Inteligencia-Artificial-II

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Inteligência Artificial 
Introdução à Inteligência 
Artificial 
Inteligência Artificial 
Histórico 
Inteligência Artificial 
Histórico 
• O termo Inteligência Artificial foi criado por John McCarthy durante a chamada para 
realização de um projecto de pesquisa no Dartmouth College, Estados Unidos, que 
reuniu dez renomados cientistas da computação, durante o verão 1956. 
• O sentido original dado ao termo Inteligência Artificial por McCarthy foi: 
“a capacidade de uma máquina realizar funções 
que, se realizadas pelo ser humano, seriam 
consideradas inteligentes”. 
Inteligência Artificial 
Histórico 
• …. até 1956: Pré-história da IA 
• Primeiro modelo matemático de um neurônio (1943) 
• ENIAC ( criado em 1946, o 1º computador digital Electrónico de grande escala. 
• Cibernética (Norbert Wiener, em 1948) inteligência de máquina, … 
• 1956: workshop em Dartmouth, USA, reunindo os principais 
interessados no assunto: John McCarthy, Allen Newell, Herbert Simon, 
Marvin Minsky, ... 
• Previsão de que em 10 anos os computadores seriam tão inteligentes quanto as 
pessoas 
• Criação do termo “Inteligência Artificial” 
Inteligência Artificial 
Histórico 
• 1956-1970: programas universai: 
• Tradução automática 
• Demonstração automática de teoremas 
• Resolução de problemas (General Problem Solver) 
• Proposta de modelos de redes neurais artificiais: 
• Frank Rosenblatt. The perception: A probabilistic model for information storage and 
organization in the brain (1958) 
• Marvin Minsky e Seymour Papert. Perceptrons (1969) 
Inteligência Artificial 
Histórico 
• Os anos 70 constituem a década romântica da IA, quando se pretendeu 
simular a inteligência humana em situações pré-determinadas, 
envolvendo conhecimento de senso comum. 
 
• Houve um grande impulso, com a criação de formalismos de 
representação de conhecimento mais adaptados ao domínio do 
problema. 
 
• Mas, ocorreram diversos fracassos porque se subestimou a quantidade 
de conhecimento necessária para tratar o mais banal problema de 
senso comum. 
Inteligência Artificial 
Histórico 
• A década de 80 é a idade moderna da IA, onde se observa 
amadurecimento em função das dificuldades enfrentadas com a tentativa 
de simulação da inteligência humana e sucesso no desenvolvimento de 
sistemas especialistas. 
 
• A pesquisa em IA volta-se para a tentativa de simular o comportamento 
de um especialista humano ao resolver problemas em um domínio 
específico. 
 
• Foi subestimada a complexidade do problema de aquisição de 
conhecimento ao se lidar com domínios com incerteza e uma 
reintensificação do interesse na pesquisa na IA Conexionista, função do 
aparecimento de novos métodos de aprendizagem de redes neurais. 
Inteligência Artificial 
Histórico 
• A partir dos anos 90, começa a época de ouro, com a explosão da 
pesquisa e avanços substanciais em aprendizagem de máquina, 
sistemas tutores inteligentes, raciocínio baseado em casos, sistema 
multi-agente, raciocínio com incerteza, mineração de dados, 
processamento de linguagem natural, visão por computador, realidade 
virtual, jogos, robótica, redes neurais e vida artificial. 
 
• O foco da IA passa a ser entender, do ponto de vista computacional, o 
comportamento inteligente e construir artefactos que apresentem esse 
comportamento inteligente. 
Inteligência Artificial 
Histórico 
Dimensões IA 
2 Quadrantes na parte superior se relacionam a processos de 
pensamento e raciocínio 
2 Quadrantes na parte inferior se referem ao comportamento. 
 As definições do lado esquerdo medem o sucesso em termos de 
fidelidade ao desempenho humano, enquanto as definições do lado 
direitom medem o sucesso comparando-o a um conceito ideal de 
inteligência, chamado de racionalidade. 
Inteligência Artificial 
Categorias de definições da IA 
Inteligência Artificial 
Histórico 
• Alguns factos históricos vinculados a área de pesquisa em IA e 
contribuições derivadas das seguintes áreas 
• Filosofia 
• Matemática 
• Economia 
• Neurociência 
• Psicologia 
• Engenharia de computação Teoria de controle 
• Linguística. 
 
