Inteligência Artificial - aula 03

Prévia do material em texto

FUNDAMENTOS DE IA,EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA E 
O FUTURO DA TECNOLOGIA
WEB 2
PROF. ANDRE TIBA
Objetivos da unidade:
1º: Histórico da Inteligência Artificial
2º: Princípios da Inteligência Artificial
3º: Aplicações da Inteligência Artificial
4º: Agentes Inteligentes
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 2
Objetivos da unidade:
1º: Histórico da Inteligência Artificial
2º: Princípios da Inteligência Artificial
3º: Aplicações da Inteligência Artificial
4º: Agentes Inteligentes
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 3
Histórico da Inteligência Artificial
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 4
• A Inteligência Artificial é um campo interdisciplinar, já que várias ciências
contribuíram para o seu desenvolvimento.
Histórico da Inteligência Artificial
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 5
Matemática: lógica, com a
representação formal e as
provas, a computação, os
algoritmos e a probabilidade.
Neurociência: estudo do
funcionamento do cérebro e
estudos comparativos entre o
cérebro e os computadores.
Economia: teorias e decisões
racionais, tomadas de
decisões em situações de
incertezas e teoria dos jogos.
Psicologia: questionamentos
sobre como pensamos e
agimos.
Histórico da Inteligência Artificial
Filosofia: a mente como uma
máquina operando com base em
um conjunto de regras lógicas.
Arquitetura de computadores:
constroem computadores
poderosos para a Inteligência
Artificial.
Teoria de controle e cibernética:
agentes Inteligentes que
recebem percepções do
ambiente.
Linguística: Fusão entre a
Linguística Moderna e a
Inteligência Artificial.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 6
Histórico da Inteligência Artificial
• A Inteligência Artificial tornou-se, nos
séculos XX e XXI, uma ciência
madura. Entretanto, já passou por
suas fases de altos e baixos.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 7
1940 – 1950: Gestação da IA.
• Mcculloch e Pitts;
• Máquina Computacional de Turing;
• Teste de Turing e o Jogo da Imitação.
1950 – 1970: Entusiasmo e
Expectativas.
• IA em Xadrez e Damas;
• Dartmouth College (1956);
1970 – 1990: IA baseada em
conhecimento.
• Sistemas especialistas.
• Aplicações industriais.
1990 em diante: Abordagens
Científicas.
• O retorno das redes neurais.
• Precisão de Agentes Inteligentes.
Estagnação da IA
• As redes neurais artificiais
tiveram seu reconhecimento
recuperado com a ajuda do físico
Jonh Hopfield.
• O prestigio das redes neurais foi
retomado com a proposta de
modelo Back propagation que
superava as limitações do modelo
inicial.
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
Problema Solução
Renascimento da IA
• Após o modelo Back propagation, os modelos de Redes Neurais
se expandiram:
• Redes Neurais Recorrentes – problemas que envolvem séries temporais
• Redes MLP – problemas de classificação e regressão
• Visão Computacional – problemas voltados a processamento de imagens
e vídeo
• Depois de 2010, iniciou-se uma nova revolução na IA chamada de
redes deep learning (redes de aprendizagem profunda).
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
Revolução da IA
• As redes de aprendizagem profunda tem revolucionado a aplicação de
IA em todos os campos de conhecimento.
• Tradução e compreensão de textos e de idiomas
• Reconhecimento de objetos, de pessoas, de faces, etc ...
• Análise de perfil de usuários
• Tomadas de decisão na área médica, na indústria, na construção de
infraestrutura, na educação, etc ...
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
Objetivos da unidade:
1º: Histórico da Inteligência Artificial
2º: Princípios da Inteligência Artificial
3º: Aplicações da Inteligência Artificial
4º: Agentes Inteligentes
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 11
Princípios da Inteligência Artificial
Inteligência é a habilidade de
aprender e resolver problemas.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 12
Inteligência Artificial é o estudo de
Agentes Inteligentes que percebem o
seu ambiente e agem de tal forma a
maximizar a sua probabilidade de
sucesso.
Tipos de Inteligência Artificial
•A IA é capaz de lidar com um 
alto volume de dados, fazer 
cálculos complexos e resolver 
problemas.
•Os sistemas possuem apenas 
um único objetivo, como 
aprender a jogar xadrez.
•Se o sistema for pedido para 
realizar outra atividade, ele 
não será capaz de executar.
IA Fraca
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
•Se refere a um 
computador tão 
inteligente quanto um ser 
humano com um grande 
grupo de habilidades.
•Esse tipo de sistema pode 
realizar qualquer atividade 
inteligente que seja 
dominada pelo homem.
IA Forte
Framework para Definição de IA
• Stuart J. Rusell e Peter Norvig (2013) propuseram quatro estratégias para o
estudo da IA que se tornaram um framework formado pelas abordagens
comumente utilizadas nessa área.
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
Pensando como Humano
• “O novo e interessante esforço para
fazer os computadores pensarem...
máquinas com mentes, no sentido
total e literal” (HAUGELAND, 1985).
• “[Automação de] atividades que
associamos ao pensamento
humano, atividades como a tomada
de decisões, a resolução de
problemas, o aprendizado”
(BELLMAN, 1978).
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
Pensando Racionalmente
• “O estudo das faculdades mentais
pelo uso de modelos
computacionais” (CHARNIAK;
MCDERMOTT, 1985).
