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Inteligência Artificial - IA
Agentes Inteligentes
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O que é pensar racionalmente? Segundo Aristóteles: “pensar racionalmente é um processo de raciocínio irrefutável.”
Argumentos que resultam em conclusões corretas ao receberem premissas corretas. Propôs os padrões de argumentos que representam raciocínios corretos. Esses Silogismos fazem parte da Lógica
Ex. Sócrates é um homem. Todos os homens são mortais. Logo,
Sócrates é mortal. Quais os obstáculos? 1) A dificuldade de enunciar conhecimento informal nos termos exigidos
pela lógica. 2) Diferença entre resolver um problema em princípio e resolvê-lo na
prática.
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Agindo Humanamente
Turing 1950 propôs que comportamento inteligente é a capacidade de alcançar a performance humana em todas as tarefas cognitivas, suficientes para enganar um interrogador
Seis capacidades básicas de um computador inteligente:
l. Processamento de linguagem natural – permitir comunicação
2. Representação de conhecimento – armazena o que sabe e ouve
3. Raciocínio automatizado – cruzar informações e responder questões
4. Aprendizagem de máquina - adaptar-se a novas circunstancias
5. Visão de computador – para perceber objetos
6. Robótica – para manipular objetos e movimentar
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Agindo Racionalmente – abordagem agente racional
Um agente é simplesmente algo que age (do latin agere, significa fazer).
Espera-se de um agente computacional outros atributos que o diferem de um mero programa.
Controle autônomo
Perceber o seu ambiente
Persistir numa tarefa por um período de tempo
Adaptar-se a mudanças
Ser capaz de assumir metas de outros
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Agentes e ambientes
“Agente é tudo o que pode ser considerado capaz de perceber seu ambiente por meio de sensores e de agir sobre esse ambiente por intermédio de seus atuadores.” (Russel, 2004)
Quais os sensores e atuadores de: - Agente humano -Agente robótico
- Agente de software
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Percepção - conjunto de todas as entradas dos sensores em qualquer momento.
Sequencia de percepções – história completa de tudo que o agente já percebeu.
A ação de um agente pode depender da sequencia inteira de percepções observadas.
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Comportamento do agente é descrito pela função de agente que mapeia qualquer sequencia de percepções para uma ação.
A função de agente para um agente artificial é implementada por um programa de agente
Observe que:
A função de agente é uma descrição matemática abstrata.
O programa de agente é uma implementação concreta, relacionada a arquitetura do agente.
Agente = plataforma + programa 7
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Exemplo: Um mundo de aspirador de pó com dois locais.
Percepção Ação
• Qual o bloco da posição atual • Se o bloco atual está limpo
• Aspirar • Ir para a esquerda • Ir para a direita • Nenhuma
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Qual a maneira correta de preencher a tabela de ação?
Percepção Ação
• Qual o bloco atual • Se o bloco atual está
limpo
• Aspirar • Ir para a esquerda • Ir para a direita • Nenhuma
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O que se pode dizer do agente aspirador de pó?
O que torna um agente bom ou ruim?
Inteligente ou estúpido?
Como preencher a tabela para atingir o melhor resultado?
E o que significa isso?
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Medidas de desempenho
Objetivos definidos pelo criador do agente
Exemplos:
a) Quantidade de poeira limpa por turno
Problema: possibilidade de ”jogar com as regras”
b) Número de blocos limpos
Problema: Custos energéticos
Medidas devem refletir exatamente o resultado esperado
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Medidas de desempenho Critério que define o grau de sucesso de um agente na
realização de uma dada tarefa
Responsabilidade do criador do agente Esta medida deve ser imposta do exterior do problema Nem sempre simples de selecionar Má escolha da medida de desempenho pode acarretar comportamento
indesejado Compromissos entre objetivos múltiplos conflitantes Efeitos de média
Ex.: limpeza média dos blocos (aspirador)
O problema deve saber quando avaliar o desempenho
Exs. aspirador de pó, provador de teoremas, filtragem de e-mails, policial de trânsito, avaliador de clima...
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Se soubessemos:
Que ações um agente pode tomar
O que ele percebe do ambiente
O que ele conhece
Que medidas ditam seu desempenho
Poderiamos definir um parâmetro de racionalidade
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Conceito de racionalidade Um agente racional é aquele que faz tudo certo.
O que significa fazer tudo certo?
Numa primeira abordagem:
A ação certa é aquela que fará o agente obter maior sucesso.
Qual o método para medir o sucesso?
Juntamente com a descrição do ambiente e dos sensores e atuadores do agente, esse método fornecerá uma especificação completa das tarefas que o agente deve realizar.