Inteligência Artificial 
IA e Filosofia 
• Questões-chave: 
• Regras formais podem ser usadas para obter conclusões validas? 
• Como a mente surge do cérebro físico? 
• De onde vem o conhecimento? 
• Como o conhecimento produz a acc ̧ão? 
 
 Silogismo (Aristóteles, 384–322 A.C.) 
 Dualismo (Descartes, 1596–1650) 
 Empirismo (Bacon, 1561–1626) 
 Induc ̧ão (Hume, 1711–1776) 
 Positivismo lógico (método científico) (Carnap, 1891–1970) 
Inteligência Artificial 
IA e Matematica 
 Questões-chave: 
• Quais são as regras formais para se obter conclusões válidas? 
• O que pode ser computado? 
• Como raciocinar com informação incerta e imprecisa? 
 
• Lógica proposicional (Boole, 1847) 
• Algoritmo (al-Khowarazmi, século 9, Euclides) 
• Teorema da incompletude (Gödel, 1906–1978) 
• Intratabilidade (Cobham, 1964; Edmonds, 1965) 
• Probabilidade (Cardano, 1501–1576) 
 
 
Os filósofos demarcaram a maioria das ideias importantes sobre a IA, mas o salto para uma ciência formal exigiu certo nível de formalização matemática em três áreas fundamentais: lógica, 
computação e probabilidade. 
Inteligência Artificial 
IA e Economia 
Questões-chave: 
• Como tomar decisões visando maximizar um beneficio? 
• Como decidir desta forma quando outros não fazem o mesmo? 
• Como decidir quando o beneficio vem a longo prazo? 
 
• Utilidade (Walras, 1834–1910) 
• Teoria de Jogos (von Neumann e Morgenstern, 1944) 
• Teoria de decisão = Teoria probabilidade + Teoria utilidade 
• Decisões satisfatórias (Simon, 1916–2001) 
 
 
Inteligência Artificial 
IA e Neurociencias 
• Questões-chave: 
• Como o cérebro processa informação? 
• Quais são os principais aspectos funcionais, estruturais, celulares, 
moleculares, computacionais e médicos do sistema nervoso? 
• Como o cérebro evoluiu? 
• Como o cérebro se desenvolve? 
 
• Regiões funcionais de cérebro (Broca, 1824–1880) 
• Neurônios (Golgi, 1843–1926; Ramón y Cajal, 1852–1934) 
 
Inteligência Artificial 
IA e Psicologia 
• Questão-chave: 
• Como humanos e animais pensam e actuam? 
• Envolve, portanto, o estudo do comportamento e dos processos mentais. 
• Behaviorismo (Watson, 1878–1958) 
• Psicologia cognitiva (Willian James, 1842–1910) 
• Ciência cognitiva (MIT, 1956) 
• Agente baseado em conhecimento (Craik, 1943) 
1. Traduc ̧ão do estímulo em uma representação interna 
2. Manipulac ̧ão da representação por processos cognitivos e geração de novas 
representações internas 
3. Traduc ̧ão da representação em ação 
 
Inteligência Artificial 
IA e Engenharia da Computação 
• Questões-chave: 
• Como construir um cérebro artificial? 
• Como tornar os computadores mais capazes de processar e 
armazenar informação? 
 
• ABC, ENIAC (Atanasoff, 1940/2; Mauchly and Eckert, 1942) 
• Programac ̧ão (Zuse, 1941) 
• Linguagens 
• Sistemas operacionais 
• Estruturas dados 
• Orientação a objectos 
 
Inteligência Artificial 
IA e Teoria de Controle 
• Questão-chave: 
• Como pode um artefacto operar sob o próprio controle? 
• Water clock (Ktesibios, c. 250 A.C.) 
• Governor (Watt, 1736–1819) 
• Termostato (Drebbel, 1572–1633) 
• Cibernética (Wiener, 1894–1964) 
• Controle por realimentação (século 19) 
• Teoria moderna de controle (1960) 
• Navegac ̧ão autônoma de robôs (1980) 
• Robótica colectiva (1990) 
 
Inteligência Artificial 
IA e Linguística 
• Questões-chave: 
• Como a linguagem se relaciona com o pensamento? 
• Comportamento verbal (Skinner, 1957) 
• Estruturas sintáticas (Chomsky, 1957) 
• Linguística computacional 
• Processamento de linguagem natural 
• Representação do conhecimento