• “O estudo das computações que
tornam possível perceber, raciocinar e
agir” (WINSTON, 1992).
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
Agindo como Humano
• “A arte de criar máquinas que
executam funções que exigem
inteligência quando executadas por
pessoas” (KURZWEIL, 1990).
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
Agindo Racionalmente
• “A Inteligência Computacional é o
estudo do projeto de agentes
inteligentes” (POOLE ET AL., 1998).
Inteligência Artificial Aplicada a Negócios
Objetivos da unidade:
1º: Histórico da Inteligência Artificial
2º: Princípios da Inteligência Artificial
3º: Aplicações da Inteligência Artificial
4º: Agentes Inteligentes
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 19
Aplicações da Inteligência Artificial
Reconhecimento de voz: 
entendimento da linguagem 
natural.
Reconhecimento de 
caligrafias: reconhecer 
assinaturas.
Tradução de texto: por 
exemplo, do inglês para o 
português.
Sistemas de recomendação: 
sugerindo músicas, livros, 
utensílios que, 
eventualmente, possam 
também nos interessar.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 20
Aplicações da Inteligência Artificial
Filtros de correios
eletrônicos: separando
mensagens potencialmente
perigosas das mensagens
permitidas.
Detecção da característica do
rosto humano:
reconhecimento de padrões e
visão computacional.
Detecção de células
cancerígenas: em imagens de
mamografia.
Carros autônomos: carros
sem motoristas.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 21
Objetivos da unidade:
1º: Histórico da Inteligência Artificial
2º: Princípios da Inteligência Artificial
3º: Aplicações da Inteligência Artificial
4º: Agentes Inteligentes
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 22
Agentes Inteligentes
• A Inteligência Artificial usa como um de seus principais modelos
matemáticos a ideia de Agentes Inteligentes.
• O agente é um algoritmo ou software gerado desse algoritmo que pode,
por meio de sensores, receber estímulos do ambiente e, por meio de
atuadores, tomar uma ação.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 23
Definições de um Agente Inteligente
• O ambiente é o espaço no qual o agente
atua. Considerado o problema que se deseja
resolver.
• Os sensores sentem os estímulos do
ambiente que cerca o agente.
• Os atuadores são as capacidades que o
agente tem de provocar mudanças no
ambiente. Ex: braços, rodas e etc.
• O agente é o elemento inteligente que
processa as informações geradas pelos
sensores e age/reage mediante um
algoritmo com seus atuadores.
30/11/2022 Fundamentos em InteligênciaArtificial 24
Exemplo de um Agente Inteligente
• Um carrinho robô que desvia de obstáculos em
um labirinto até alcançar sua saída.
• Ele pode possuir uma câmera para visualizar os
obstáculos e rodinhas que podem o direcionar de
acordo com sua posição no labirinto.
• O Agente Inteligente possui comportamento
autônomo, ou seja, não há um agente humano
conduzindo o carrinho robô.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 25
Exemplo de um Agente Inteligente
• O aspirador de pó percebe se há sujeira
no ambiente por meio de um sensor
adequado a esse propósito.
• O algoritmo o faz funcionar, para se
mover (esquerda ou direita) ou não.
• Além disso, ele pode limpar sujeira do
quadrado em que estiver ou
simplesmente não fazer nada.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 26
Problemas na Definição do Agente
• Problemas:
• O que o agente faria se o ambiente
estivesse com os dois quadrados A e B
limpos?
• Ficaria se deslocando indefinidamente
de um quadrado para outro, gastando
energia?
• Solução: definirmos algum indicador
de desempenho. Esse indicador
ajuda a mensurar o estado de
completude do problema.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 27
Definições de um Problema
AMBIENTE
Completamente 
observável
Os sensores dos agentes 
permitem que eles tenham 
acesso ao estado completo 
em cada instante de atuação.
Parcialmente 
observável
Os sensores possuem acesso 
apenas as informações do 
estado atual.
TIPO DO 
AMBIENTE
Determinístico
O próximo estado do 
ambiente fica 
completamente determinado 
pelo estado corrente e pela 
ação executada pelo agente.
Estocástico
Ambiente probabilístico que 
recebe mudanças a cada 
estado.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 28
Definições de um Problema
AÇÃO DO 
AGENTE
Episódico 
A ação para cada estado ou 
episódio depende somente 
do próprio episódio.
Sequencial
Se o agente conseguir 
guardar as ações anteriores, 
será sequencial.
TIPOS DE 
AGENTES
Agente único
Um agente resolve um 
problema sozinho sem ser 
influenciado por outro 
agente.
Multiagente
Se ação do oponente 
interfere, considera-se 
agente multiagente.
VISÃO DO 
AGENTE
Conhecido
Conhece-se completamente 
todas as ações possíveis em 
relação ao ambiente.
Desconhecido
O agente precisará 
conhecê-lo primeiramente 
antes de tomar as ações.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 29
Síntese:
• Histórico da IA
• Área interdisciplinar.
• Evolução das abordagens.
• Princípios da IA
• Definição.
• Aplicações da IA
• Reconhecimento de voz.
• Reconhecimento facial.
• Carros autônomos.
• Agentes inteligentes
• Ambiente.
• Sensores.
• Atuadores.
30/11/2022 Fundamentos em Inteligência Artificial 30
31