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A definição do que é racional depende de 4 fatores:
A medida de desempenho que define o critério de
sucesso
O conhecimento prévio que o agente tem do ambiente
As ações que o agente pode executar
A seqüência de percepções do agente até o momento.
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Considere o agente aspirador de pó apresentado.
Ele é um agente racional?
Depende!
Considere... a) A medida de desempenho oferece o premio de um ponto para cada
quadrado limpo a cada período de tempo, ao longo de 1000 períodos de tempo;
b) O ambiente é conhecido, mas a disposição da sujeira e do agente não são conhecidas. Quadrados limpos permanecem limpos e a aspiração limpa o quadrado atual. As ações esquerda e direita movem o agente;
c) As únicas ações possíveis são: esquerda, direita, aspirar, não fazer nada;
d) O agente percebe corretamente a sua posição e se essa contem sujeira.
Sob essas condições o agente é racional.
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Considere o mesmo agente aspirador de pó, porém ...
a) Toda sujeira esta limpa, mas o agente oscila desnecessariamente de um lado para outro.
Supondo que a medida de desempenho inclua uma penalidade de um ponto para cada movimento desnecessário.
Ele seria um agente racional?
Um agente racional não faria nada se tivesse certeza que tudo esta limpo.
Se os quadrados limpos pudessem ficar sujos, ocasionalmente o agente deveria verificar e voltar a limpá-los, se necessário.
Se a geografia do ambiente fosse desconhecida, o agente deveria explorá-la ao invés de se fixar nos quadrados A e B.
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Exercício. 1. Tanto a medida de desempenho quanto a função de utilidade medem
quanto um agente está desempenhando bem as suas atividades. Explique a diferença entre as duas medidas.
2. Para explorar a função de agente e programa de agente: a) Pode haver mais de um programa de agente que implemente uma dada
função de agente? Dê um exemplo ou mostre por que não é possível. b) Existem funções de agente que não podem ser implementadas por
qualquer programa de agente? 3. Examine a racionalidade do agente aspirador de pó nas condições: a) Descrita no slide 9 e com medida de desempenho slide 16, explique. b) Descreva uma função de agente racional para a medida de desempenho
modificada que deduz um ponto a cada movimento desnecessário. O programa de agente correspondente exige estado interno?
c) Descreva possíveis projetos de agentes para os casos em que os quadrados limpos podem ficar sujos e a geografia do ambiente não é conhecida. Faz sentido para o agente aprender a partir de suas experiências nessas situações?em caso afirmativo, o que ele deve aprender?
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Racionalidade X Onisciência
Onisciência: Um agente onisciente sabe o resultado real de suas ações e
pode agir de acordo com ele; Todas as informações atuais
Prever o resultado de qualquer ação futura
Porém onisciencia é impossível na realidade.
Impossível saber o resultado das ações a priori
Ações imperfeitas podem ocorrer
Racionalidade não é o mesmo que perfeição. Racionalidade maximiza o desempenho esperado.
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Racional NÃO É onisciente;
Racional NÃO É clarividente;
Racional NÃO É necessariamente bem-sucedido;
Racional É investigação, aprendizado, autonomia...
Agente onisciente: conhece todos os efeitos de suas ações.
Onisciência permite perfeição
Um agente racional escolhe a ação que maximiza o valor esperado de uma certa medida de desempenho, dada uma sequência percebida de eventos;
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A racionalidade fica limitada à seqüência perceptiva escolhida pelo agente?
Não, é preciso obter as informações relevantes
Os agentes bem sucedidos dividem a tarefa de calcular a função do agente em tres periodod distintos:
a) Quando o agente esta sendo projetado;
b) Quando esta deliberando sob sua propria ação
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Caracterização de agente
Medida de desempenho (Performance)
Ambiente (Environmet)
Atuadores (Actuators)
Sensores (Sensors)
M. A. A. S. (P.E.A.S)
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Caracterização de agente
Exemplo de um motorista taxi automatizado
M. A. A. S. (P.E.A.S)
Medida de Desempenho: Segurança, destino, conforto, rendimento...
Ambiente: Ruas, estradas, tráfego, pedestres, tempo...
Atuadores: Direção, acelerador, cambio, freios...
Sensores: Velocímetro, sensores do motor, GPS...
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Defina o agente para os seguintes ambientes:
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Exercício:
Descreva as características relacionadas a medida de desempenho, ambiente, atuadores e sensores para um Agente:
a) que compara produtos na Internet;
b) Que monitora a fabricação de placas
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Referências Rich, Elaine; Knight, Kevin, Artificial Intelligence, Second Edition, McGraw. Hill, 1993.
Russel, S.; Norvig, P. Artificial Intelligence: A Modern Approach, 2ª ed., Elsevier, Ed. Campus, 2004.
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