casaGrande(x)

x casaGrande(x) custaManter(x)

altoSalário (João)

possuiCasa(João)

João gasta muito

com sua casa.


Uma rede semântica consiste em um

conjunto de nós conectados por arcos .

Os nós representam objetos e os arcos,

relações binárias entre esses objetos.

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Exemplo de uma rede semântica:

Veículo

Pistão

Gol Palio Motor Pneu

É um É um Faz parte Faz parte

Faz parte


Os frames e sua variação, os scripts,

foram introduzidos para permitir a

expressão das estruturas internas dos

objetos, mantendo a possibilidade de

representar herança de propriedades

como as redes semânticas. As idéias

fundamentais destes métodos foram

introduzidas por Marvin Minsky em

1975.

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Exemplo de frame:

Palio

É um Veículo

Portas 2 ou 4

Motor 1.0 ou 1.4

Fabricante Fiat

Nome

do

Frame

Conteúdo

do Slot Slot

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