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Inteligência ArtificialProf. Cláudio Luís Vieira Oliveira

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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)

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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 hámuito tempo, na história há vários registros de autô-matos mecânicos reais ...

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... e personagens míticos, como Frankenstein.


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 ...


A uma centena de milhões de quilômetros da Terra, o projeto Remote Agent da NASA 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 da IBM se tornou o primeiro programa de computador a derrotar o campeão mundial de xadrez.


Controle autônomo: O sistema de visão computacional ALVINN foi treinado para dirigir um automóvel. Foi instalado em um veículo e percorreu aproximada-mente 4.600 km.

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Programas para diagnóstico médico, baseados em análi-se 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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Reconhecimento ótico:

Consiste em programas que podem traduzir a letra escrita de forma arbitrária em texto.


Torna possível ao ser humano se comunicar com os computadores através de um idioma.

Processamento de linguagem:

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Ficção ou realidade?

O que o futuro nos reserva ...


Guerras nas Estrelas:

C3PO e R2D2 são, provavelmente, os mais famosos robôs já criados pela indústria cinematográfica.

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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:


Eu, Robô: Baseado no universo construído por Isaac Asimov retrata a convivência entre seres humanos e máquinas.

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2001: Uma Odisséia no Espaço: Uma equipe de astronautas éenviada 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:


O Homem Bicentenário:

Apresenta a estória de um robô cons-ciente e inteligente que luta para possuir um status semelhan-te a de um humano na sociedade.

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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;


� Representação do conhecimentopara 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.

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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.


Composição de um neurônio:

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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 éresponsável por transmitir os estímulos para as outras células.


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 éseguida por uma ação.

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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.


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 atuadoresagregando as características como autonomia, habilidade social, reatividade e pró-atividade.

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A Representação do Conhecimento éum 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.


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.

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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.


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.

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Uma rede semântica consiste em um conjunto de nós conectados por arcos . Os nós representam objetos e os arcos, relações binárias entre esses objetos.


Exemplo de uma rede semântica:

Veículo

Pistão

Gol Palio Motor Pneu

É um É um Faz parte Faz parte

Faz parte

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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.


Exemplo de frame:

Palio

É um VeículoPortas 2 ou 4Motor 1.0 ou 1.4Fabricante Fiat

Nome do Frame

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