Neste capítulo sobre a introdução à inteligência artificial iremos falar de
Definição ou definições de inteligência artificial
História da inteligência artificial dividida em épocas
Várias áreas de aplicação da inteligência artificial, dando exemplos
Veremos o que é exactamente a AI e porque é bom estudá-la.A AI tenta compreender as entidades inteligentes, até para aprendermos mais acerca de nós próprios.Tenta construir entidades inteligentes
é claro que computadores com nível de inteligência dos humanos ou melhor desempenharão um papel importante no futuro.
o computador provê uma ferramenta para testar as teorias da inteligência.
Numa aula irei falar de (18 slides)
Possível definição ou definições de inteligência artificial
Várias épocas da história da inteligência artificial até, inclusivamente, à época dos sistemas baseados em conhecimento
Noutra aula irei falar de (15 slides)
Acabar de falar das últimas épocas da história da inteligência artificial, começando a falar da época da indústria
Várias áreas de aplicação da inteligência artificial apresentando exemplos
Vamos começar a falar sobre a definição de inteligência artificial
O QUE É A AI?
Chegamos facilmente à conclusão que não existe uma definição única
Há várias definições. Umas preocupam-se com o processo de pensar e raciocinar, enquanto outras com o comportamento.
Dentro de cada, umas medem o sucesso em termos de perfomance dos humanos, outras contra um ideal conceito de inteligência, que iremos chamar de racionalidade.
A definição de IA pode ser feita de acordo com quatro abordagens
De acordo com a abordagem dos sistemas que pensam como um ser humano temos duas definições
Para dizer que um determinado programa pensa como um humano temos de determinar como um humano pensa.
Assim, uma vez que tenhamos uma teoria suficientemente precisa da mente, tornar-se-à possível expressar a teoria como um programa de computador.
A área interdisciplinar das ciências cognitivas junta modelos computacionais da IA com técnicas experimentais da psicologia por forma a construir teorias precisas e testáveis do funcionamento da mente humana
De acordo com a abordagem dos sistemas que actuam como um ser humano temos outras duas definições
O teste de Turing proposto por Alan Turing foi feito por forma a fornecer uma definição operacional para inteligência.
Programar um computador que responda a estas definições implicaria que este deveria ter pelo menos as capacidades de:
Processamento de linguagem natural, representação de conhecimento, raciocínio automático, aprendizagem máquina. No teste total de Turing, o computador precisa da visão computacional e a robótica...
De acordo com a abordagem dos sistemas que pensam racionalmente temos duas definições
Filósofo Aristóteles foi um dos primeiros a tentar codificar o pensamento correto, isto é, processos de raciocínio irrefutáveis.
Os seus silogismos forneceram padrões estruturas de argumentos que dão sempre conclusões corretas dadas premissas corretas.
Surgiram leis do pensamento que governavam a operação da mente e iniciaram a área da lógica.
Há 2 principais obstáculos a esta abordagem: Primeiro, não é fácil passar conhecimento informal para formal. Segundo, há uma grande diferença entre ser capaz de resolver um problema “em princípio” e fazê-lo na prática.
De acordo com a abordagem dos sistemas que actuam racionalmente temos duas definições
Actuar racionalmente significa actuar de forma a atingir os seus objetivos dadas as suas crenças.
A definição proposta aqui está directamente relacionada com a abordagem de um agente racional.
O estudo da IA de acordo com esta abordagem tem duas vantagens.
Primeiro, é mais geral do que a abordagem das leis do pensamento, porque uma inferência correta é apenas um mecanismo útil para conseguir racionalidade.
Segundo, é mais adequado ao desenvolvimento científico que abordagens baseadas no comportamento humano ou pensamento humano, porque o seu padrão de racionalidade é claramente definido e completamente geral.
O Que perceberam sobre a definição de IA?
