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Aula 1: Introdução à Inteligência Computacional Conceitos Prof. Dra. Larissa Pereira Ribeiro Teodoro UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA DISCIPLINA: INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL APLICADA À AGRICULTURA Motivação O que é Inteligência??? Capacidade mental de raciocinar, planejar, resolver problemas, abstrair ideias, compreender ideias e linguagens e aprender Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCSInteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação O que é Inteligência Computacional? Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação Princípios da Inteligência Computacional Aprendizado Reconhecimento Solução de Problemas Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação • Informação incompleta Aprendizado Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação • Ruído na Informação Aprendizado Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação • Informação completa mas não estruturada Aprendizado Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação Reconhecimento de padrões Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação Que animal é este ??? Reconhecimento de padrões Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação Alan Turing (1912-1954): Pai da Ciência da Computação • Durante a Segunda Guerra Mundial, Turing desenvolveu um teste que consistia em um operador não poder diferenciar se as respostas a perguntas elaboradas pelo operador eram vindas ou não de um computador. Caso afirmativo, o computador poderia ser considerado como dotado de inteligência artificial. Sua máquina pode ser programada de tal modo que pode imitar qualquer sistema formal. • A partir deste feito, a ideia de computabilidade começou a ser delineada. • Formalização do conceito de algoritmo e computação com a máquina de Turing Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Origem da Inteligência Computacional Motivação O Jogo da Imitação 2014 ‧ Drama/Thriller ‧ 1h 54m O Jogo da Imitação é baseado na história real do lendário criptoanalista inglês Alan Turing, considerado o pai da computação moderna, e narra a tensa corrida contra o tempo de Turing e sua brilhante equipe no projeto Ultra para decifrar os códigos de guerra nazistas e contribuir para o final do conflito. Data de lançamento: 29 de janeiro de 2015 (Brasil) Direção: Morten Tyldum Prêmios: Oscar de Melhor Roteiro Adaptado Indicações: Oscar de Melhor Filme, Oscar de Melhor Ator O matemático britânico Alan Turing (1912-1954), recebeu o perdão (23/12/2013) real 59 anos depois de morrer intoxicado por cianeto, decorrência de um processo de castração química ao qual foi condenado pelo Reino Unido em 1952 por ser assumidamente homossexual –o que, à época, era ilegal. Origem da Inteligência Computacional Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=the+imitation+game+data+de+lan%C3%A7amento&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6oo0DLKTrbST8vMyQUTViUZqYklRZnJiTkKRanpmfl5ConliUWpQE5OamJxqkJKYkkqAFLuNehCAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQ6BMIdygAMA4 https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=Brasil&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6ooUOIAsQ1N04q0jLKTrfTTMnNywYRVSUZqYklRZnJijkJRanpmfp5CYnliUSqQk5OaWJyqkJJYkgoAVYErDkwAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQmxMIeCgBMA4 https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=the+imitation+game+dire%C3%A7%C3%A3o&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6oo0BLLTrbST8vMyQUTVimZRanJJflFAKbjtOgmAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQ6BMIeygAMA8 https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=Morten+Tyldum&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6ooUAKzTVKq0tMrtcSyk6300zJzcsGEVUpmUWpySX4RAGFn1bcyAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQmxMIfCgBMA8 https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=the+imitation+game+pr%C3%AAmios&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6oo0JLNTrbSTyxPLEqBkPHlmXl5qUVWYE4xAP88uVYtAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQ6BMIgwEoADAR https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=Melhor+Roteiro+Adaptado&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6ooUOIAsdOLTLK1ZLOTrfQTyxOLUiBkfHlmXl5qkRWYUwwAIgXs6TcAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQmxMIhAEoATAR https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=the+imitation+game+indica%C3%A7%C3%B5es&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6oo0FLKTrbSTyxPLEqBkPHlmXl5qUVWefm5mXmJJZn5ecUA_0tYODIAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQ6BMIiAEoADAS https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=Oscar+de+melhor+filme&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6ooUOIAsdMLLTO0lLKTrfQTyxOLUiBkfHlmXl5qkVVefm5mXmJJZn5eMQC0wJclPAAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQmxMIiQEoATAS https://www.google.com.br/search?newwindow=1&q=Oscar+de+melhor+ator&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LSz9U3KCuON6ooUOIAsdNMKsy1lLKTrfQTyxOLUiBkfHlmXl5qkVVefm5mXmJJZn5eMQDbGy0EPAAAAA&sa=X&ved=0ahUKEwjB0MqZ19HLAhVLkZAKHTqKDcQQmxMIigEoAjAS Motivação Técnicas de Inteligência Computacional • Lógica Fuzzy (ou nebulosa): abordagem lógica que considera qualquer número real entre 0 e 1. Transformar informações vagas em material para a tomada de decisão; • Aprendizagem de máquina (Machine Learning): investiga estratégias para que um software proponha soluções e faça análises sobre os resultados para desenvolver outros métodos ainda mais eficientes; • Aprendizagem profunda (Deep Learning): método similar ao Machine Learning, mas que adota padrões de análise baseados em diversas camadas de dados, potencializando a identificação. Redes Neurais Artificiais Árvores de Decisão Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS https://www.meupositivo.com.br/panoramapositivo/machine-learning/ https://www.meupositivo.com.br/panoramapositivo/deep-learning/ Motivação O que são Redes Neurais Artificiais (RNAs)? Modelos computacionais inspirados no cérebro humano Capacidade de aquisição e manutenção do conhecimento Unidades de processamento Neurônios artificiais interconectados Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação Neurônio Biológico Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação Neurônio Biológico • Em média, cada neurônio forma entre mil e dez mil sinapses. • O cérebro humano possui cerca de 86 bilhões de neurônios Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação Neurônio Biológico x Neurônio Artificial Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Motivação Neurônio Artificial x1 x2 xn w1 w1 wn Σ g(u) y = g(u) θ u Primeiro modelo – McCulloch & Pitts (1943) Modelo não-linear Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS Coleta os sinais das entradas Produz um sinal de saída (resposta) Agrega os sinais das entradas ponderados Motivação Redes Neurais Capacidade de aprendizado Adaptação por experiência Habilidade de generalização Inteligência Computacional Aplicada à Agricultura – Prof. Dra Larissa P. R. Teodoro – UFMS/CPCS