Começando agora a falar da história da inteligência artificial
Temos vários antecedentes de várias disciplinas
Vou mencionar cinco disciplinas (Filosofia, Matemática, Psicologia, Ciências da Computação e Linguística)
Para cada disciplina temos vários personagens importantes
Começando pela Filosofia em que temos Sócrates, Platão, Descartes e Aristóteles
Temos também conceitos importantes
A filosofia estabeleceu então uma tradição, na qual a mente é concebida como um aparelho físico operando principalmente por raciocínio, a partir do conhecimento que contém.
Uma alternativa ao dualismo é o materialismo.
David Hume escreveu “Um tratado sobre a natureza humana” em que propõe o que é conhecido como o princípio da indução.
Deste princípio consta que regras são obtidas pela exposição a repetidas associações entre elementos
Bertrand Russell deu uma abordagem mais formal a esta teoria e introduziu o positivismo lógico
Continuando a falar dos vários antecedentes de várias disciplinas
Continuando com a Matemática em que temos Boole, Frege, Godel, Tarski e Hilbert
Temos também conceitos importantes
Godel (1906-1978) mostrou que existe um procedimento efectivo para provar qualquer frase verdadeira na lógica de 1a ordem.
Turing também mostrou que há algumas funções que nenhuma máquina de Turing consegue computar.
Como podemos reconhecer um problema intratável? A teoria da completude NP fundada por Steven Cook e Richard Karp tem um método para responder a esta pergunta.
A teoria da decisão fundada por John Von Neumann e Oskar Morgenstern em 1944 combina a teoria da probabilidade com teoria da utilidade.
Dá origem à primeira teoria que pode distinguir boas ações de más ações
Tentativa de finalizar a primeira hora da aula neste slide ou no próximo
Continuando a falar dos vários antecedentes de várias disciplinas
Continuando com a Psicologia em que temos Wundt, Watson, Thorndike, James
conceitos importantes
A psicologia científica começou com o trabalho de Hermann von Helmholtz e Wilhelm Wundt
Wundt abriu o primeiro laboratório de psicologia experimental.
Movimento do behaviorismo teve origem em John Watson e Edward Lee Thorndike
A psicologia cognitiva tem como principal característica a visão de que o cérebro possui e processa informação
A maior parte do início da história da inteligência artificial e das ciências cognitivas não tem distinção significativa.
É comum ver programas de inteligência artificial descritos como resultados psicológicos.
Continuando a falar dos vários antecedentes de várias disciplinas
Continuando com Ciências da computação em que temos Zuse, Atanasoff, Rochester
conceitos importantes
Primeiro computador programável, o Z-3, inventado por Konrad Zuse. Inventado em 1941
Zuse inventou números de vírgula flutuante para o Z-3
Primeiro computador electrónico inventado tinha o nome de ABC e foi inventado por John Atanasoff e Clifford Berry nos Estados Unidos. Foi construído entre 1940 e 1942
Cada geração de hardware de computadores teve um aumento de velocidade e capacidade e redução no preço
Continuando a falar dos vários antecedentes de várias disciplinas
Terminando com a Linguística em que temos Skinner, Chomsky
conceitos importantes
Skinner publicou o livro de nome comportamento verbal. Livro que fala da importância da abordagem behaviorista para a aprendizagem da linguagem
A inteligência artificial e a linguística moderna “nasceram” quase na mesma altura.
Devido a isso a linguística não foi propriamente um antecedente para a inteligência artificial
Em vez disso, ambas “cresceram” conjuntamente estando intersectados em dois campos de nome computação linguística e processamento de linguagem natural
O Que perceberam sobre os antedcedentes da história de IA?
A História da inteligência artificial está dividida em várias épocas.
Agora vamos começar a falar de vários acontecimentos na época da gestação que ocorreu entre 1943 e 1956
Em 1940, sob a liderança de Turing e outros dois cientistas foi projetado o Colossus,
computador inglês que foi utilizado na Segunda Guerra Mundial.
Utilizava símbolos perfurados em fitas de papel que processava a uma velocidade de 25 mil caracteres por segundo.
O Colossus tinha a missão de quebrar códigos alemães ultra-secretos produzidos por um tipo de máquina de codificação chamada Enigma.
Os códigos mudavam frequentemente, obrigando a que o projeto do Colossus devesse tornar a decifração bastante rápida.
Em 1943 foi tentada a utilização desse computador para pesquisas
Também em 1943 dois cientistas propuseram o primeiro modelo artificial de neurónios
Ainda na época de gestação
Em 1950 Alan Turing mostrou no seu artigo pela primeira vez uma visão completa do que viria a ser a IA
No artigo foram apresentados vários conceitos importantes: o teste de turing, aprendizagem de máquina, algoritmos genéticos e aprendizagem por reforço
Turing fez também uma previsão interessante em que dizia que uma máquina seria capaz de enganar com 30% de hipóteses durante 5 minutos.
Continuando na época de gestação
Em 1951 foi construido o primeiro computador de redes neuronais
Em 1956 foi organizado um seminário em Darmouth onde foi criado o conceito de IA
Foi organizado com o propósito de estabelecer nova área para estudar computação e inteligência
Os 20 anos subsequentes testemunharam o crescimento da área
O Que perceberam sobre esta epoca?
Partimos para outra época, a do entusiasmo inicial
Em que consistiu este período?
Os primeiros anos da IA foram de grande sucesso de alguma forma.
Dadas limitações dos computadores e ferramentas de programação da altura e também devido ao facto de os computadores serem vistos como algo que só faria cálculos aritméticos e nada mais, era espantoso quando um computador fazia algo inteligente.
Em 1952 foi feito o primeiro programa capaz de jogar damas
Nesta mesma epóca
Em 1957 foi feita uma afirmação importante por Simon: o computador seria capaz de lidar com qualquer problema com o qual o ser humano também lidasse
Também em 1957 por Simon previu que em 10 anos 1 computador seria campeão de xadrez
Ainda na época de entusiasmo inicial
Em 1958 foi criada a linguagem Lisp. A 1ª linguagem de alto nível para IA.
Com ela tentou-se criar o programa Advice Taker
Em 1959 foi criado o programa Geometry theorem prover
Em 1963 foi criado um algoritmo completo para resolução de problemas de lógica de 1ª ordem
O Que perceberam sobre esta epoca?
Na época do realismo chegaram-se a várias conclusões.
Aqui apresentamos três delas.
A ilusão de poder computacional ilimitado não foi orientado apenas para programas de resolução de problems
As primeiras experiências de evolução máquina (agora chamada de algoritmos genéticos) foi baseada na crença indubitavelmente correta que fazendo uma série de pequenas mutações para um programa de código máquina um pode gerar um programa com boa performance para qualquer tarefa simples.
Que perceberam sobre esta epoca?
O Que perceberam sobre a aula toda?
Aqui tentar terminar uma das aulas
Na aula anterior falarmos sobre a introdução à inteligência artificial
Possível definição ou definições de inteligência artificial
Várias épocas da história da inteligência artificial até, inclusivamente, à época do realismo
Nesta aula irei falar de (15 slides)
Acabar de falar das últimas épocas da história da inteligência artificial, começando a falar da época de knowledge-based systems
Várias áreas de aplicação da inteligência artificial apresentando exemplos
The picture of problem solving that had arisen during the first decade of AI research was of a general-purpose search mechanism trying to string together elementary reasoning steps to find complete solutions. Approaches like these are usually called weak methods, mostly because of their performance.
The only way around this it to use knowledge more suited to making larger reasoning steps and to solving typically occuring cases in narrow areas of expertise. This drive us to the knowledge-based systems.
Que perceberam sobre esta epoca?
In the fifth generation project, processors’ Instructions were instructions in th Prolog language.
This project fueled interest in AI
There was a similar investment in united states.
AI was part of a broad effort, including chip design and human-interface research.
In 1982, R1 helped to configure orders for new computer systems
Over a hundred companies built industrial robotic vision systems.
The industry went from millions to billions in sales.
Que perceberam sobre esta epoca?
In AI, artificial neural networks (ANNs) are a family of statistical learning models inspired by biological neural networks (the central nervous systems of animals, in particular the brain) and are used to estimate or approximate functions that can depend on a large number of inputs and are generally unknown.
Large collections of simple neurons could be understood in much the same way as large collections of atoms in solids.
Que perceberam sobre esta epoca?
In computer science and electrical engineering, speech recognition (SR) is the translation of spoken words into text. It is also known as "automatic speech recognition" (ASR), "computer speech recognition", or just "speech to text" (STT).
Optical character recognition (OCR) is the mechanical or electronic conversion of images of typed, handwritten or printed text into machine-encoded text.
Pattern recognition is a branch of machine learning that focuses on the recognition of patterns and regularities in data, although it is in some cases considered to be nearly synonymous with machine learning.[1] Pattern recognition systems are in many cases trained from labeled "training" data (supervised learning), but when no labeled data are available other algorithms can be used to discover previously unknown patterns (unsupervised learning).
Que perceberam sobre esta epoca?
We are going to show some examples to the majority of the following areas
Conhecem algumas destas áreas?
Que perceberam sobre esta área de aplicação?
Que perceberam sobre esta área de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Financial analysis refers to an assessment of the viability, stability and profitability of a business, sub-business or project.
Process control is an engineering discipline that deals with architectures, mechanisms and algorithms for maintaining the output of a specific process within a desired range.
An electric power system is a network of electrical components used to supply, transmit and use electric power.
Phylogenetics– in biology – is the study of phylogenesis, or the evolutionary history, development and relationships among groups of organisms (e.g. species, or populations).
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Tentativa de finalizar a primeira hora da aula neste slide
An intrusion detection system (IDS) is a device or software application that monitors network or system activities for malicious activities or policy violations and produces reports to a management station.
computer games or personal computer games, are video games played on a personal computer rather than a dedicated video game console or arcade machine.
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
The aim of a probabilistic logic is to combine the capacity of probability theory to handle uncertainty with the capacity of deductive logic to exploit structure.
Uncertainty is a fundamental and unavoidable feature of daily life; in order to deal with uncertaintly intelligently, we need to be able to represent it and reason about it.
Industrial control system (ICS) is a general term that encompasses several types of control systems used in industrial production, including supervisory control and data acquisition (SCADA) systems, distributed control systems (DCS), and other smaller control system configurations such as programmable logic controllers (PLC) often found in the industrial sectors and critical infrastructures.[2]
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Entertainment is any activity which provides a diversion or permits people to amuse themselves in their leisure time, and may also provide fun, enjoyment and laughter.
Computer graphics are pictures and movies created using computers - usually referring to image data created by a computer specifically with help from specialized graphical hardware and software.
Figure with cellular automata
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
A multi-agent system (M.A.S.) is a computerized system composed of multiple interacting intelligent agents within an environment. Multi-agent systems can be used to solve problems that are difficult or impossible for an individual agent or a monolithic system to solve.
Complex problems are questions or issues that cannot be answered through simple logical procedures.
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
An automated online assistant is a program that uses artificial intelligence to provide customer service or other assistance on a website.
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Understand who your ideal customer is and what similarities they have. Define your customers with the following criteria:
age, gender, income, their personality type, preferences, their similar likes and dislikes, sports, hobbies, etc.
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?
These technologies deal with automated machines that can take the place of humans in dangerous environments or manufacturing processes, or resemble humans in appearance, behavior, and/or cognition.
Today, robotics is a rapidly growing field, as technological advances continue; researching, designing, and building new robots serve various practical purposes, whether domestically, commercially, or militarily.[3] Many robots do jobs that are hazardous to people such as defusing bombs, mines and exploring shipwrecks.
Robotics is an essential component in many modern manufacturing environments. As factories increase their use of robots, the number of robotics–related jobs grow and have been observed to be steadily rising.
Que perceberam sobre estas áreas de aplicação?